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Risque sismique et installations nucléaires

Quels sont les effets des séismes ?

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Les deux principaux effets associés à un séisme sont :

  1. La rupture des roches au niveau de la faille. Si le séisme est suffisamment important, le mouvement sur la faille peut modifier le paysage.
  2. Cette rupture s’accompagne de l’émission d’ondes sismiques qui se propagent dans la Terre jusqu’à la surface, provoquant le tremblement de terre. La propagation des ondes sismiques peut modifier ou non la structure interne de la roche ou du sol traversé.

 

L’émergence de la faille à la surface terrestre

Un séisme est dû à la rupture sur une faille dans les profondeurs de la Terre, mais cette cassure peut parfois atteindre la surface terrestre lorsque le séisme est suffisamment important en termes d’énergie. Il existe en effet une relation entre la magnitude du séisme (son énergie) et la dimension de la faille rompue. L’émergence en surface de la faille peut typiquement se produire lorsque la magnitude dépasse 6. les modifications de paysage peuvent être particulièrement importants lors des grands séismes avec un déplacement vertical (comme à Taiwan, en 1999).

Déplacement vertical associé à l’émergence de la faille lors du séisme de Chi-Chi à Taiwan en 1999 (photo IRSN/AFPS)
Légende : Déplacement vertical associé à l’émergence de la faille,
lors du séisme de Chi-Chi à Taiwan (magnitude 7,6), en 1999 (photo IRSN/AFPS).


Effet induit par l’émergence de la faille en mer : le raz de marée (tsunami)

Dans le cas de grands séismes sous-marins, la faille peut rompre le fond marin. Si cette rupture modifie de façon importante la topographie du fond, elle peut déplacer brutalement d'un grand volume d'eau. L’eau étant un fluide incompressible, ce déplacement de volume d’eau se propage jusqu’à la surface de l’océan, engendrant une onde superficielle.

Cette onde, en domaine de grands fonds, a une amplitude faible, une grande longueur d’onde et une vitesse très grande, mais en approchant des terres, l’onde rencontre des fonds de plus en plus superficiels et l’amplitude de la vague augmente : le tsunami finit par inonder la côte.

Les plus grands tsunamis connus d’origine sismique ont généré des inondations de quelques dizaines de mètres (exemple : tsunami d’Indonésie en 2004). 

 

Dommages aux bâtiments

Les bâtiments se comportent, lors d’un tremblement de terre, comme des masses suspendues au-dessus du sol vibrant. Ils peuvent être endommagés ou complètement ruinés, en particulier ceux pour lesquels des dispositions parasismiques n’ont pas été prises lors de leur construction.

Dommages occasionnés par le séisme d’Al Hoceima au Maroc (2004) (photo IRSN/AFPS)
Dommages occasionnés par le séisme d’Al Hoceima au Maroc (2004).
Il est à noter l’endommagement très variable de bâtiments similaires très proches (photo IRSN/AFPS).

 

Autres effets induits par la propagation des ondes

Les mouvements gravitaires

Ces mouvements peuvent prendre différentes formes : glissements de terrains, chutes de blocs, coulées de boues… Le passage de l’onde sismique fragilise le milieu qui peut être déstabilisé aussitôt. Cette déstabilisation peut également survenir après la secousse (quelques heures à quelques années) lorsque celle-ci n’aura fait qu’endommager le milieu. 

Mouvements gravitaires provoqués par le séisme de Niigata au Japon, en 2004 (photo IRSN/AFPS)
Mouvements gravitaires provoqués par le séisme de Niigata au Japon, en 2004.
A gauche, un pan entier s’est décroché de la montagne et, glissant sur une interface de bancs, a maintenu les arbres debout (même si légèrement inclinés). A droite, un cas plus classique d’écroulement et d’éboulement de blocs. (photo IRSN/AFPS)

 

Le phénomène de liquéfaction

Le phénomène de liquéfaction intervient dans le cas des sols chargés en eau. Les ondes sismiques vont avoir pour conséquence de faire augmenter la pression de l’eau dans le sol jusqu'à lui faire perdre sa cohésion. Le sol va ainsi se comporter comme un liquide qui ne pourra plus supporter les charges auxquels il est soumis. Lors des séismes, on observe ainsi souvent des « volcans » de sable de tailles variables. Dans des cas extrêmes, les constructions peuvent être déstabilisées et parfois littéralement s’enfoncer dans le sol.

iquéfaction de sables fins intervenus lors du séisme d’Inde de 2001 (photo IRSN/AFPS)
Liquéfaction de sables fins intervenus lors du séisme d’Inde de 2001,
exprimée en surface sous la forme de « volcans » de sable (photo IRSN/AFPS). 

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