L'évaluation de l'aléa sismique
 
Aléa et risque sismiques
 
Aléa sismique
 
Evaluer l'aléa sismique, c'est déterminer la probabilité qu'au cours d'une période de référence, une secousse sismique atteigne ou dépasse une certaine intensité sur un site.
 
Risque sismique
 
Déterminer le risque sismique, c'est calculer la probabilité et le niveau des dommages au cours d'une période de référence et dans une région considérée.

Une étude d'aléa sismique comporte deux étapes :


La première porte sur la caractérisation des sources sismiques en termes de localisation, magnitude et récurrence. Elle aboutit, à l'issue d'un travail de synthèse de données géologiques et sismologiques éventuellement, complété par l'acquisition de données de terrain, à la réalisation d'un zonage sismotectonique.


La seconde conduit à la définition de mouvements du sol de référence qui dépendent à la fois des sources sismiques potentielles déduites du zonage sismotectonique, de l'atténuation des ondes et de la configuration géologique et topographique des sites.


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A gauche : faille active (Mongolie).
Au centre : modélisation de la propagation des ondes sismiques.
A droite : Niigata, Japon, 1964 : les zones les plus sensibles se sont liquéfiées sous l'effet du séisme, entraînant le basculement des immeubles.


Pour mener à bien les études d'aléa sismique qui lui sont confiées, le Département analyse, surveillance, environnement (Dase) de la Direction des applications militaires (DAM) conduit ou participe à des actions de recherche et développement dans différents domaines.
 
Etudes de source et propagation en champ proche
 
Grâce à l'acquisition de données expérimentales de mouvement fort et à la modélisation numérique, on vise à mieux comprendre la variabilité du mouvement en champ proche, c'est à dire dans les zones les plus vulnérables.

La construction d'installations enterrées nécessite également de mieux comprendre quels sont les paramètres physiques et géologiques qui conditionnent les variations d'amplitudes et de forme des signaux sismiques avec la profondeur.
 
Effets de site et vulnérabilité
 
Les effets de site, qui sont à même de modifier considérablement le signal sismique, constituent une sorte de vulnérabilité naturelle que l'on commence à prendre en compte dans les réglementations. De nombreuses questions de fond restent encore en suspend, en particulier l'effet réel des topographies, l'influence des variations latérales de vitesses ou le piégeage des ondes dans les bassins sédimentaires.
 
Etudes probabilistes
 
La majorité des réglementations actuellement en vigueur dans le monde, que ce soit pour le risque "normal" ou les installations à caractère industriel ou nucléaire, demande explicitement une approche probabiliste dans l'évaluation de l'aléa sismique (Agence Internationale de l'Energie Atomique, grands barrages, risque normal en France, réglementation européenne Eurocode 8...). Le Dase travaille depuis de nombreuses années sur cette méthodologie et dispose aujourd'hui d'un outil opérationnel pour évaluer l'aléa sismique sur un site donné.

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Pic d'accélération attendu pour une période de retour de 1975 ans en France.
 
Sismotectonique et paléosismicité
 
France
 
En France, les forts séismes sont peu nombreux (voir Informations sur la sismicité) et ne se reproduisent que rarement au même endroit à l'échelle de la mémoire humaine. On ne peut donc espérer avoir une image exhaustive de la sismicité potentielle d'une région à l'aide des seules données de sismicité instrumentale et historique. La recherche d'indices néotectoniques, de paléoséismes ainsi que l'exploitation de mesures de déformation (GPS, Global Positionning System) sont donc des compléments indispensables à l'analyse de la sismicité passée.

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Mongolie
 
Le Dase, en collaboration avec le RCAG (Research Center of Astronomy and Geophysics, Académie des Sciences de Mongolie), a effectuée une évaluation du risque sismique de la région d'Oulan Bator, capitale de la Mongolie, où est concentrée près de 40% de la population du pays. Il est à noter que ce pays a subi quatre séismes de magnitude supérieure ou égale à 8 depuis 1905.

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Carte sismotectonique de la Mongolie.


Pour mener à bien cette évaluation, la sismicité du pays a été totalement revue et les lois d'atténuation redéfinies. La carte obtenue montre notamment que l'activité actuelle signe toujours les failles qui ont rompu au début du XXème siècle et que la région proche de la capitale est marquée par une sismicité modérée. Par ailleurs, les travaux de paléosismicité le long d'un escarpement de faille montrent que des séismes de magnitude 7 environ peuvent se produire à moins de 200 km de la capitale. Au niveau du bassin d'Oulan Bator, près de 100 points de mesures d'effets de site ont été réalisés. Ces données nouvelles sont intégrées dans la quantification du risque sismique.
 
Quelques réalisations
 

Etude d'aléa pour les sites CEA de Cadarache, Grenoble, Marcoule, Saclay, Valduc et CESTA

Système d'arrêt d'urgence du TGV Méditerranée

Etude d'aléa pour le site d'un barrage de retenue dans le Gard

Programme d'Evaluation des Risques Liés aux Effets des Séismes

Evaluation de la variation du mouvement sismique avec la profondeur