Compte-rendu de la soirée du 18 juin 2009
Bar des Sciences
« Quand la terre tremble et nous fait trembler
… à quand notre tour ? »
Soirée organisée par : le « Pavillon des Sciences » et animée avec dynamisme par Pascal REMOND.
Lieu - Horaire : Bar de l’Hotel Bristol – 2, Rue Velotte - 25200 MONTBELIARD – de 20h00 à 22h30
Participation : forte, environ 100 personnes étaient présentes.
Participant URIS FC : Jean-Pierre BULLIARD (INSA) – Pierre THOCKLER (AM) – Pierre COLLOTTE (AM) – Joseph CAVALLIN (AM)
Intervenants :
- Colonel André BENKEMOUN,
Directeur du Service départemental d’incendie et de secours - SDIS 25
- Pascal BERNARD,
Sismologue CNRS, Institut de Physique du Globe de Paris - Auteur de "Qu'est ce qui fait trembler la terre?"
- Mustapha MEGHRAOUI,
Sismologue, Institut de Physique du Globe de Strasbourg -Tectonique active -Spécialiste du Fossé Rhénan et du tremblement de terre de Bâle de 1356.
Contexte de ce « Bar des Sciences » : "Imaginez, vous êtes chez vous, vous bavardez, vous rêvassez dans votre chambre ou devant la TV, ou bien encore vous prenez une douche, peut-être par extraordinaire vous lisez ces lignes… les objets, le sol, les murs se mettent à vibrer. Un bulldozer dans le couloir! Non, un séisme ! En quelques secondes …"
Le 26 décembre 2004, un séisme de magnitude 9,3 soulevait de plusieurs mètres le fond marin au large de Sumatra, surprenant tant les populations que les experts. Le Monde était bouleversé… Mais plus près de nous, nous nous souvenons du tremblement de terre du 23 février 2004 ayant comme épicentre Baume les Dames. Dernièrement, le séisme d'Aquila en Italie est le plus grave dans ce pays … depuis 1980 : 300 morts, 1200 blessés, 58 000 personnes sans toit.
Scientifiques, Spécialistes, Responsables de la sécurité civile ont partagé ce que des siècles d'étude nous ont appris sur l'origine des séismes et comment aujourd'hui ils cherchent à résoudre les énigmes qui demeurent, mais aussi comment la société tente d'y faire face. Pourrons-nous un jour prévoir les séismes ? Ne vaut-il pas mieux se prémunir contre de telles catastrophes ? Oser une communication du risque, n'est-ce pas un manière de mieux l'appréhender? La terre est vivante et nous vivons avec elle ? En 1356 le séisme de Bâle a détruit toute le région : à quand notre tour ?
Evolution de nos connaissances sur les séismes :
Le 10 octobre 1980 Mustapha observe le séisme d’Orléansville en Algérie. Il a une magnitude de 7,3 (Echelle de Richter). Ce séisme a permis d’avancer dans la connaissance des tremblements de terre. Tous les sismologues français y ont travaillé. On a relevé, pour la première fois, des traces de failles en surface terrestre. Ce fut le début de la longue carrière de Mustapha.
Pascal confirme aussi qu’en 30 ans de carrière, la tectonique des plaques (dérive des continents) a beaucoup évolué. On a découvert le trémor tectonique, c'est-à-dire la vibration du sol au passage du magma , ce sont des grondements continus des zones de faille. On ne connait pas exactement leur origine.
La sismologie est la science des Tremblements de Terre. On l’appelle aussi « ondologie », science des ondes. Des géologues, géodésiens travaillent le sujet. La géodésie est la mesure des petits mouvements de la terre dus à de grandes longueurs d’onde. Par exemple, l’auscultation d’un barrage par des mesures au théodolite permet de vérifier s’il a bougé au cours du temps. On effectue également des mesures au GPS de précision (sensible au millimètre). Un réseau de mesures est installé sur les Alpes et sur le fossé rhénan.
La prédiction en matière de tremblement de terre :
Le Colonel intervient en disant qu’il attend un jour un outil de prévision des tremblements de terre. Cette prévision est impossible de nos jours.
Pascal précise qu’il est différent de prédire un mouvement sismique d’avec un tremblement de terre.
La prédiction des mouvements sismiques existe selon 3 niveaux :
- 1) la prédiction à long terme : elle est importante pour définir la relation parasismique d’une région. On définit alors des probabilités d’évènements sismiques dans la région. On relève dans la paléo-histoire sismique les dates de failles (qui cassent environ tous les 5000 ans). On en déduit s’il faut renforcer les bâtiments courants de la région concernée. La préhistoire des failles y est essentielle.
- 2) la prédiction à court terme : on recherche les phénomènes physiques précurseurs des séismes.
- 3) la prédiction à moyen terme : on connait le fonctionnement de certaines failles qui sont en train de casser et e créer le séisme. On regarde les déformations autour des failles (par exemple, à Istanbul, sous la mer de Marmara, en Grèce, au Chili…). L’échelle de temps associée à ces prédictions est de plusieurs dizaines d’années.
Le Colonel précise les difficultés qu’on a à anticiper les séismes : si on le pouvait, cela permettrait la mise en œuvre de mesures de protection. Prenons l’exemple de la tempête en France en 1999. Elle fit 40 morts. Une réplique un peu plus tard en fit 44. On n’a don pas pris conscience du risque parmi les populations. En 2002, dans le Pas-de-Calais, il a fallu déplacer la population pour désactiver un dépôt de munitions. On a ainsi rasé sur un rayon de 800m en déplaçant tout le monde. Ce fut très difficile car chacun a de bonne raisons de rester chez soi.
La forme prise par les séismes :
La terre peut bouger de 2 façons (souvent mélangées ) :
- 1) horizontalement : par des ondes de cisaillement, la secousse casse alors en priorité les murs,
- 2) verticalement : par des ondes de compression qui sont normalement moins destructrices.
Dans tous les cas, se rappeler que, plus on est loin d’une faille qui casse, plus on est sensible aux ondes horizontales.
Pour une région donnée, on évalue la probabilité pour qu’un séisme soit supérieur à une certaine magnitude (amplitude de l’onde de séisme suivant l’échelle de Richter). Du point de vue du géologue, la grandeur la plus caractéristique est l’énergie du séisme, proportionnelle à l’étendue de la fracture, à la longueur de rupture liée (on parle alors de magnitude du moment sismique). On prédit alors qu’une région spécifique peut subir un tremblement de terre dans les 100 ans à venir (cela manque de précision et ce n’est qu’une probabilité). Ainsi, on constitue, par pays, un catalogue de sismicité (réalisé par le CEA, le CNRS… pour la France).
Dans la déformation de la terre, la période des tremblements de terre peut atteindre 10.000 ans. Cette période de retour des tremblements de terre est très importante à connaître. Sur la faille de Saint Andréas, on estime cette période à seulement 150 ans, sur le fossé rhénan : 15.000 ans. C’est l’accumulation d’énergie sur une même zone de faiblesse (faille) qui revient lors des forts séismes. La paléo-sismologie étudie les tremblements de terre à l’intérieur de la terre (au sein des différentes couches géologiques). Au moment d’un tremblement de terre, il y a toujours un relâchement de l’énergie accumulée dans les différentes couches géologiques. Exemple : le tremblement de terre de Bâle en 1356.
Un participant donne un témoignage :
Ce participant a été témoin du tremblement de terre du 21 mai 2003 en Algérie (Kabylie). Il était 20 heures. Il sentit un énorme grondement et ce fut la panique parmi toute la population : tout le monde sort alors que les immeubles s’écroulent et que des pierres voltigent de partout. Les immeubles sont détruits et s’enfoncent comme un millefeuille pressé. Il est surpris que certains immeubles tiennent debout au milieu de nombreux autres immeubles complètement détruits. Il se pose des questions sur la conformité aux normes pour ces immeubles détruits. Des répliques du tremblement de terre surviennent plusieurs heures après la première secousse. Les ambulances arrivent, bien longtemps après car les moyens de communication sont tous coupés. C’est la panique générale, il y a 2300 morts. Peu à peu, la solidarité s’installe.
Particularités d’un séisme :
Mustapha confirme que, lors d’un séisme, il n’y a plus ni électricité, ni téléphone, que les canalisations d’eau et de gaz sont éventrées et explosent. Dans le cas de ce séisme en Algérie, la protection civile n’a été autorisée à sortir qu’après 4h du matin (soit 8 heures après la première secousse). Les gens ne veulent plus rentrer dans leur habitation (quand elle est encore debout) et préfèrent coucher dehors.
Et chez nous, en Franche-Comté :
Il y eut de petits séismes à Montbéliard en 2006 et un autre en mai 2009. Notre zone est classée 1B.
Et en France ?
Les régions les plus sismiques suivent les grandes failles : Pyrénées , Côte d’Azur, Nord-est, la faille Armoricaine (Vendée), le Massif Central. La carte de zonage de la France ne forme pas de zones continues. Les Antilles sont à un niveau de Magnitude supérieur à 8.
Taille, quantité et unités de mesure des séismes :
Les petits séismes sont en proportion des gros. Ce sont des failles de 1 km qui glissent de quelques centimètres à quelques mètres sous nos pieds (Magnitude 4). Une Magnitude 5 correspond à 3 kms de faille qui glisse de 5 à 10 cm. Il y a en gros un facteur 10 fois plus faible lorsqu’on passe d’une Magnitude M à une Magnitude (M+1). Ainsi il y a 10 fois plus de séismes de Magnitude 4 que de Magnitude 5. La Magnitude 6 correspond à des séismes de 10 kms de long et qui cassent sur plusieurs dizaines de cm en surface. M6 est une magnitude où l’on commence à avoir de la destruction. Bâle en 1356 était un séisme de Magnitude 7. M7 correspond à un séisme d’environ 40 kms de long avec un glissement de plusieurs mètres sur une zone de 50 kms de rayon par rapport à l’épicentre. M8 est une magnitude de séisme courant sur 100 à 200 kms de long. Ainsi à Sumatra en 2005 , le séisme s’étendait sur 1200 kms de faille.
L’intensité (autre mesure du séisme) caractérise le niveau de secousse locale. Cette échelle de mesure est bien adaptée à la perception humaine. Le mouvement de la faille dicte le mouvement du sol. L’intensité à l’épicentre est bien proportionnelle à la Magnitude du séisme. Il existe une corrélation entre Magnitude et Intensité d’un séisme. Ainsi, des murs qui tombent correspondent à une Magnitude 6 ou à une Intensité de 11 à 12. Mais attention, des sédiments locaux peuvent amplifier les effets d’un séisme : ces sédiments peuvent ainsi provoquer des destructions pour une magnitude inférieure à 6. A Sumatra, mêmes les répliques étaient fortes (Magnitudes 6 et 7)
Les enquêtes macroscopiques :
Le Bureau Central Sismologique Français (BCSF) à Strasbourg lance des enquêtes sur le ressenti de la population après un petit séisme, suivant une région circulaire de 200 kms de rayon autour de l’épicentre.. Ces informations sont importantes et c’est un vrai devoir de citoyen que d’y répondre.
Les interventions lors d’un séisme grave :
Le Colonel confirme que l’efficacité des interventions des pompiers va fortement être fonction de l’heure à laquelle le séisme s’est produit. Il faut prendre en compte les personnes aussi bien dehors qu’à l’intérieur des immeubles et qui ont le mauvais réflexe de vouloir sortir (et risquer d’être heurtés par la chute d’objets). Des gens sont blessés et arrivent pour retrouver leurs proches. L existe de très grandes difficultés d’organisation : on trouve’ spontanément de la ressource par solidarité mais on ne sait pas bien organiser cette ressource. Il y a un problème de hiérarchisation des missions (d’abord les écoles, les lieux publics avant les bâtiments privés). Aujourd’hui les moyens de communication permettent de réagir correctement. En Indonésie, lors du séisme récent, la France a proposé de prendre la ville de Mélabo en charge et de la remettre en service en priorité (elle était peu détruite car située à moitié sur une colline et pouvait donc servir de base de secours). Sont arrivés les blessés, les gens pour retrouver leurs proches, ces gens se coupaient en cherchant dans les décombres des bourrelets du tremblement. Ceux qui se coupaient prenaient le tétanos car ils n’étaient pas vaccinés. Cela a encore amplifié le niveau des morts suite au séisme. La France est reconnue mondialement pour son double savoir-faire de secours :
- 1) un savoir-faire suite à tremblement de terre,
- 2) une doctrine en matière de traitement des blessés. Cette doctrine consiste à soigner le blessé d’abord au maximum sur place avant de l’envoyer à l’hôpital (cela a d’ailleurs créé une polémique entre anglais et français lors de l’accident de Lady Diana : les français ont d’abord cherché à la soigner sur place avant de la ramener à l’hôpital).
La première technique suite à un immeuble effondré est d’abord de faire de l’écoute (faire silence pour écouter : tout le monde doit se taire et ne plus bouger, ce qui est très difficile à faire respecter). On peut entendre alors les canalisations d’eau cassées, les fuites de gaz, quelqu’un qui gratte sous une poche de gravats. On commence ensuite à percer pour accéder vers la victime qui a été localisée. On se sert beaucoup des chiens pour retrouver des vivants, on ne se focalise pas sur les morts pour lesquels des soins sont inutiles mais on cherche en priorité des vivants. En creusant il faut faire très attention car on déplace des équilibres instables, ce qui risque de faire des victimes supplémentaires. Lorsqu’on accède à la personne blessée, elle peut avoir des membres coincés, il faut faire alors un choix difficile immédiatement : soit décomprimer les membres et sortir la personne complète, soit l’amputer sur place avant de l’extraire. (Attention aux phénomènes de décomposition par les toxines). Le propre d’un séisme est qu’on a perdu toute organisation sociale : dans ces moments tragiques, les gens se pressent d’abord, se bousculent, redeviennent primaires, « chacun pour soi », ce n’est qu’après que l’on retrouve un peu d’humanité et de solidarité. Ainsi en Indonésie, certains se sont battus pour avoir une pelleteuse en priorité sur d’autres, et ainsi, ils ont tué le conducteur de la pelleteuse !!!
Observations avant un séisme :
Mustapha nous parle de l’archéo-sismologie. C’est la trace laissée par les séismes sur les sites archéologiques (exemple : la ville d’Augusta Aurica, près de Bâle). En observant ces traces, on peut arriver à dater les dégâts. On a ainsi trouvé, en plus du séisme de Bâle en 1356 qui fit 5000 morts, un autre séisme 2000 ans avant et un autre 3000 ans avant le précédent. Cela permet aux autorités locales de tenir compte de ces éléments pour développer le code parasismique. Cette vision sur le long terme est très importante.
La règlementation en matière de construction :
Des architectes présents dans la salle confirment qu’en fonction du classement sismique des zones, les normes sismiques doivent être appliquées. Cela est notablement vrai pour les bâtiments publics, mais pas toujours respecté pour les maisons individuelles. Le classement en zone sismique dépend de la probabilité calculée à 10% qu’on a de dépasser un certain niveau de séisme dans les 10 prochaines années. Les seuils fixés dépendent des types de bâtiments (il existe différents niveaux de protection). Le surcoût lié à ces normes n’est pas très élevé (quelques %). Un intervenant souligne qu’il ne sent pas les professionnels du bâtiment très motivés pour respecter les normes sismiques pour les maisons individuelles, la construction courante. On pense toujours que le tremblement de terre arrive ailleurs, que c’est, en quelque sorte, « l’affaire des autres ». Et en plus, il est impossible de vérifier après coup si une construction a respecté les normes sismiques (il faudrait la détruire !).
A-t-on observé de nos jours une accélération des fréquences sismiques ?
La réponse est non. On n’a que quelques siècles de recul, ce qui est insuffisant pour faire de bonnes prédictions. Mais on n’a pas constaté d’accélération des fréquences des séismes. Actuellement, les sismologues travaillent sur l’influence de l’interaction des failles. Mais en moyenne, il n’y a pas aujourd’hui plus de séismes qu’avant. Il est faut aussi de dire que des petits séismes sont avant-coureurs de grands séismes. On peut lire dans la nature les tempêtes sismiques. Par exemple, en Calabre, des plaques de niveau de la mer se sont retrouvées à une altitude de 300m. Ainsi sur des terrasses, on retrouve des algues marines niveau zéro. Cela veut dire qu’il y a eu, à coup sûr, succession de séismes, déplaçant ces terrasses. On analyse aussi les déplacements successifs au niveau d’une faille (par exemple les déplacements de 13m50 d’un aqueduc romain sur la faille du levant). Cela prouve aussi l’existence de séismes successifs, graduels. On a ainsi trouvé trois séismes de Magnitude 7, chacun déplaçant l’aqueduc d’environ 4m. Ces 3 séismes sont apparus sur une durée de 1000 années, puis, plus rien.
Question sur la liquéfaction des sols ?
Un participant confirme que, près de Sélestat, les paysans cherchant des gravières ont trouvé des troncs fossiles de 10500 ans. Dans des gravières similaires en Bavière, on a trouvé les mêmes troncs fossiles. Ces troncs ont-ils pu être apportés par des tremblements de terre ? La réponse est non : les « quaternairistes » décrivent pendant l’holocène (-10000 ans) des périodes de grande pluviosité (3 périodes froides avec beaucoup de pluie) dues à la déglaciation. Ce phénomène est donc plus lié à ces crues qu’aux tremblements de terre.
Les signes précurseurs :
Un séisme commence souvent par des grondements souterrains. On constate que les rats quittent les immeubles bien avant e tremblement de terre. Ce grondement est ce qu’on ressent car tout vibre. Les fréquences dominantes des vibrations sismiques sont inaudibles pour les humains (pas pour les rats), elles varient entre 1 et 10 Hertz. La réponse est non-linéaire : les rats perçoivent mieux que nous ces petites vibrations. En 1979, en Chine, on avait prédit un fait sismique suite au comportement des animaux et aux émanations de gaz (le radon), le comportement de l’eau dans les puits. Et le tremblement de terre s’est produit. Mais un an plus tard, les chinois n’ont pas réussi cette prédiction et il y eut 200.000 morts. De même le séisme en Chine en 2008 n’était pas prévu. La réussite de la prédiction en 1979 tient en ait de la microactivité sismique ressentie par la population (plusieurs centaines de secousses par heure). Les gens se sont enfuis d’eux-mêmes dans la rue et les autorités sont intervenues après la population (cas idéal).
En 1995, au nord de la Grèce, les mesures au sismomètre montrent l’arrivée du tremblement de terre. Il n’y eut pas de mort malgré de nombreuses maisons écroulées. Il y eut une succession de secousses de magnitude 4 , à 9h00, puis 20 mn après, puis 10 mn après et ainsi tous les gens étaient dans la rue au moment du grand séisme. Les signes avant-coureurs furent perçus sur plusieurs kms. Une faille de 30 kms de long produisit un glissement de 1 m pour le grand séisme qui eut lieu à 10 kms des petits séismes.
Polémique lors du séisme d’Aquila en Italie :
L’activité microscopique pour ce séisme a commencé en janvier. Bien avant le séisme, des appareils ont été placés et ont montrés des petits séismes de magnitude 2. Pour préciser la zone sur quelques kms, on mit en place des GPS et on attendit, en parallèle, un ingénieur-chercheur du Grand Sasso qui fit des mesures sur le gaz radon qui s’échappait des failles (fluctuations naturelles). L’ingénieur souligna la corrélation entre ses mesures de radon et ces petits séismes. Les derniers mois, il détecte de grandes quantités de radon. Il en parle, fait une alerte publique à Aquila. Les autorités contestent sa base scientifique et ne tiennent pas compte de ses observations. Pourtant le séisme est arrivé. On peut seulement prendre en compte cette prédiction, après coup, en disant qu’il avait vu juste. La décision publique d’évacuer ne peut se faire que sur une certaine crédibilité. Dans les médias, Il y a en permanence trois temps qui se suivent :
- 1) les faits,
- 2) la polémique,
- 3) la recherche des responsabilités.
Cette succession des analyses des médias est bien observable lors du récent crash de l’Airbus A330 d’ Air-France.
Séisme en 2003 entre l’Inde et le Pakistan :
On a rencontré des pakistanais qui avaient passé la frontière, qui effectuèrent 3 jours de marche, ayant perdu leur famille, certains étant gravement blessés. Là on s’est rendu compte de l’influence de la culture : ces pakistanais ne se sont pas plaints, ils ont simplement dit « Dieu l’a voulu ! ». Le rapport au séisme est complètement différent d’avec notre civilisation de confort. Quel prix est-on prêt à mettre ? c’est la question qui se pose de tout temps !
Au niveau du globe, les séismes arrivent à la limite des plaques tectoniques. Les plaques les plus actives se confrontent (c’est la dérive des continents). Mais on ne sait pas faire la corrélation entre ce qui se passe au niveau de ces plaques et les tremblements de terre qui arrivent localement. Comlme l’aurait dit Monsieur de La Palisse : « ce qui se passe en dessous de nous est assez obscur ! »
Conclusions :
La terre reste un système complexe. Les échelles des failles y sont imbriquées et complexes. La physique (mécanique classique) est intéressante et aide à comprendre les phénomènes sismiques. La prédiction de ces phénomènes est toujours faite en termes de probabilités, qui sont difficiles à estimer face à ces évènements rares. Mais le métier de sismologue est fascinant et progresse. Charge aux autorités et aux publics d’agir en conséquence. Les tremblements de terre sont des phénomènes naturels qui ont toujours existé. C’est à nous, locataires de la terre, de nous adapter (et non à la terre de le faire). En Turquie (Anatolie), une faille produit souvent des tremblements de terre. On y trouve des maisons à colombage qui jouxtent des immeubles en béton. Actuellement, on ne construit plus ces maisons à colombage en Turquie, parce qu’elles sont passées de mode. Lors du tremblement de terre, les immeubles en béton se sont tous écroulés. Les maisons à colombage n’ont pas bougé. Ecoutons un peu plus la nature pour faire de la prévention !
Le Colonel rappelle que le nombre de mort lors du crash récent d’A330 est bien inférieur au nombre de mort sur les routes en France.
Pour en savoir plus, lire l’excellent livre de Pascal Bernard : « Qu’est-ce qui fait trembler la terre » - 2004 (Collection EDP Science).
Programme des prochains « Bar des Sciences » en 2009 :
- Mercredi 12 août 2009 : à Château-Chalon, « Unis – Vers » entre art et science de l’univers !
- Jeudi 10 septembre 2009 : "L'Art de lire ou comment résister à l'adversité. La lecture qui guérit." Avec Michèle Petit Anthropologue de la Lecture - CNRS Université Sorbonne Paris 1
- Mi-novembre à la Roselière, avec Léopold EYHARTS, l’astronaute français qui a totalisé le plus d’heures de vol dans l’espace.
- Courant décembre, 3 bons marchés de Noël sur le thème « l’Irlande et le whisky »
- En décembre également, un rendez-vous important avec Pierre JOLIOT-CURIE et Hélène LANGEVIN, enfants de Frédéric JOLIOT et Irène CURIE, et, donc, petits enfants de Pierre et Marie CURIE… Calendrier exact à suivre.
Rédacteur : Jean-Pierre BULLIARD
Président de l’URIS de Franche-Comté
Président des Ingénieurs INSA de Franche-Comté
Pour le compte du Pavillon des Sciences