Les séismes de très forte magnitude rendent possible l'inimaginable. Ils apportent dégâts et dévastation. Mais ils nous enseignent également. C'est à nous d'en tirer les leçons, afin d'être préparés pour le prochain.
Le séisme de San Francisco, 18 avril 1906
Les premiers colons européens arrivèrent à San Francisco à la fin du XVIIIe siècle. Au milieu du XIXe siècle, des milliers de personnes furent attirées en Californie par la ruée vers l'or. La population de San Francisco passa rapidement de 1 000 à 25 000 habitants entre 1848 et 1849. La ville se développa rapidement en une cité cosmopolite moderne, certains la qualifiant de Paris de l'Ouest. Au début du XXe siècle, San Francisco était la 9e plus grande ville des États-Unis et la plus grande de la côte ouest, avec une population de 410 000 habitants. Elle était la « porte d'entrée du Pacifique ».
Au petit matin du 18 avril 1906, la région de la baie de San Francisco fut violemment secouée par un séisme d'une magnitude estimée à 7,9. Le séisme fut précédé d'une forte réplique préliminaire durant de 20 à 25 secondes et suivi de plusieurs répliques. Plus de 3 000 personnes périrent et plus de 80 % de la ville fut détruite.
La terrible destruction de San Francisco était en grande partie due aux incendies qui éclatèrent après le séisme. Les incendies furent initialement causés par la rupture des conduites de gaz, et aggravés par les bâtiments dynamités par les pompiers dans le but de créer des coupe-feu susceptibles d'arrêter les flammes. En trois jours, les incendies dévorèrent 25 000 bâtiments, détruisant 490 pâtés de maisons. À l'époque, les assurances standard protégeaient les habitations contre le feu mais pas contre les dégâts sismiques, ce qui poussa certains à laisser volontiers les incendies achever ce que le séisme avait commencé.
Des troupes fédérales furent rapidement dépêchées vers la ville à la suite du séisme afin de maintenir l'ordre, en réponse aux émeutes et aux pillages. Malgré l'ampleur de la destruction, les habitants et les dirigeants de San Francisco ne perdirent pas courage et s'engagèrent rapidement dans la planification et la reconstruction. Bien que San Francisco fût rapidement reconstruite, la ville perdit du commerce, de l'industrie et de la population au profit de Los Angeles, qui connut un essor considérable au cours du XXe siècle.
La sismologie était encore à ses balbutiements en 1906. Les premiers sismomètres étaient en cours de développement à travers le monde, permettant une interprétation scientifique des vibrations du sol. À l'époque, l'explication la plus communément admise pour les séismes était que des fluides se déplaçant sous la surface de la Terre faisaient trembler le sol, provoquant parfois une rupture en surface. Après le séisme de 1906, des géologues étudièrent minutieusement la région de la baie et cartographièrent le déplacement le long de ce que l'on appelle aujourd'hui la faille de San Andreas. Sur la base de ces observations, Henry Reid proposa que le mouvement du sol soit en réalité dû à un mouvement soudain le long d'une faille, qui avait été préalablement déformée comme un élastique, accumulant de l'énergie. C'est ce que l'on appelle la théorie du rebond élastique, qui demeure aujourd'hui l'un des piliers de la sismologie.
Le séisme de Tōhoku, 11 mars 2011
Ce violent séisme de magnitude 9,1 ébranla tout le Japon, et pas seulement au sens propre. Il s'agissait du séisme le plus puissant jamais enregistré au Japon par des sismomètres, et du quatrième séisme le plus puissant au monde depuis le début des relevés modernes en 1900. Son épicentre se situait au large de la côte orientale du Japon, et tout le pays savait que cela signifiait qu'un tsunami allait frapper les côtes très rapidement. Lorsque l'alerte au tsunami fut lancée, les habitants des zones côtières savaient qu'il fallait fuir vers les hauteurs.
Les gens firent ce qu'ils pouvaient. Ils grimpèrent au sommet des bâtiments, se réfugièrent dans des abris verticaux, coururent vers les collines, et fuirent vers l'intérieur des terres jusqu'à des zones de rassemblement sécurisées prédéfinies. Lorsque le tsunami frappa, il balaya des bâtiments entiers — laissant voitures, murs, bois et autres débris flotter dans ses eaux. De nombreuses digues se révélèrent inutiles. Même la nouvelle digue de Kamaishi ne suffit pas à arrêter l'eau. Miyako subit l'impact le plus violent du tsunami, avec une inondation maximale atteignant 38 m au-dessus du niveau de la mer à l'intérieur des terres. Imaginez, cela équivaut à environ 12 étages. Les villes côtières de tout le Japon furent dévastées par les eaux qui traversaient la ville et emportaient tout avec elles. Les vagues frappèrent également d'autres zones côtières tout autour de l'océan Pacifique. Même la côte du Chili, à 17 000 kilomètres de l'épicentre, vit des vagues dépassant deux mètres s'abattre sur ses rives.
Les dégâts causés par le tsunami furent bien plus graves que ceux du séisme lui-même. Le tsunami balaya le territoire japonais et causa 15 896 morts et 6 157 blessés. Actuellement, 2 537 personnes sont toujours portées disparues. Il s'agit également de la catastrophe naturelle la plus coûteuse de l'histoire mondiale, estimée à plus de 250 milliards d'euros.
La centrale nucléaire de Fukushima était installée le long de la côte orientale du Japon. C'était une installation vieillissante, mais toujours en activité. Le séisme coupa l'alimentation électrique des trois groupes de secours en fonctionnement à la centrale. Les générateurs de secours, conçus pour garantir que les systèmes de refroidissement continuent de refroidir les réacteurs, démarrèrent une fois les secousses terminées. Mais lorsque le tsunami inonda la centrale, le carburant des générateurs de secours fut emporté, rendant les opérations de refroidissement impossibles. Les réacteurs commencèrent à chauffer, provoquant des explosions d'hydrogène et exposant les piscines de combustible usé à l'atmosphère. De l'eau de mer fut injectée dans l'un des réacteurs pour le refroidir, mais des explosions continuèrent de se produire pendant des jours. Sur les six réacteurs de la centrale, quatre subirent des dommages graves à très graves.
Même plusieurs années après la catastrophe, les habitants de Fukushima ne pouvaient toujours pas vivre dans leurs maisons.
Le saviez-vous?
Il est bien connu que les séismes peuvent avoir des effets dévastateurs. Ils peuvent parfois entraîner l'abandon complet de villes et même changer le cours de l'histoire d'une région ou d'un pays.
Le mouvement du sol lors d'un séisme peut être extrêmement fort. Le sol tremble parfois avec des accélérations pouvant être supérieures à g — l'accélération de la gravité. Cela résulte de la libération d'une grande quantité d'énergie en un temps très court.
D'autres risques peuvent être déclenchés par les séismes, tout aussi destructeurs, voire plus, comme les incendies, les tsunamis, les glissements de terrain, la liquéfaction, etc.
La manière dont les différents pays préparent leur population aux risques inhérents aux séismes a un impact considérable sur les dégâts et les décès qui en résultent.
D'un point de vue scientifique, les grands séismes rares nous apprennent énormément. C'est à nous de veiller à en tirer les leçons et à les mettre à profit pour atténuer le risque sismique futur.
Comme nous ne pouvons pas contrôler les aléas sismiques, et parce que la société doit maîtriser son exposition, la meilleure façon pour une société de réduire le risque sismique est de construire de manière sûre et de se préparer, en réduisant notre vulnérabilité.
La rupture du séisme de San Francisco se produisit sur une faille transformante d'environ 480 km de longueur. Presque la longueur du Portugal continental du nord au sud ! Dans une faille transformante, les blocs glissent l'un contre l'autre selon un plan presque vertical. Le glissement maximal sur la faille fut estimé à 8,5 m. Si ce type de séisme se produit sous l'océan, le tsunami généré est bien plus faible que celui qui résulterait d'une faille normale ou inverse.
Le séisme de Tōhoku fut si puissant qu'il déplaça l'axe de la Terre de 10 à 25 cm, et il fit tourner la Terre un peu plus vite, réduisant la durée du jour d'environ 1,8 microseconde.
Le séisme de Tōhoku rompit un segment de la zone de subduction entre la plaque pacifique (à l'est) et la microplaque d'Okhotsk, selon une faille de chevauchement. Cette faille est estimée à 500 x 200 km² et le glissement entre les deux blocs aurait pu dépasser 40 m par endroits, soit plus haut qu'un immeuble de 12 étages. Les failles de chevauchement peu profondes sont très efficaces pour générer des tsunamis.
Les incendies engloutissant le centre-ville de San Francisco, vus depuis Twin Peaks, avec une vue plongeante sur Eureka Valley et Market Street au centre.
Zone détruite par les incendies. De nombreuses personnes furent prises au piège entre l'eau, sur les trois côtés de la péninsule de San Francisco, et l'avancée du feu. Une évacuation massive par voie d'eau sauva des milliers de vies.
La sévérité du mouvement du sol lors de forts séismes est estimée à l'aide de l'intensité macrosismique. La figure montre l'intensité de Mercalli modifiée pour le séisme de San Francisco de 1906. Des dégâts aux bâtiments surviennent pour une intensité supérieure à V. Pour les séismes d'intensité VIII (sévère), des dégâts considérables surviennent dans les bâtiments ordinaires et certains subissent un effondrement partiel. Les dégâts sont importants dans les structures mal construites.
Le séisme de San Francisco fut généré par le glissement soudain d'un secteur d'environ 480 km de la faille de San Andreas. Le mouvement continu de cette faille au cours du temps géologique déplace les rivières, façonne des reliefs et crée des caractéristiques géographiques visibles depuis les airs et même depuis des satellites dans l'espace.
Destruction causée par le séisme de Tōhoku de 2011 et le tsunami qui s'ensuivit.
(À gauche) Carte du Japon montrant l'épicentre du grand séisme de Tōhoku de 2011 et ses répliques jusqu'au 14 mars 2011 à 11h20. La taille des cercles varie selon la magnitude, et la couleur indique la date (vert clair : 11 mars ; jaune : 12 mars ; orange : 13 mars ; rouge : 14 mars). (À droite) Intensités sismiques enregistrées à travers le Japon pendant le séisme de Tōhoku.
La propagation du tsunami de Tōhoku de 2011 est illustrée ici par la distribution de l'énergie à travers le Pacifique (NOAA, États-Unis).
Les vagues du tsunami générées par le séisme de Tōhoku de 2011 commencent à submerger la côte japonaise.
Après les grands séismes, l'USGS produit une affiche synthétique illustrant la tectonique et la sismologie de la région, comme celle réalisée pour l'événement de Tōhoku.
Le séisme de Tōhoku rompit un segment de la zone de subduction entre la plaque pacifique (à l'est) et la microplaque d'Okhotsk (à l'ouest).