RP-56448-FR Dossiers de Presse Alea Sismique 6 Regions Francaises

7/18/2019 RP-56448-FR Dossiers de Presse Alea Sismique 6 Regions Francaises

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Dossiers de presse sur lala

sismique pour 6 rgions franaisesRapport final

BRGM/RP-56448-FRJuin 2008


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Dossiers de presse sur lala

sismique pour 6 rgions franaisesRapport final

BRGM/RP-56448-FRJuin 2008

tude ralise dans le cadre des projetsde Service public du BRGM 2006 PSP08ARN58

M. Terrier, F. Vermeersch, J. ReyAvec la collaboration de

A. Roull et G. Bertrand

Vrificateur :

Nom : J. Lambert

Date :

Signature :

Approbateur :

Nom : H. Modaressi

Date :

Signature:

En labsence de signature, notamment pour les rapports diffuss en version numrique,loriginal sign est disponible aux Archives du BRGM.

Le systme de management de la qualit du BRGM est certifi AFAQ ISO 9001:2000.

I

M 003 - AVRIL 05


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Mots cls: sisme, risque, ala, vulnrabilit, prvention, information, Pyrnes, Alsace,Rhne Alpes, Provence Alpes Cte dAzur, Martinique, Guadeloupe, mdias

En bibliographie, ce rapport sera cit de la faon suivante :

Terrier M., Vermeersch F., Rey J. (avec la collaboration dA. Roull et G. Bertrand)(2008) Dossiers de presse sur lala sismique pour 6 rgions franaises. Rapport BRGM/RP-56448-FR, 150 p, 93 fig.

BRGM, 2008, ce document ne peut tre reproduit en totalit ou en partie sans lautorisation expresse du BRGM.


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Dossiers de presse sur lala sismique pour 6 rgions franaises

BRGM/RP-56448-FR Rapport final 3

Synthse

Ce rapport sinscrit dans le cadre du Plan Sisme mis en uvre par lEtat franaisdune part, dans le cadre des actions de service public du BRGM dautre part.

Il est structur en deux parties principales :

Partie 1 : Informations gnrales :

Description du phnomne sismique,

Ala, vulnrabilit et risque sismique,

Prise en compte de lala sismique (prvention et rglementation sur lerisque sismique),

Glossaire.

Partie 2 : Dossier dinformation sur lala sismique relatif 6 rgions franaises :

Pyrnes (partie sud des rgions Aquitaine, Midi-Pyrnes et Languedoc-Roussillon),

Provence-Alpes-Cte dAzur, Rhne-Alpes,

Alsace (ou Foss rhnan),

Guadeloupe,

Martinique.

Chaque dossier rgional prsente le contexte sismique et tectonique et fait rfrenceau zonage sismique rglementaire actuel ainsi quau zonage associ lapplicationdes EUROCODE 8.

Ce rapport est accompagn des fichiers numriques ayant permis ltablissement descartes rgionales prsentes en partie 2, savoir : failles, sismes historiques etinstrumentaux, topographie, zonages sismiques actuel et associ lapplication desEUROCODE 8. Ces donnes sont compatibles avec lchelle 1/1 000 000.

Ce rapport manant dune prcdente tude (Terrier et al., 2006) a t conu pourclairer les Mdias sur le phnomne sismique et sur les actions de prventionactuellement menes par lEtat franais et ses collectivits.


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Sommaire

1.

Introduction.......................................................................................................... 13

1.1.OBJECTIFS ET STRUCTURE DU RAPPORT................................................ 13

1.2.RAPPEL SUR LES GRANDES CATASTROPHES NATURELLES DU XXEMEET DEBUT XXI EME SIECLE.......................................................................... 13

2. Partie 1 : Notions sur le phnomne sismique et sur la prise en compte delala sismique...................................................................................................... 19

2.1.DESCRIPTION DU PHENOMENE SISMIQUE................................................ 222.1.1.Tectonique des plaques ......................................................................... 222.1.2.Faille ...................................................................................................... 242.1.3.Sisme................................................................................................... 262.1.4.Le cycle sismique................................................................................... 302.1.5.Catalogues de sismes historiques ........................................................ 31

2.2.ALEA, VULNERABILITE ET RISQUE SISMIQUE ........................................... 332.2.1.Ala sismique......................................................................................... 33

2.2.2.

Vulnrabilit sismique ............................................................................ 432.2.3.Risque sismique..................................................................................... 48

2.2.4.Lvaluation du risque sismique ............................................................. 49

2.3.PRISE EN COMPTE DE LALEA SISMIQUE : PREVENTION ETREGLEMENTATION SUR LE RISQUE SISMIQUE......................................... 512.3.1.Zonage sismique de la France et classification rglementaire des

ouvrages ................................................................................................ 532.3.2.La construction parasismique................................................................. 632.3.3.Lorganisation des secours..................................................................... 642.3.4.Lindemnisation ...................................................................................... 67

2.4.GLOSSAIRE ................................................................................................... 68

2.5.QUELQUES REFERENCES........................................................................... 70

3. Partie 2 : Ala sismique : dossiers de presse rgionaux .................................. 75

3.1.CONTEXTE SISMOTECTONIQUE DE LA FRANCE METROPOLITAINE ...... 77

3.2.CONTEXTE SISMOTECTONIQUE DES CARABES ...................................... 79


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6 BRGM/RP-56448-FR Rapport final

3.3.DOSSIER DE PRESSE SUR LES PYRENEES............................................... 833.3.1.Contexte sismotectonique des Pyrnes................................................ 83

3.3.2.

Zonages sismiques.................................................................................84

3.4.DOSSIER DE PRESSE SUR LA REGION PROVENCE-ALPES-COTE DAZUR933.4.1.Contexte sismotectonique de la rgion Provence-Alpes-Cte dAzur ..... 933.4.2.Zonages sismiques de la rgion Provence-Alpes-Cte dAzur................ 94

3.5.DOSSIER DE PRESSE SUR LA REGION RHONE-ALPES .......................... 1053.5.1.Contexte sismotectonique de la rgion RhneAlpes........................... 1053.5.2.Zonages sismiques............................................................................... 107

3.6.DOSSIER DE PRESSE SUR LA REGION ALSACE...................................... 117

3.6.1.

Contexte sismotectonique de la rgion Alsace ..................................... 117

3.6.2.Zonages sismiques............................................................................... 118

3.7.DOSSIER DE PRESSE SUR LARCHIPEL GUADELOUPEEN..................... 1273.7.1.Contexte sismotectonique ....................................................................1273.7.2.Zonages sismiques............................................................................... 130

3.8.DOSSIER DE PRESSE SUR LA MARTINIQUE............................................ 1413.8.1.Contexte sismotectonique ....................................................................1413.8.2.Zonages sismiques............................................................................... 142

Liste des illustrations

Figure 1 Les vnements naturels les plus catastrophiques de 1900 2006 ......................... 16

Figure 2 Le phnomne sismique ............................................................................................ 20

Figure 3 La prvention du risque sismique...............................................................................21

Figure 4 Tectonique des plaques : Structure interne de la Terre (daprs MEDD,www.prim.net)..............................................................................................................................22

Figure 5 Tectonique des plaques : Reprsentation schmatique des trois typesprincipaux de frontires de plaques.............................................................................................23

Figure 6 Tectonique des plaques : Les principales plaques tectoniques................................. 24

Figure 7 Faille : Les 3 principaux types de contraintes associes aux failles.......................... 25

Figure 8 Sisme : Reprsentation schmatique de la rupture sismique dune faille................ 26

Figure 9 Sisme : Les plus forts sismes enregistrs depuis 1900 dans le monde ............... 27


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Figure 10 Sisme : Les quivalences de lchelle de Richter : magnitude, nergie ,dure, rejet, longueur du plan de faille rompu, frquence mondiale annuelle.............................27

Figure 11 Sisme : Description de lchelle dintensit macrosismique EMS-98.....................29

Figure 12 Le cycle sismique : accumulation progressive des contraintes jusqu larupture du plan et lapparition du sisme.....................................................................................30

Figure 13 Catalogue de s : La base nationale SisFrance, page daccueil dusite http://www.sisfrance.net/ .......................................................................................................31

Figure 14 Risque : Quelques sismes parmi les plus catastrophiques du derniermillnaire......................................................................................................................................32

Figure 15 Ala, vulnrabilit, risque : Reprsentation schmatique de lvaluation durisque sismique ............................................................................................................................36

Figure 16 Ala, vulnrabilit, risque : Les trois tapes dvaluation de lala sismique

rgional et local ............................................................................................................................37Figure 17 Ala, vulnrabilit, risque : Analyse des conditions gologiques te

topographiques locales pour le calcul des effets de site .............................................................38

Figure 18 Ala, vulnrabilit, risque : Types de configuration des effets de site directsdun sisme ..................................................................................................................................39

Figure 19 Ala, vulnrabilit, risque : Effets de site lithologiques. Vue dun immeublede plusieurs tages totalement dtruit Mexico en 1985 (@Cdt Fabre- Scurit civiledAvignon) ....................................................................................................................................39

Figure 20 Ala, vulnrabilit, risque : Reprsentation schmatique du phnomne deliqufaction des sols (exemple dun btiment Adapazari lors du sisme de Kocaeli enTurquie, le 17 aot 1999).............................................................................................................40

Figure 21 Ala, vulnrabilit, risque : Reprsentation schmatique de mouvementsde terrain dclenchs par la vibration sismique...........................................................................40

Figure 22 Ala, vulnrabilit, risque : Exemple de mouvements de terrain dclenchspar la vibration sismique : archipel guadeloupen (Antilles) aprs le sisme du 21novembre 2004 (photos BRGM, S. Bs de Berc)........................................................................41

Figure 23 Ala, vulnrabilit, risque : Reprsentation schmatique de la propagationde la vague tsunamigne dorigine sismique (daprs document MEDD-DPPR)........................41

Figure 24 Ala, vulnrabilit, risque : Reprsentation schmatique de la propagationde la rupture le long du plan de faille jusqu la surface du sol ...................................................42

Figure 25 Ala, vulnrabilit, risque : Sisme de Fairview Peak, 1954, (Etats Unis,

Nevada) ; mouvement en distension dune faille normale (Photo K. Steinbrugge) .....................42

Figure 26 Vulnrabilit : Classification EMS 98 relative la vulnrabilt des btimentsen fonction du type de structures et du groupe principal correspondant.....................................45

Figure 27 Vulnrabilit : Echelle EMS 98, degrs de dommages relatifs auxconstructions en maonnerie .......................................................................................................46

Figure 28 Vulnrabilit : Echelle EMS 98, degrs de dommages relatifs auxconstructions en bton arm........................................................................................................47

Figure 29 Vulnrabilit : exemple de carte macrosismique : le sisme deRambervillers du 22 fvrier 2003.(BCSF)....................................................................................48

Figure 30 Risque : Principes dvaluation dun scnario de risque sismique...........................50


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Figure 31 Risque : Un exemple de scnario de risque sismique (Bouches-du-Rhne) .......... 51

Figure 32 Rles du citoyen, du Maire, de l'Etat dans la prvention du risque sismique

(daprs BRGM)...........................................................................................................................52

Figure 33 Classement des cinq zones de sismicit du territoire national pour lezonage sismique dit risque normal ..................................................................................... 54

Figure 34 Prvention : Les principaux zonages sismiques franais ....................................... 59

Figure 35 Prvention : Lactuel zonage sismique rglementaire de la France(Journal Officiel, dcret n 91-461 du 14 mai 1991)....................................................................60

Figure 36 Prvention : Le zonage sismique de la France, associ lapplication desEurocode 8 (prochainement rglementaire)................................................................................ 61

Figure 37 Prvention : Schma illustrant la philosophie de la rglementationsismique franaise actuelle ......................................................................................................... 62

Figure 38 Prvention : Valeur de lacclration nominale aN dfinit par larrt du 29mai 1997 pour lapplication des Normes parasismiques de construction PS92.......................... 62

Figure 39 Prvention : Quelques principes de base dune construction parasismique(source MEDD/DPPR)................................................................................................................. 65

Figure 40 Prvention : Organisation des secours ....................................................................66

Figure 41 Cartographie : lgende concernant le trac des failles............................................ 76

Figure 42 Localisation des picentres de sismes historiques en Francemtropolitaine ..............................................................................................................................78

Figure 43 Epicentres des sismes historiques (daprs BRGM, SisFrance-Antilles,2007)............................................................................................................................................ 80

Figure 44 Carte sismotectonique des Pyrnes ...................................................................... 82

Figure 45 Pyrnes : Schmatisation des grands domaines structuraux constituantsla chane pyrnenne sur fond gologique (fond gologique daprs la carte gologiquede la France, Edit. BRGM, 1996) ................................................................................................ 86

Figure 46 Pyrnes : Localisation des principales failles actives dans les Pyrnes.............. 86

Figure 47 Pyrnes : Epicentres des sismes historiques dans les Pyrnes (daprsBRGM/EDF/IRSN SisFrance, 2007)............................................................................................ 87

Figure 48 Pyrnes : Magnitudes des sismes enregistrs entre 1981 et 2007 dansles Pyrnes (donnes BCSF) .................................................................................................... 87

Figure 49 Pyrnes : Liste par ordre dintensit dcroissante des sismes dans les

Pyrnes ou proximit ayant atteint ou dpass lintensit VII (extrait de BRGM, EDF,IRSN, SisFrance, 2007)............................................................................................................... 88

Figure 50 Pyrnes : Liste par ordre de magnitude dcroissante des sismes dansles Pyrnes ou proximit ayant atteint ou dpass la magnitude 4,0 (extrait dufichier BCSF, priode 1981-2007) ............................................................................................... 89

Figure 51 Pyrnes : Zonage sismique rglementaire............................................................ 90

Figure 52 Pyrnes : Zonage sismique associ lapplication des Eurocode 8(prochainement rglementaire) ................................................................................................... 90

Figure 53 Provence-Alpes-Cte dAzur : Carte sismotectonique.............................................92


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Figure 54 Provence-Alpes-Cte dAzur : Localisation des principales failles actives dela rgion Provence-Alpes-Cte dAzur.........................................................................................95

Figure 55 Provence-Alpes-Cte dAzur : Epicentres des sismes historiques localissdans ou proximit de la rgion Provence-Alpes-Cte dAzur (daprsBRGM/EDF/IRSN, SisFrance, 2007) ...........................................................................................96

Figure 56 Provence-Alpes-Cte dAzur : Magnitudes des sismes enregistrs depuis1981 dans la rgion Provence-Alpes-Cte dAzur ou proximit (donnes BCSF) ...................96

Figure 57 Provence-Alpes-Cte dAzur : Liste par ordre dintensit dcroissante dessismes dintensit picentrale au moins gale VII, et dont lpicentre se trouve dansla rgion Provence-Alpes Cte dAzur (daprs SisFrance, BRGM, EDF, IRSN, 2007) ..........97

Figure 58 Provence-Alpes-Cte dAzur : Liste par ordre de magnitude dcroissantedes sismes de magnitude au moins gale 3,5 et dont lpicentre se trouve dans largion Provence-Alpes Cte dAzur (daprs, BCSF, priode 1981 2006)............................98

Figure 59 Provence-Alpes-Cte dAzur : Rejeu de la faille de la Trvaresse lors dusisme de 1909 : A) localisation, B) Isosistes du sisme (daprs SisFrance, BRGM,EDF, IRSN, 2005), C) Trace de la rupture en surface de la faille (dessin extrait deChardon et al., 2005) ...................................................................................................................99

Figure 60 Provence-Alpes-Cte dAzur : Zonage sismique rglementaire.............................100

Figure 61 Provence-Alpes-Cte dAzur : Zonage sismique associ lapplication desEurocode 8 (prochainement rglementaire) ..............................................................................101

Figure 62 Rhne - Alpes : Carte sismotectonique ..................................................................104

Figure 63 Rhne Alpes : Localisation des principales failles actives ..................................108

Figure 64 Rhne Alpes : Epicentres des sismes historiques (Daprs BRGM/

EDF/IRSN,SisFrance, 2007)......................................................................................................108

Figure 65 Rhne Alpes : Magnitudes des sismes enregistrs depuis 1981(donnes BCSF) ........................................................................................................................109

Figure 66 Rhne Alpes : Epicentres par orde dcroissant dintensit des sismeshistoriques localiss dans la rgion Rhne Alpes et dintensit gale ou suprieure VII (extrait de SisFrance, BRGM, EDF, IRSN, 2007) ................................................................110

Figure 67 Rhne - Alpes : Magnitudes par orde dcroissant des sismes localissdans la rgion Rhne Alpes et de magnitude au moins gale 3,5 (daprs BCSF,priode 1981 2006).................................................................................................................111

Figure 68 Rhne Alpes : Zonage sismique rglementaire...................................................112

Figure 69 Rhne Alpes : Zonage sismique associ lapplication des Eurocode 8(prochainement rglementaire)..................................................................................................113

Figure 70 Alsace : Carte sismotectonique ..............................................................................116

Figure 71 Alsace : Localisation des principales failles actives de la rgion Alsace................119

Figure 72 Alsace : Epicentres des sismes historiques (daprs BRGM/EDF/IRSN,SisFrance, 2007) de la rgion Alsace et dpartements proches...............................................120

Figure 73 Alsace : Magnitudes des sismes enregistrs depuis 1981 dans la rgionAlsace et dpartements proches (donnes BCSF) ...................................................................120


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Figure 74 Alsace : Liste des sismes par ordre dcroissant dintensit localiss dansla rgion Alsace et dpartements voisins et ayant atteint ou dpass lintensit VI(extrait de SisFrance, BRGM, EDF, IRSN, 2007) ..................................................................... 121

Figure 75 Alsace : Liste par ordre dcroissant de magnitude des sismes localissdans la rgion Alsace et dpartements voisins et ayant atteint ou dpass la magnitude3,5 (daprs BCSF, priode 1981 2006).................................................................................122

Figure 76 Alsace : Zonage sismique rglementaire...............................................................123

Figure 77 Alsace : Zonage sismique associ lapplication des Eurocode 8(prochainement rglementaire) ................................................................................................. 124

Figure 78 Guadeloupe : carte sismotectonique......................................................................126

Figure 79 Guadeloupe : Localisation des principales failles au nord de l'arc desPetites Antilles (daprs Feuillet et al., 2002, modifi)............................................................... 131

Figure 80 Guadeloupe : Localisation des failles principales de l'archipelguadeloupen (daprs Terrier et al., 2002, Feuillet et al., 2004) .............................................132

Figure 81 Guadeloupe : Localisation en profondeur des sismes aux environs de laGuadeloupe (daprs Geo-Ter, 2002 , modifi)........................................................................ 133

Figure 82 Guadeloupe : Localisation des picentres de sismes historiques (d'aprsBRGM, SisFrance-Antilles, 2007).............................................................................................. 134

Figure 83 Guadeloupe : Magnitudes de sismes enregistres entre janvier 1981 etdcembre 1999 (daprs IPG-P) et sisme du 21/11/ 2004......................................................135

Figure 84 Guadeloupe : Liste par ordre dcroissant dintensit des sismeshistoriques localiss dans un rayon de 150 km environ autours de l'archipelguadeloupen et dintensit au moins gale VI (daprs BRGM, SisFrance-Antilles,

2007).......................................................................................................................................... 136

Figure 85 Guadeloupe : Sismes de magnitude gale ou suprieure 5.0 enregistsdans un rayon de 200 km environ autour de l'archipel guadeloupen entre 1994 et 2005(daprs IPG-P),.........................................................................................................................137

Figure 86 Martinique : carte sismotectonique ........................................................................ 140

Figure 87 Martinique : Localisation des principales failles au centre de l'arc desPetites Antilles ...........................................................................................................................143

Figure 88 Martinique : Localisation des principales failles (daprs Terrier et al.,2002).......................................................................................................................................... 144

Figure 89 Martinique : Localisation en profondeur des sismes aux environs de laMartinique (d'aprs Geo-Ter, 2002, modifi).............................................................................145

Figure 90 Martinique : Localisation des picentres des sismes historiques (daprsBRGM, SisFrance-Antilles, 2007).............................................................................................146

Figure 91 Martinique : Magnitudes de sismes enregistres entre janvier 1994 etseptembre 2005 (daprs IPG-P)............................................................................................... 147

Figure 92 Martinique : Liste par ordre dcroissant dintensit des sismes historiquesd'intensit au moins gale VI et localiss dans un rayon de 200 km autours de l'le(daprs BRGM,SisFrance-Antilles, 2007).................................................................................148


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Figure 93 Martinique : Sismes de magnitude gale ou suprieure 4.5 enregistrsdans un rayon de 200 km autour de la Martinique entre janvier 1994 et septembre 2005(daprs IPG-P) ..........................................................................................................................149


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1. Introduction

1.1. OBJECTIFS ET STRUCTURE DU RAPPORT

Ce rapport sinscrit dans le cadre des tudes relatives au Plan Sisme rsultant de lapolitique de prvention du risque sismique mene par lEtat franais en associationavec ses collectivits territoriales. Lobjectif de cette tude est de fournir desinformations caractre gnral sur le phnomne sismique et de les situer dans lecontexte gologique propre quelques rgions franaises.

Par exemple, la Guadeloupe et la Martinique se caractrisent par une sismicitrelativement leve et frquente. Pour cette raison ces deux dpartements sont les

seuls classs en zone de fortesismicitau regard du zonage sismique de la France(cf. 2.3.1).

En revanche, la Mtropole connat une sismicit moins forte mais cependant nonngligeable. Les Alpes, les Pyrnes, la Provence, lArrire-pays niois et lAlsace, secaractrisent par une sismicitmoyennetandis que lAuvergne, la valle du Rhne,le Grand Ouest (Massif Armoricain) et le Nord se caractrisent par une sismicitmodre(cf. 2.3.1).

Deux parties structurent ce rapport :

Partie 1 : Explication du phnomne sismique, terminologie usuelle, informations

gnrales dune part ; Information et formation, amnagement du territoire,constructions parasismiques, organisation des secours dautre part.

Partie 2 : Prsentation du contexte sismotectonique et du zonage sismique relatif 6rgions franaises.

1.2. RAPPEL SUR LES GRANDES CATASTROPHES NATURELLES DUXXEME ET DEBUT XXI EME SIECLE

Le phnomne sismique nest malheureusement pas le seul phnomne naturelsusceptible de gnrer une catastrophe (Figure 1). Nanmoins, si lon se rfre laliste des catastrophes naturelles du sicle pass et de ces 6 dernires annes, forceest de constater que les sismes constituent les phnomnes les plus meurtriers. Dansla dernire dcennie, les sismes ont fait plus de 350 000 morts dans le monde (encomptant le tsunami dclench par le sisme au large de Sumatra en dcembre 2004).


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8 mai 1902 France: Eruption volcanique. Montagne Pele, Martinique ; 28 000 morts.

5 avril 1905 Inde: Sisme. Province de Kangra Nord ; 20 000 victimes.

18 avril 1906 tats-Unis: Sisme. San Fransisco ; 3 000 victimes.

17 aot 1906 Chili: Sisme. Valparaiso ; 20 000 victimes.

21 octobre 1907 Chine: Sisme. Tien Chan ; plus de 10 000 victimes.

28 dcembre 1908 Italie, Sicile: Sisme. Messine ; 86 000 morts.

21 octobre 1907 Ouzbkistan: Sisme. Samarcande ; plus de 10 000 victimes.

Juillet-septembre 1911 Chine: Inondations. Yangtsekiang ; 100 000 victimes.

1 aot 1912 Chine: Cyclone. Port de Wenzhou ; 50 000 victimes.

13 janvier 1915 Italie: Sisme. Avezzano ; 32 000 morts.21 janvier 1917 Indonsie: Sisme. Bali ; 15 000 victimes.

16 dcembre 1920 Chine: Sisme. Province de Gansu (nord ouest) ; 100 000 victimes.

1 juillet 1922 Chine: Cyclone Port de Shantou ; 50 000 victimes.

1er septembre 1923 Japon: Sisme. Tokyo, Yokohama ; 143 000 victimes.

23 mai 1927 Chine: Sisme. Nanchang, province de Jiangsi Sud ; 80 000 victimes.

Juillet-septembre 1931 Chine: Inondations. Yangtsekiang, Wuhan inonde ; plus de 400 000 victimes.

25 dcembre 1932 Chine: Sisme. Province de Gansu, nord-ouest ; 80 000 victimes.

15 janvier 1934 Inde: Sisme. Province de Bihar ; plus de 10 000 victimes.

31 mai 1935 Pakistan: Sisme. Quetta ; 35 000 victimes.2 septembre 1937 Chine: Cyclone. Hong-Kong ; mare de tempte de 6 m ; 11 000 victimes

25 janvier 1939 Chili: Sisme. Chillan, Concepcion ; 28 000 victimes.

27 dcembre 1939 Turquie: Sisme. Erzincan, est du pays ; 33 000 victimes.

16 octobre 1942 Bangladesh Inde: Cyclone, Super-cyclone touchant notamment la province del'Orissa (Inde) ; 40 000 victimes.

5 octobre 1948 Turkmenistan: Sisme. Achkhabad ; 20 000 victimes.

1 aot 1954 Chine: Inondations. Secteur de Dongting ; 40 000 victimes.

1 juillet 1959 Chine: Inondations. 100 000 victimes.

29 fvrier 1960 Maroc: Sisme. Agadir ; plus de 10 000 victimes.

1er septembre 1962 Iran: Sisme.Kazvin ; plus de 10 000 victimes.28-29 mai 1963 Bangladesh: Cyclone. Plus de 20 000 victimes.

11-12 mai 1965 Bangladesh: Cyclone. 15 000 victimes.

3-10 septembre 1965 Etats-Unis: Ouragan. Betsy ; Floride, Louisane ; 299 victimes.

16-18 aot 1969 Etats-Unis: Ouragan. Camille ; Sud-est golfe du Mexique ; 323 victimes.

4 janvier 1970 Chine: Sisme. Yunnan (sud) ; 10 000 victimes.

31 mai 1970 Prou: Sisme. Chimbote ; glissement de terrain ; 67 000 victimes.

12 novembre 1970Bangladesh: Submersion marine, cyclone. Chittagong, Khulna ; mare detempte ; 400 000 victimes.


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31 octobre 1971 Inde: Sisme. Golfe du Bengale et Orissa ; 10 800 victimes.

18-19 juin 1972 Etats-Unis: Ouragan. Agns ; Floride, sud-est ; 122 victimes

1er mai 1974 Chine: Sisme. Provinces de Sichuan et Yunnan ; plus de 10 000 victimes.

4 fvrier 1976 Guatemala: Sisme. Guatemala-City ; 22 000 victime.

27-28 juillet 1976 Chine: Sisme. Tangshan (nord-est de la Chine); 290 000 victimes.

20 novembre 1977 Inde: Cyclone. Cyclone tropical Andrah Pradesh ; 10 000 victimes.

1 septembre 1978 Inde: Inondations. Mousson ; 15 000 victimes.

16 septembre 1978 Iran: Sisme. Rgion de Tabas, est ; 20 000 victimes.

10 octobre 1980 Algrie: Sisme. El Asnam ; 5 000 victimes.

19 septembre 1985 Mexique: Sisme. Mexico ; 10 000 victimes.

13-14 novembre 1985 Colombie: Eruption volcanique. Armero; ruption du Nevado del Ruiz ; Iahars ;25 000 victimes.

9-17 septembre 1988 Amrique centrale, Carabes, Etats-Unis: Ouragan. Ouragan Gilbert ; 355victimes.

7 dcembre 1988 Armnie: Sisme. Spitak, Leninakan ; plus de 50 000 victimes.

16-22 septembre 1989 Carabes, Etats-Unis: Ouragan.Ouragan Hugo ; 71 morts, 6 milliards dedommages.

21 juin 1990 Iran: Sisme. Provinces de Ghilan et Zandjan, nord-ouest ; magnitude 7,7 ;40 000 victimes.

29-30 avril 1991 Bangladesh: Submersion marine, cyclone. Cyclone Gorky ; mare de tempte ;140 000 victimes.

26-28 sept. 1991 Japon: Cyclone. Typhon Mireille ; 62 victimes, 7 milliards de dommages.

23/27 aot 1992 Etats-Unis: Ouragan. Ouragan Andrew ; Floride, Louisiane ; 62 victimes.

Juillet-aot 1993 Etats-Unis: Inondations. Dbordements du Mississippi, du Missouri et de l'Illinois ;45 victimes ; plus de 10 milliards de dommages.

17 janvier 1995 Japon: Sisme. Kobe ; magnitude 6,9 ; 6 300 victimes.

mai-septembre 1998 Chine: Inondations. Inondations du Yangtze ; plus de 3 500 victimes.

20-30 septembre 1998 Etats-Unis: Ouragan. Ouragan Georges ; Carabes aux Etats-Unis ; 500victimes ; dommages conomiques trs importants.

28 octobre-3 novembre1998

Honduras, Nicaragua: Cyclone. Ouragan Mitch ; Inondations, mouvements deterrain ; plus de 9 000 victimes.

17 aot 1999 Turquie: Izmit, Koaceli ; magnitude 7,4 ; plus de 17 000 victimes, 7 milliards dedommages.

13-16 septembre 1999 Etats-Unis: Ouragan Floyd ; Bahamas, Etats-Unis ; dommages conomiques trsimportants.

20 septembre 1999 Tawan: Sisme. Taichung ; magnitude 7,3 ; 2 400 victimes.

22-24 septembre 1999 Japon: Typhon. Typhon Bart ; sud du pays ; 26 victimes, environ 4 milliards dedommages.

15 dcembre 1999 Venezuela: Inondations. Nord du pays ; 30 000 victimes.

26, 27-28 dcembre 1999 France: Temptes. 92 morts pour les deux temptes ; plus de 15 milliards dedommages.

26 janvier 2001 Inde, Pakistan: Sisme. Gujurat ; magnitude 7,7 ; 15 000 victimes.


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9-17 juin 2001Etats-Unis: Inondations, tempte tropicale. 47 morts, 20 000 habitationsendommages, 6,7 milliards de dommages.

7 au 26 aot 2002 Europe centrale, Allemagne, Autriche, Rep. tchque, Slovaquie: Inondations.Dbordements de l'Elbe, de la Vltava et du Danube ; 52 morts, 28 milliards dedommages.

21 mai 2003Algrie: Sisme. Alger et dpartement de Boumerds (Kabylie) ; magnitude 6,6 ;2 278 morts, prs de 5 milliards de dommages.

20 juin-20 juillet 2003Chine: Inondations. Dbordement de la rivire Huai, affluent du Yangts, 12provinces affectes ; 16 morts, 3 millions de personnes vacus, 650 000logements dtruits, 7 milliards de dommages.

1er-20 aot 2003 Europe occidentale et du Sud-Ouest: Vague de chaleur. Des tempratures deplus de 40C ; 30 000 morts, dont 15 000 en France.

10-11 septembre 2003 Core du Sud: Typhon. Typhon Maemi, vents de plus de 216 km/h ; 91 morts, 5milliards de dommages.

26 dcembre 2003 Iran: Sisme. Magnitude 6,6 ; plus de 38 000 victimes, prs de 1 milliard dedommages.

25-26 mai 2004 Hati, Rpublique Dominicaine: Inondations. Pluies torrentielles entranant desinondations ; plus de 2 000 morts.

15-29 septembre 2004 Carabes: Cyclone. Cyclone Jeanne ; plus de 2 000 morts en Hati et enRpublique dominicaine, 1 million de personnes vacues cote Est de la Floride.

26 dcembre 2004Asie du Sud : Indonsie, Sri Lanka, Inde, Thalande: Sisme, tsunami. Sismemarin d'une magnitude 9 suivi d'un raz-de-mare qui traverse l'ocan Indien ;plus de 220 000 victimes.

8 octobre 2005 Asie : Pakistan, Inde, Cachemire, Sisme, magnitude 7,3 7,6, plus de 75 000victimes

Figure 1 Les vnements naturels les plus catastrophiques de 1900 2006

Daprs Les vnements naturels dommageables en France et dans le monde en 2003 retourdexprience , Ministre de lEquipement et du Dveloppement Durable ; tableau complt.


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PPaarrttiiee11::

NNoottiioonnssssuurrllee

pphhnnoommnneessiissmmiiqquueeeettssuurrllaapprriisseeeennccoommpptteeddee

llaallaassiissmmiiqquuee


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2. Partie 1 : Notions sur le phnomne sismique

et sur la prise en compte de lala sismique

Cette premire partie du rapport est structure en 5 chapitres :

2.1 : Origine tectonique des sismes et description du phnomne sismique ;

2.2 : Evaluations de lala, de la vulnrabilit et du risque sismique ;

2.3 : Actions conduites en France pour la prvention contre les sismes ;

2.4 : Glossaire ;

2.5 : Quelques rfrences.

En pralable, deux fiches synthtiques sur le phnomne sismique et la prise encompte de lala sismique sont prsentes ci-aprs (Figure 2, Figure 3).


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Figure 2 Le phnomne sismique


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Figure 3 La prvention du risque sismique


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2.1. DESCRIPTION DU PHENOMENE SISMIQUE

2.1.1. Tectonique des plaques

La plante est constitue de plusieurs couches superposes qui se distinguent par leurtat solide, liquide ou plastique (lasticit), et par leur densit. En partant du centrevers la surface de la Terre, on trouve les 3 entits suivantes : noyau, manteau et crote(Figure 4).

Figure 4 Tectonique des plaques : Structure interne de la Terre (daprs MEDD,www.prim.net)

- Le noyau est constitu de 2 parties : le noyau interne solide et le noyau externeliquide ; le centre de la Terre se trouve 6 370 km de profondeur.

- Le manteauest constitu de 2 parties :

la lithosphre (partie solide et suprieure du manteau, entre 70 et 150 kmintgrant aussi la crote terrestre) ;

lasthnosphre(partie plastique du manteau suprieur et partie solide dumanteau infrieur, entre 700 et 2900 km de profondeur ).


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Dans le manteau, la dsintgration radioactive de certains lments chimiques produitun flux de chaleur lorigine des mouvements de convection , ces derniers

animant des dformations sur la lithosphre rigide. Il en rsulte alors un dcoupagede la lithosphre en plaques rigidesqui bougent les unes par rapport aux autres englissant sur lasthnosphre.

Le glissement de ces plaques lithosphriques sur lasthnosphre (Figure 5) induit desmouvements en distension ou loignement (zone de divergence), en compression ourapprochement (zone de convergence), en coulissage (zone transformante) entre lesplaques.

Figure 5 Tectonique des plaques : Reprsentation schmatique des trois types principaux defrontires de plaques

(Extrait du Classeur Le risque sismique en Provence , Edit. BRGM, DIREN-PACA, Conseil rgional-PACA,dcembre 2006)

A lchelle mondiale, la lithosphre est ainsi dcoupe en 12 grandes plaques etdautres plus petites (Figure 6). Cest la frontire des plaques que lactivit sismiqueest la plus intense.


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Figure 6 Tectonique des plaques : Les principales plaques tectoniques

(daprs http://www.dinosoria.com/climatique/carte_tec_gr.jpg)

2.1.2. Faille

Les dplacements des plaques lithosphriques seffectuent par lintermdiaire demouvements le long de plans de faille, l o se concentrent les forces tectoniques.

Les failles sont des cassuresde la lithosphre terrestre rigide ; elles se matrialisentpar un dplacement relatif de deux blocs le long du plan de faille, selon trois types decontraintes (Figure 7) :

- mouvement en compressionrsultant dune faille inverse ou chevauchante ;

- mouvement en distensionrsultant dune faille normale ;

- mouvement en coulissagersultant dune faille dcrochante.


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Figure 7 Faille : Les 3 principaux types de contraintes associes aux failles


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2.1.3. Sisme

Un sisme (ou tremblement de terre) est provoqu par une rupture brutale des rochesle long dun plan de faille. Cette rupture provoque des ondes sismiques et leur passage travers le sol entrane des vibrations qui peuvent tre ressenties la surface (Figure8).

Figure 8 Sisme : Reprsentation schmatique de la rupture sismique dune faille

(Extrait du Classeur Le risque sismique en Provence , Edit. BRGM, DIREN-PACA, Conseil rgional-PACA, dcembre 2006)


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Echelle de magnitude

La puissance dun tremblement de terre est quantifiable selon deux chelles : lamagnitude(Figure 9, Figure 10) et lintensit (Figure 11).

La Magnitude caractrise lnergie du sismelibre en profondeur.Calcule partir des ondesenregistres par les sismographes, il existe plusieursfaons de calculer la magnitude. La magnitude deRichter ou Echelle de Richter est la formule laplus connue. A ce jour, le sisme le plus violentenregistr est celui du Chili, en 1960.Augmenter la magnitude dune unit quivaut multiplier par 30 lnergie libre : un sisme de

magnitude 6 sera 30 fois plus fort quun sisme demagnitude 5 ; un sisme de magnitude 7 sera 900fois plus fort quun sisme de magnitude 5. Lamagnitude permet aussi dapprcier les dimensionsde la faille active (coulissage moyen ou rejet, etlongueur du coulissage) et de comparer les sismesentre eux. Notons quen France mtropolitaine, fut-

ce partir des tudes de sismicit historique, il nest pas connu de sisme ayantdpass la magnitude 6.5. En 1909, le sisme de Provence (46 morts, intensit VIII-IX)est estim avec une magnitude de 6.1 6.3.

Figure 9 Sisme : Les plus forts sismes enregistrs depuis 1900 dans le monde

Figure 10 Sisme : Les quivalences de lchelle de Richter : magnitude, nergie , dure,rejet, longueur du plan de faille rompu, frquence mondiale annuelle


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Echelle dintensit

Lintensit caractrise les effets du sisme la surface terrestre: vcu de lapopulation et ventuels dommages associs. Elle est en gnral maximale laplombdu plan de faille, on parle dintensit picentrale.

Leschelles de mesure dintensit sont dites macrosismiques. Le degr de lintensitcorrespondant sexprime gnralement en chiffres romains pour le distinguer du degrde magnitude (chiffres arabes). En Europe, les chelles les plus utilises sont leschelles MSK 1964 (Medvedev, Sponheuer, Karnik) et EMS-98 (EuropeanMacroseismic Scale, 1998). Lchelle EMS-98 (Figure 11), plus rcente, est mieuxadapte aux constructions actuelles.


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I Imperceptible

II A peine ressenti Ressenti seulement par quelques rares personnes au repos dansleurs habitations.

III FaibleRessenti par quelques personnes lintrieur des btiments. Lespersonnes au repos ressentent une oscillation ou lgertremblement.

IV Largement ressenti

Ressenti par de nombreuses personnes lintrieur des btiments,par quelques rares personnes lextrieur. Quelques personnesendormies sont rveilles. Les fentres, les portes et la vaissellefont un bruit de tremblement.

V Fort

Ressenti par la plupart des personnes lintrieur des btiments,par quelques personnes lextrieur. De nombreux dormeurs sontrveills. Quelques personnes sont effrayes. Les btiments

tremblent dans toute leur structure. Les objets suspendus oscillentnettement. Les petits objets sont dplacs. Les portes et lesfentres souvrent et se ferment.

VI Dgts lgers

De nombreuses personnes sont effrayes et se prcipitent lextrieur des btiments. Quelques objets tombent. Quelquesmaisons subissent de lgers dgts non structuraux (lgresfissures, chute de petits morceaux de pltre).

VII Dgts

La plupart des personnes sont effrayes et se prcipitent lextrieur des btiments. Le mobilier est dplac et les objetstombent des tagres en grand nombre. De nombreux btimentsbien construits subissent des dgts modrs (petites fissures dansles murs, chute de pltre, chutes partielles de chemines). Desbtiments plus anciens prsentent des fissures dans les murs et des

dsordres au niveau des cloisons.

VIII Dgts importants

De nombreuses personnes prouvent des difficults se tenirdebout. De nombreuses maisons prsentent des crevasses dansles murs. Quelques btiments bien construits prsentent desdsordres au niveau des murs, tandis que dautres btiments plusanciens seffondrent partiellement.

IX Destructeur

Panique gnrale. De nombreuses constructions seffondrent.Mme les btiments bien construits prsentent des dgts trsimportants (dsordres au niveau des murs et effondrement partieldes structures).

X Trs destructeur De nombreux btiments pourtant bien construit seffondrent.

XI Catastrophe La plupart des btiments bien construits seffondrent. Quelquesbtiments construits selon les rgles parasismiques sont dtruits.

XII Catastrophe complte Presque tous les btiments sont dtruits.

Figure 11 Sisme : Description de lchelle dintensit macrosismique EMS-98

N.B. : Dans la relation Magnitude/Intensit, la profondeur est un paramtre essentiel.Par exemple, un sisme de magnitude 6,0 5 km sous la surface terrestre causerades dommages alors quun sisme de magnitude 8,0 700 km ne sera pas ressenti.


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2.1.4. Le cycle sismique

Le plan de faille entre deuxcompartiments (ou blocs) est une zonerugueuse sur laquelle le glissement nes'effectue pas facilement : cette surfacede friction peut provisoirement bloquer lemouvement.

Sensuit alors une accumulation dedformation lastique entre blocs.

Laccumulation de ces contraintes sepoursuit jusqu atteindre une valeurcritique que les roches ne peuvent plussupporter. Il se produit alors une rupturebrutaleet les roches se dtendent : cestle sisme.

A la fin du tremblement de terre, les contraintes saccumulent de nouveau le long de lafaille jusqu atteindre un nouveau seuil provoquant une nouvelle rupture.

Ces successions de phases dactivit et daccalmie constituent le cycle sismique(Figure 12).

Figure 12 Le cycle sismique : accumulation progressive des contraintes jusqu la rupture duplan et lapparition du sisme


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2.1.5. Catalogues de sismes historiques

Ltude et la connaissance des sismes historiques permettent dapprcier lagographie et les caractristiques (localisation des picentres, intensits picentrales)de la sismicit dun pays ou dune rgion. Ces travaux conduisent estimer la priodede retour ou la probabilit doccurrence de ces vnements pour une intensit donne.En France, certaines rgions (Bassin Parisien, Bassin Aquitain) paraissent quasimentasismiques, cest--dire, que la prsence dpicentres y est absente ; dautres, aucontraire (Pyrnes, Alpes, Foss Rhnan), ont subi des sismes majeurs (degr VIIIet plus).

Le site Internet SisFrance dvelopp par le BRGM en partenariat avec Electricitde France et lInstitut de Radioprotection et de Sret Nuclaire (IRSN) et avec lesoutien du Ministre de lEcologie, permet la consultation des donnes historiques et

rcentes des sismes en France et sur ses marges frontalires. Cette base dedonnes nationale, mise jour annuellement, est consultable ladresse suivante :

http://www.sisfrance.net/ (Figure 13). Ce site rassemble pour la Mtropole plus de6 000 sismes associs 100 000 observations macrosismiques et 10 000 rfrencesbibliographiques et ce depuis plus de mille ans.

Les mmes bases de donnes sont disponibles pour lOutre-mer : Antilles, Guyane,Runion, Mayotte, Nouvelle-Caldonie, Wallis et Futuna. La page daccueil deSisfrance conduit ces sites respectifs.

Figure 13 Catalogue de s : La base nationale SisFrance, page daccueil du sitehttp://www.sisfrance.net/


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Les sismes historiques les plus destructeurs dans le monde

La connaissance des grands sismes mondiaux varie en fonction de la date et du lieude lvnement. Le dnombrement des victimes est souvent dlicat. En Europe, lesgrands sismes sont dcrits par des tmoignages, des reprsentations ou des critspouvant dater de 1500 ans ; dans le Nouveau Monde, la description des phnomneshistoriques ne commence gures avant le XVe sicle.

Le tableau ci-aprs (Figure 14) liste quelques sismes catastrophiques. Par ailleurs, lesite http://nisee.berkeley.edu/kozak/ propose une collection dillustrations de sismeshistoriques.

Date Magnitude Pays Localisation Victimes et dgts

18 octobre 1356 6 6,5 Suisse Ble Nombreux chteaux dtruits, rpercussions enFrance

26 janvier 1531 ? Portugal Lisbonne 30 000 morts ; tsunami au Maghreb et jusquenEurope du Nord

28 dcembre 1908 7,5 Italie Messine 86 000 morts

13 janvier 1915 7 Italie Avezzano 32 000 morts

6 dcembre 1920 8,5 Chine Gansu 180 000 morts

1 septembre 1923 8,2 Japon Tokyo 100 000 morts, 80 000 disparus ; incendiegnralis

23 mai 1927 8,3 Chine Nanchang 80 000 morts

26 dcembre 1932 7,6 Chine Gansu 80 000 morts

31 mai 1935 7,5 Inde Quetta 60 000 morts

9 septembre 1954 6,7 Algrie Orlansville 15 000 morts ; nombreuses maisons dtruites

29 fvrier 1960 5,9 Maroc Agadir 10 000 morts

31 mai 1970 7,8 Prou Chimbote 67 000 morts ; glissement de terrain

27 juin 1976 7,6 Chine Tangshan 290 000 morts, plus de 780 000 blesss ;grands dgts conomiques

21 mai 1980 7,3 Algrie El Asnam 10 000 morts

7 dcembre 1988 6,8 Armnie Spitak Plus de 50 000 morts

21 juin 1990 6,6 Iran Bam 43 000 morts et 30 000 blesss

17 janvier 1995 6,9 Japon Kob 6 300 morts

17 aot 1999 7,4 Turquie Izmit 17 000 morts et plus de 34 000 blesss

23 juin 2001 8,4 Prou A proximit desctes 75 morts (dont 26 par un tsunami)

2 dcembre 2003 6,3 Iran Bam 26 000 morts ; ville dtruite 80%

24 fvrier 2004 6,4 Maroc Al Hoceima 500 morts ; 300 blesss

26 dcembre 2004 9,0 Indonsie Sumatra 283 000 morts ; tsunami constat sur toutlOcan Indien

8 octobre 2005 7,6 Pakistan Hazara Plus de 80 000 morts

26 mai 2006 6,3 Indonsie Yogyakarta 5 700 morts et plus de 38 000 blesss ; tsunami

Figure 14 Risque : Quelques sismes parmi les plus catastrophiques du dernier millnaire


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2.2. ALEA, VULNERABILITE ET RISQUE SISMIQUE

Le risque se caractrise par deux composantes (Figure 15) :

1) lala, cest--dire la probabilit pour un lieu gographique donn doccurrence dunvnement sismique de caractristiques donnes (intensit, magnitude, profondeurfocale en particulier) ;

2) les enjeux et leur vulnrabilit (ou fragilit) par rapport au phnomne sismique.

2.2.1. Ala sismique

Principe dvaluation de lala sismique

L'valuation de l'ala sismique comporte trois tapes : les deux premires concernentlvaluation de lala rgional, la troisime concerne lvaluation de lala local (Figure16).

Identification des sources sismiques et ralisation dun zonage sismique

Lidentification des sources sismiques consiste localiser les failles actives et valuer leur potentiel sismique.

Cette premire tape qui requiert une analyse dtaille des donnes gologiques etsismologiques permet daboutir la ralisation dun zonage sismique. Il sagit l dunedlimitation de surfaces gographiques dans lesquelles, pour chacune delles, laprobabilit doccurrence dun sisme de caractristiques donnes (magnitude ouintensit, profondeur focale, priode de retour) peut tre considre homogne en toutpoint.

Calcul du mouvement sismique de rfrence, dit au rocher .

A ce stade, on suppose une topographie horizontale et des conditions de solhomognes. Cette seconde tape conduit dfinir le mouvement sismique (ouvibration) du sol considr au rocher . Cette dfinition ne tient pas compte desconditions de site qui pourraient modifier localement le signal. Ce mouvement sismiqueau rocher dpend la fois des paramtres du sisme de rfrence (dduit du zonagesismique) et de l'attnuation des mouvements du sol avec la distance.


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Prise en compte des modifications de la vibration sismique par lesconditionsgologiques et topographiques locales.

Comme lindique le terme mme de "tremblement de terre", lessentiel des effets dunsisme provient des vibrations associes aux ondes mises par la rupture soudainedes deux lvres de la faille.

Ces vibrations peuvent tre caractrises par leur frquence (pouvant aller de 0,01 Hz 50 Hz) et par leur amplitude ; les ondes qui les propagent sont caractrises par leurtype (par exemple ondes de compression ou ondes de cisaillement) et leur vitesse depropagation. Cette dernire, relativement stable en profondeur dans la crote terrestre,devient trs fortement variable proximit immdiate de la surface, car elle est enrelation directe avec la nature des sols et roches : ainsi, la vitesse des ondes decisaillement varie de 3000 m/s dans du granite sain, moins de 500 m/s dans du

granite fortement altr, moins de 50 m/s dans des vases et tourbes. Ds lors, lapropagation de ces ondes est trs fortement affecte par ces htrognits. Ainsi, enfonction de la nature des formations superficielles, les amplitudes des vibrationssismiques sont trs variables. Cette variabilit lie la gologie de surface estclassiquement appele "effets de site directs" (Figure 17).

Par ailleurs, la rupture sismique peut entraner lapparition dautres phnomnesnaturels dangereux, tels que les mouvements de terrain ou la liqufaction du sol, etplus rarement, les avalanches ou les tsunamis. Dans cette troisime tape, il estncessaire didentifier aussi les effets susceptibles dtre induits par la rupturesismique (Figure 17).

Effets directs ou induits par le sisme

Effets de site directs

Il sagit dune amplification des ondes sismiques lie directement la configurationtopographique ou gologique du site ; les ondes sismiques se trouvent piges dans lastructure. On en distingue deux types (Figure 18) :

- Les effets de site topographiques: les sommets de butte, crtes allonges, rebords

de plateaux et de falaises sont le sige damplification importante du mouvementsismique.

- Les effets de site lis la structure et la nature du sol : les caractristiquesmcaniques (densit, rigidit, compressibilit), la gomtrie des formations(empilement, remplissage de fond de valle) peuvent aggraver les effets dumouvement sismique (Figure 19).


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Effets induits

Il sagit de lapparition dun phnomne dont la naissance est dclenche par lavibration sismique. La liqufaction des sols et les mouvements de terrain sont les deuxprincipaux effets induits.

La liqufaction : Ce phnomne momentan. Il concerne les milieux granulaires(horizons sableux ou limoneux) gorgs deau : lagitation sismique provoque untassement rapide des sdiments en y expulsant leau quils contiennent. Le sol va alorsse comporter comme un liquide : cest le phnomne de liqufaction. Les constructionsreposant sur des sols soumis au phnomne vont tre particulirement instables(Figure 20).

Les mouvements de terrain : Les sismes peuvent provoquer des instabilits de

terrain par modification des conditions de lquilibre gotechnique. Le plus souvent, lavibration sismique agit en tant que facteur dclenchant pour des terrains dontlinstabilit tait le plus souvent latente. Les mouvements de terrain concerns peuventtre : des boulements de cavits souterraines, des effondrements de falaises, deschutes de blocs, des glissements de terrain (Figure 21, Figure 22).

Les avalanches : Selon le mme principe, un sisme peut tre le dclencheurdavalanches. La cohsion du manteau neigeux ou des couches de neige entre ellespeut tre rompue par la vibration. Lors du sisme de Chimbote au Prou, le 31 mai1970, leffondrement dun glacier et dune paroi rocheuse du Huascaran anantissentplusieurs agglomrations et tuent 54 000 personnes.

Les tsunamis : Les sismes se produisant en mer plus ou moins grande distance dela cte, peuvent parfois tre lorigine de raz-de-mare ou tsunamis. La plusimportante caractristique dun tsunami est sa capacit se propager travers tout unocan. Des ctes situes des milliers de kilomtres de lpicentre peuvent trefrappes, et cela de manire trs meurtrire et dvastatrice (Figure 23).

Le tsunami meurtrier dclench le 26 dcembre 2004 par un puissant sisme(magnitude 9.1) au large des ctes de Sumatra nous a rappel combien cephnomne peut tre destructeur (plus de 280 000 victimes, effets ressentis danslensemble de lOcan Indien). Plus rcemment, en juillet 2006, un sisme demagnitude 7,7 au large de lIndonsie a une nouvelle fois provoqu un tsunami qui acot la vie plusieurs centaines de personnes.

Autres effets du sisme

Dans certains cas, la rupture du plan de faille se propage jusqu la surface du sol,engendrant une rupture en surface le long de la faille de quelques centimtres plusieurs mtres de rejet (Figure 24, Figure 25). Cette propagation jusqu la surfacedu sol du plan de faille ayant rompu dpend de la profondeur initiale du foyer sismique(endroit du plan de faille o a dbut la rupture) et de la magnitude du sisme (nergiedissipe).


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Figure 15 Ala, vulnrabilit, risque : Reprsentation schmatique de lvaluation du risquesismique

Extrait du Classeur Le risque sismique en PACA , codition BRGM, DIREN PACA, Rgion PACA,dcembre 2006


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Figure 16 Ala, vulnrabilit, risque : Les trois tapes dvaluation de lala sismique rgional

et local



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Lala sismique local est valu sur lensemble dun territoire national, dpartemental ou communal. Lchellecartographique considre est de lordre du 1/5 000 ou 1/10 000me. A cette chelle, il est donc tenu comptedes conditions gologiques et topographiques susceptibles dentraner localement une amplification de lavibration sismique (effets de site directs), ou induire dautres phnomnes naturels dangereux (effets de siteinduits).

Figure 17 Ala, vulnrabilit, risque : Analyse des conditions gologiques te topographiqueslocales pour le calcul des effets de site



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Figure 18 Ala, vulnrabilit, risque : Types de configuration des effets de site directs dun

sisme

Figure 19 Ala, vulnrabilit, risque : Effets de site lithologiques. Vue dun immeuble deplusieurs tages totalement dtruit Mexico en 1985 (@Cdt Fabre- Scurit civile dAvignon)


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Figure 20 Ala, vulnrabilit, risque : Reprsentation schmatique du phnomne deliqufaction des sols (exemple dun btiment Adapazari lors du sisme de Kocaeli en Turquie,

le 17 aot 1999)


Figure 21 Ala, vulnrabilit, risque : Reprsentation schmatique de mouvements de terraindclenchs par la vibration sismique


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Figure 22 Ala, vulnrabilit, risque : Exemple de mouvements de terrain dclenchs par lavibration sismique : archipel guadeloupen (Antilles) aprs le sisme du 21 novembre 2004

(photos BRGM, S. Bs de Berc)

Figure 23 Ala, vulnrabilit, risque : Reprsentation schmatique de la propagation de lavague tsunamigne dorigine sismique (daprs document MEDD-DPPR)


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Plan de faille

Figure 24 Ala, vulnrabilit, risque : Reprsentation schmatique de la propagation de larupture le long du plan de faille jusqu la surface du sol

Figure 25 Ala, vulnrabilit, risque : Sisme de Fairview Peak, 1954, (Etats Unis, Nevada) ;mouvement en distension dune faille normale (Photo K. Steinbrugge)


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2.2.2. Vulnrabilit sismique

Dfinition

Les lments exposs rassemblent les personnes, biens, activits, moyens,patrimoines susceptibles dtre affects par un phnomne naturel.

Les enjeux reprsentent la valeur attribue aux lments exposs.

La vulnrabilit caractrise la fragilit dun lment expos au phnomne naturel. Onlexprime par une relation entre des niveaux de dommages et des niveauxdagression sismique (courbe de vulnrabilit).On peut distinguer une vulnrabilit

physique (ou structurelle), humaine, fonctionnelle, conomique, sociale, On assimilele plus souvent la vulnrabilit la rsistance ou lendommagement dun typedenjeux (population, btiments) par rapport la manifestation dun phnomnenaturel dune intensit donne.

A titre dexemple, on cite :

- le sisme de Bam (Iran) de 2003 de magnitude 6,6 qui a caus la mort de plus de38 000 personnes,

- le sisme de Kobe de 1995, pourtant plus puissant (magnitude 6,9), qui a fait 6 300victimes environ.

La magnitude des deux sismes tant similaire, cest surtout la diffrence devulnrabilit entre les constructions de ces deux villes densment peuples qui permetdexpliquer lcart au niveau des victimes.

Vulnrabilit sismique des constructions

Une construction est compose dune ossature porteuse, la structure, etdquipements secondaires permettant den assurer les fonctions principales(couverture, fermeture, sparations, circulations, matriels techniques divers,). Ainsila structure relie au sol par les fondations doit assurer la stabilit sous leffet de lagravit (les masses rsultant de lensemble des quipements sont supportes par la

structure), les effets associs au climat (vent, neige, variations de temprature) et enzone sismique les tremblements de terre.

Selon les grands principes de la mcanique, lorsquune structure est sollicite par uneaction dynamique, tel leffet des ondes sismiques, sa raction fait intervenir :

- la distribution des masses au sein de la structure ;

- la rigidit locale et globale de la structure (influence image dans la fable de LaFontaine Le chne et le roseau ) ;


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- la possibilit de dissiper de lnergie, par frottements et interactions entre diffrentslments de la structure ou entre le sol et la structure (des appareils spciaux peuvent

tre disposs pour jouer ce rle).Dmarche EMS 98 pour lvaluation des dgts des structures aux

sismes

Concernant lapprciation du degr de vulnrabilit initiale des btiments, lchelleEMS 98 propose (Figure 26): une typologie simplifie des btiments et uneclassification de niveau de vulnrabilit correspond chaque type de btiment.

Lors de l'valuation sur le terrain de la vulnrabilit d'une structure ordinaire, lapremire tape consiste videmment valuer le type du btiment.

Les btiments sont classs par type et en fonction de leurs groupes principaux:maonnerie, bton arm, acier et bois. En Europe, chaque type de btiments les pluscourants correspond une entre dans le tableau de vulnrabilit reprsentant laclassification la plus probable du point de vue de la classe de vulnrabilit ainsi quel'intervalle des valeurs que l'on peut rencontrer.

Six classes de vulnrabilit sont distingues, avec de la plus vulnrable la plusrsistante :

Les classes A, B et C, reprsentent la rsistance d'une maison typique enbriques crues, d'un btiment de brique et d'une structure en bton arm.

Les classes D et E sont prvues pour reprsenter approximativement ladcroissance linaire de la vulnrabilit en fonction de l'amlioration du degrde conception parasismique et elles conviennent galement pour les structuresen bois, en maonnerie renforce ou chaine et les structures en acier qui sontbien connues pour leur rsistance l'action sismique.

La classe F est cense reprsenter la vulnrabilit d'une structure avec un bondegr de conception parasismique, c'est--dire la structure ayant le meilleurdegr de rsistance aux sismes grce aux principes de conception pris encompte.

Lchelle EMS 98 dfinit aussi 5 degrs de dommages aux constructions (Figure 27,Figure 28) :

1 - dgts ngligeables,

2 - dgts modrs,

3 - dgts sensibles importants,

4 - dgts trs importants,

5 - effondrement partiel ou total.


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Cest partir de ces informations que lvaluation de lintensit macrosismique dunsisme tel que propose par lEMS 98 (European Macroseismic Scale) pourra tre

faite, cest--dire en tenant compte dune part de la classe de vulnrabilit de btimentconcern, et dautre part du degr et de la rpartition des dommages occasionns.Lvaluation de lintensit du mouvement sismique est ainsi apprhende selondiffrentes mthodes (visite du btiment et valuation de la vulnrabilit diredexpert , modlisation numrique dun btiment, ) lors dune visite post-sismique.

Une valuation de lintensit macrosismique dun sisme (tel que propose par lEMS98) est ensuite prsente sous forme dune carte dintensit post-sismique (Figure 29).

Figure 26 Vulnrabilit : Classification EMS 98 relative la vulnrabilt des btiments enfonction du type de structures et du groupe principal correspondant


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Figure 27 Vulnrabilit : Echelle EMS 98, degrs de dommages relatifs aux constructions enmaonnerie


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Figure 28 Vulnrabilit : Echelle EMS 98, degrs de dommages relatifs aux constructions enbton arm


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Figure 29 Vulnrabilit : exemple de carte macrosismique : le sisme de Rambervillers du 22fvrier 2003.(BCSF)

2.2.3. Risque sismique

Rappelons ( 2.2) que le risque sismique rsulte du croisement entre dune part lala(agression), et dautre part la vulnrabilit des lments exposs et leur valeur (enjeux)(Figure 15).


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Les consquences des sismes sur les enjeux

Les prjudices humains

Les sismes tant des phnomnes naturels pouvant tre trs destructeurs, lesvictimes humaines directes sont pour la plupart concernes par leffondrement desbtiments, les mouvements de terrain associs ou les tsunamis dans le cas desismes sous-marins.

Mais les grands sismes destructeurs occasionnent galement un grand nombre devictimes indirectes du fait des ruptures de canalisation de gaz et des violents incendiesqui sensuivent [San Francisco (1906), Tokyo (1923), etc.]. Les populations sans-abridoivent parfois tre dplaces vers des zones moins affectes, ce qui augmenteencore le prjudice psychologique des victimes.

Les prjudices matriels

Les dommages matriels dpendent de lamplitude et de la dure du mouvement dusol, ainsi que du mode de construction. Il peut sagir de dtrioration des structures(fissuration) ou de destructions (croulement des btiments). Outre les habitations, lessismes ont un impact trs fort sur lconomie : destruction des infrastructures (ponts,routes, voies ferres, etc.), dtriorations de loutil de production (usines), rupture desconduites deau, de gaz et dlectricit pouvant provoquer incendies, explosions,

lectrocutions.Les effets sur lenvironnement

Les grands sismes peuvent occasionner des dsordres dans lenvironnement. Pourles sismes les plus forts, le jeu des failles peut faire apparatre des dnivellations oudes dcrochements de plusieurs mtres, avec parfois changement total de paysage(valles barres par des glissements de terrain et transformes en lacs, riviresdvies, etc.). Des sources peuvent se tarir, de nouvelles peuvent apparatre.

2.2.4. Lvaluation du risque sismique

Actuellement lapproche la plus classique pour valuer le risque sismique consiste raliser des scnarios vnementiels qui amnent la mise en place de plans degestion et de plans daction pour rduire le risque sismique (Figure 30).

A partir dun scnario, il est possible destimer le niveau de dommages desdiffrents btiments, les prjudices humains (dcs et blesss) ainsi que lespertes conomiques directes et indirectes.

Ce type dtude permet une prise en compte des risques dans les projetsdamnagement. Il constitue aussi un outil de prparation la gestion de crise.


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Un exemple dune telle tude (scnario dpartemental de risque sismique pour ledpartement des Bouches-du-Rhne) est prsent (Figure 31).

Figure 30 Risque : Principes dvaluation dun scnario de risque sismique


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Figure 31 Risque : Un exemple de scnario de risque sismique (Bouches-du-Rhne)

2.3. PRISE EN COMPTE DE LALEA SISMIQUE : PREVENTION ET

REGLEMENTATION SUR LE RISQUE SISMIQUE Les citoyens ont un droit linformation sur les risques majeurs auxquels ilssont soumis (Extrait de larticle 125-2 du code de lenvironnement). Cetteobligation se concrtise au travers des rles de chacun (Figure 32). Toutefois cestlinformation du citoyen qui est le but atteindre dans lensemble du dispositifdInformation Prventive. Cette information concerne lensemble des risques, naturelset technologique.


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Figure 32 Rles du citoyen, du Maire, de l'Etat dans la prvention du risque sismique (daprsBRGM)


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2.3.1. Zonage sismique de la France et classification rglementaire des

ouvrages

Les diffrents types de zonages sismiques nationaux

Ltude des sismes historiques ainsi que les enqutes macrosismiques sur lessismes actuels permettent de dterminer les niveaux dintensit maximale observesur lensemble du territoire. A partir de ces donnes, il est donc possible de dfinir unzonage sismique national. Celui-ci consiste en une carte reprsentant plusieurs zonesen fonction des niveaux de sismicit attendus. Ce type de document permet dvaluerles mouvements sismiques plausibles dans chaque rgion et donc de dfinir desnormes de construction parasismique adaptes.

Plusieurs dmarches dvaluation de lala sismique ont t mises en uvre au niveaudu territoire franais (Figure 34). Les diffrents zonages obtenus rpondent desexigences rglementaires spcifiques.

La dmarche empirico-statistique a t la premire valuation faite sur lensembledu territoire national. Elle a t mise en uvre dans les annes 80 dans le cadre del'application des rgles parasismiques de construction destines aux ouvragescourants, dits risque normal. Au cours des 25 dernires annes, de nombreuxenregistrements sismiques supplmentaires ont permis dvoluer vers unemthodologie probabiliste.

Lvaluation base sur une approche probabiliste est actuellement en cours deralisation. Dun point de vue rglementaire, le zonage probabiliste de la France estdestin lapplication des Eurocode 8. Ce zonage devrait ainsi se substituer auzonage empirico-statistique des annes 80.

Enfin, lvaluation dterministeconcerne lapplication des rgles parasismiques pourles installations classes. En 1998, le BRGM a publi un zonage dterministe de laFrance.

Le zonage sismique rglementaire actuel

Le zonage sismique officiellement reconnu par la lgislation franaise est encore celuiralis dans les annes 80. La dmarche suivie pour raliser ce zonage est qualifie dempirico-statistique , car : 1) les donnes sismiques disponibles il y a 25 ansntaient pas suffisantes pour permettre une tude probabiliste, mais uniquement unetude sur la rpartition des vnements passs ; 2) pour pallier aux lacunes desconnaissances sismiques et tectoniques de lpoque, les rsultats statistiques ont tcomplts par les experts par des apprciations qualitatives et subjectives des niveauxdala pour les diffrentes zones sismiques.

Ce zonage est devenu le Zonage sismique officiel de la France ds sa publication auJournal Officiel (dcret n 91-461 du 14 mai 1991). Il ne sagit pas dune carte du


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risque encouru, car la vulnrabilit des constructions nest pas prise en compte, maisdune carte reprsentative de la faon dont la Puissance publique prend en compte

lala sismique pour prescrire des rgles en matire de construction.Le Zonage sismique officiel de la France sappuie sur la sismicit historique et divisele territoire national en 5 zones de niveau de sismicit croissant : 0, Ia, Ib, II et III(Figure 33).

Figure 33 Classement des cinq zones de sismicit du territoire national pour le zonagesismique dit risque normal .

Le zonage actuel est tabli par canton, le dcoupage cantonal en cours au 1er janvier1989 prvalant sur le dcoupage actuel.

Martinique et Guadeloupe sont les seuls dpartements franais classs en zone III.Guyane, Runion et Saint-Pierre-et-Miquelon sont classs en zone 0. Les autresterritoires d'Outre-mer ne sont pas classs dans le zonage national.

Concernant le territoire mtropolitain, celui-ci est dans sa grande majorit class en

zone 0.Les principales zones sismiques classes en zone II sont situes dans les Alpes (Paysniois), les Pyrnes (Cerdagne et Barn), la Provence (basse valle de la Durance,Aix-en-Provence) et l'Alsace (rgion de Mulhouse).

La plus grande partie des Alpes, des Pyrnes, de l'Alsace et de la basse-valle duRhne sont classes en zones Ib ou Ia. D'autres petites rgions sismiques sontgalement identifies en Auvergne, dans les Charentes, la Vende, le Saumurois et leCalvados.


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Le zonage sismique associ lapplication des Eurocode 8

La nouvelle carte nationale de lala sismique publie par le ministre de lEcologie etdu Dveloppement Durable le 21 novembre 2005 doit servir de base au futur zonagerglementaire pour lapplication des rgles techniques de construction parasismique.Cette nouvelle carte correspond une valuation probabiliste de lala sismique. Lezonage sismique ralis permet ainsi une estimation en tout point du territoire duniveau dacclration du sol (m/s) susceptible dtre atteint pendant une priode detemps donne (Figure 36).

Pourquoi remplacer le zonage sismique rglementaire existant ?

Le zonage officiel en vigueur en France depuis 1991 est bas sur des tudes quidatent du dbut des annes 80.

Depuis,1 - la connaissance de la sismicit et des failles actives a nettement volu,2 - le code europen de construction parasismique - lEurocode 8 - ont renduncessaire la rvision de ce zonage.

Concernant le premier point : bnficiant dune quarantaine dannesdenregistrements sismiques et grce aux connaissances gologiques etsismologiques acquises durant ces 25 dernires annes, un zonage sismotectoniquepuis une analyse probabiliste des vnements sismiques ont pu tre raliss surlensemble du territoire national.

Concernant le second point : lEurocode 8 permet une harmonisation des lgislationsparasismiques des diffrents Etats membres. Cette lgislation fait appel unedescription probabiliste de lala sismique.

Changements apports par le nouveau zonage

Possibilits de retenir diffrents niveaux de probabilit

Lvaluation probabiliste a conduit plusieurs cartes diso-acclration correspondant diffrents niveaux de probabilits annuelles.

Concernant les ouvrages risque normal, la probabilit doccurrence de lvnementsismique est de 10% dici 50 ans. Lvnement sismique de rfrence est traduit entermes dacclration du sol. Cest cette acclration nominale qui sera prise encompte pour lapplication des futures rgles de constructions parasismiques.


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Dcoupage communal

Le nouveau zonage propose un dcoupage par communes, et non plus par cantons,ce qui rend plus stable dans le temps le dcoupage administratif pris en rfrence.Cela permet aussi dtre plus prcis dans les cas o la limite dune zone traverse uncanton par exemple.

Nom des zones

Les zones de sismicit ne sont plus dsignes par des chiffres romains, mais par desadjectifs dcrivant lactivit sismique. De zones 0, Ia, Ib, II et III, on passe dsormaisaux zones de sismicit trs faible, faible, modre, moyenne et forte.

La zone 0 nest pas traduite par zone de sismicit nulle, car mme si lactivit sismique

est trs faible voire ngligeable, elle nest jamais nulle.Prsentation de la carte du zonage associ lapplication des Eurocode 8

Avec ce zonage, le nombre de communes concernes par la rglementationparasismique va augmenter et les mouvements sismiques de rfrence (acclration)seront ajusts, majors pour certaines communes et diminus pour dautres.

Les acclrations indiques dans la lgende de la carte reprsentent les niveauxdacclration qui sont attendus dans une zone donne par exemple, les communessitues dans la zone dala modr ont approximativement une probabilit de 10% desubir une acclration du sol comprise entre 1,1 et 1,6 m/s dici 50 ans.

Les Territoires dOutre-mer la Nouvelle-Caldonie, Wallis et Futuna sont exclus duzonage sismique, mais peuvent aussi tre soumis des sismes qui peuventengendrer des victimes et des destructions importantes. Une approche de typemicrozonage(zonage sismique lchelle locale) convient mieux a priori la nature etlextension gographique des collectivits concernes.

La classification rglementaire des ouvrages

Les textes qui rgissent actuellement la prvention du risque sismique sont inscritsdans la loi n 87-565 du 22 juillet 1987 relative lorganisation de la scurit civile, la

protection de la fort contre lincendie et la prvention des risques majeurs et sondcret dapplication du 14 mai 1991 (n91-461), et dans le code de lenvironnement.Deux types douvrage, risque normal et risque spcial, sont dfinis et renvoient une rglementation parasismique spcifique en fonction de lune ou lautre de cesdeux catgories (Figure 37).

Ouvrage risque normal

Il sagit des ouvrages pour lesquels les consquences dun sisme demeurentcirconscrites leurs occupants et leur voisinage immdiat. Dans larticle 2 de lArrtdu 29 mai 1997 paru au Journal Officiel du 3 juin 1997, quatre classes sont dfinies :


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classe A, classe B, classe C, classe D. Ces quatre classes correspondentrespectivement aux catgories dimportances I, II, III et IV de lEurocode 8,

lexception des tablissements scolaires de la classe B qui passent en catgoriedimportance III de lEurocode 8. Ainsi :

Classe A : ouvrages dont la dfaillance prsente un risque minime pour les personnesou lactivit conomique. Activit de longue dure exclue (Ex : hangar foin).

Classe B : ouvrages dont la dfaillance prsente un risque moyen pour les personnes.

habitations individuelles, habitations collectives, bureaux, dont la hauteurnexcde pas 28 m ;

tablissements recevant du public de 4me et 5mecatgories ; parcs publics de stationnement ;

autres btiments accueillant au plus 300 personnes.Classe C : ouvrages risque lev pour les personnes ou les activits.

btiments dhabitation collectifs, bureaux, de hauteur suprieure 28 m ; tablissements recevant du public de 1re 3mecatgories ; autres btiments accueillant plus de 300 personnes ; tablissements sanitaires et sociaux sauf exception ; btiments de production collective dnergie.

Classe D : ouvrages dont le fonctionnement est primordial pour la scurit civile, pourla dfense ou lordre public.

btiments abritant les moyens de secours ; btiments dfinis par le ministre de la Dfense ; btiments assurant les communications ; tablissements spcialiss en affectations graves recevant du public de sant ; production et stockage deau potable ; distribution publique de lnergie ; centres de mtorologie.

La rglementation spcifique la catgorie douvrage risque normal correspond larrt du 29 mai 1997, lequel (Figure 37, Figure 38) :

prcise la nature des btiments concerns par ces 4 classes (A, B, C, D) ; dfinit les rgles de constructions appliquer : Rgles PS92 (norme NF P 06-

013) ou rgles PS-MI 89 rvises 92 (norme NF P 06-014) ;

indique la valeur minimale de lacclration nominale en fonction de la zonesismique rglementaire (0, Ia, Ib, II ou III) et la classe douvrage (B, C ou D ;non obligatoire pour A).

7/18/2019 RP-56448-FR Dossiers de

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RP-56448-FR Dossiers de Presse Alea Sismique 6 Regions Francaises