Sécuriser les infrastructures: Risque sismique - les choses bougent

Bâtiments écroulés, ponts effondrés: les tremblements de terre peuvent semer la désolation. Des conséquences moins spectaculaires, comme la mise hors-service d’un équipement crucial, peuvent aussi paralyser un pays. L’OFEV s’implique dans l’amélioration de la protection contre les séismes.

Le risque sismique
Le risque sismique est le produit de l’aléa sismique (probabilité de survenue d’un séisme), de la nature du terrain, des valeurs exposées (densité de l’habitat) ainsi que de la vulnérabilité des bâtiments et des infrastructures.
© Service sismologique suisse (SED), 2009 CatFocus Partner Re, FEMA

Calcul du risque sismique

Text: Lucienne Rey

La peur a certainement été vive lorsque la terre a tremblé le 9 décembre 1755 en Valais: les secousses étaient « affreuses et horrifiantes » et personne ne doutait que « les nobles demeures de Brigue et tous les bâtiments en pierres avoisinants du dizain fussent immanquablement tombés en ruine et ensevelis sous les décombres », comme l’a écrit un chroniqueur.

Le tremblement de terre a été ressenti loin à la ronde et les cantons de Berne et de Lucerne ont également subi des dégâts. Si la terreur s’est abattue sur Brigue, c’est aussi parce que le séisme de Lisbonne avait fait des dizaines de milliers de victimes un mois auparavant, le 1er novembre. La société éclairée du XVIIIe siècle était très sensible à cette manifestation des forces de la nature. Même le philosophe Emmanuel Kant (1724-1804) a écrit un texte au sujet de cet événement « qui a ébranlé une partie de la terre en 1755 ». Il y traite aussi bien de la catastrophe de Lisbonne, que du séisme ultérieur dans les montagnes suisses.

Toute la Suisse est menacée

Aujourd’hui, le danger occasionné par les tremblements de terre s’est estompé dans la mémoire collective suisse, car le dernier grand épisode remonte à près de septante ans. « C’est le souvenir des événements naturels récents qui reste le plus vivace », relève Sven Heunert, de la Centrale de coordination de la Confédération pour la mitigation des séismes, rattachée à l’OFEV. On craint surtout les avalanches durant les hivers très enneigés et les crues suite aux précipitations persistantes. « Mais les secousses telluriques ont ceci de particulier qu’elles n’épargnent aucune région », déclare le spécialiste.

Elles sont souvent dévastatrices: le tremblement de terre de Sierre (VS) du 25 janvier 1946, qui avait une magnitude 5,8 selon le Service sismologique suisse (SED), a tué quatre personnes, endommagé 3500 bâtiments dans le seul Valais et coûté des millions de francs. Pour les situer par rapport aux événements de 1755, celui de Brigue affichait 5,7 sur l’échelle de Richter, et celui de Lisbonne 9, comme il a été établi ultérieurement.

La carte des zones sismiques publiée par la Société suisse des ingénieurs et des architectes (SIA) montre qu’une grande partie de la Suisse est menacée dans une faible mesure. Mais la violence des mouvements du sol ne dépend pas seulement de la magnitude des tremblements de terre. Le terrain joue aussi un rôle crucial. Et l’ampleur des dommages est également liée à la densité d’utilisation du territoire. Comme le souligne Sven Heunert, « une agglomération telle que Lausanne ou Berne peut être exposée à un plus grand risque qu’un village de la région bâloise, même si ce dernier est soumis à une menace sismique supérieure ».

Les réseaux sont vulnérables

Celui qui conçoit une construction devrait penser aux vibrations sismiques qu’elle pourra subir au cours de son existence. C’est même dans l’intérêt du propriétaire: si son bien est endommagé, il passe généralement à la caisse, car les dégâts dus aux tremblements de terre ne sont couverts que dans certains cantons suisses.

Désireuse de maîtriser ce risque à l’échelle du pays, la Confédération applique depuis 2000 un plan de mesures dites « de mitigation des séismes ». Elle souhaite ainsi sécuriser ses propres bâtiments et les infrastructures qui relèvent de sa compétence, en particulier la distribution d’électricité, les routes nationales ainsi que le réseau ferroviaire.

Leur vulnérabilité est telle qu’il n’y a pas forcément besoin d’un accident spectaculaire pour couper une artère vitale de l’économie et de la société: il a suffi, le 28 septembre 2003, qu’une branche de sapin s’approche trop de la ligne électrique du Lukmanier à Ingenbohl (SZ). Elle a provoqué un arc électrique et le courant s’est propagé dans l’arbre, le traversant jusqu’au sol. En langage technique, une mise à terre accidentelle a interrompu un axe nord-sud du réseau électrique européen. Puis une erreur de commande commise en Italie a provoqué une réaction en chaîne lourde de conséquences. « A 03 h 24, panne d’électricité généralisée en Italie », note l’Office fédéral de l’énergie dans son rapport.

Une atteinte ponctuelle à un réseau d’alimentation est donc susceptible d’affecter même une région lointaine, voire de paralyser un système tout entier, aussi en cas de tremblement de terre. Comme celui-ci frappe un vaste périmètre, les lieux de sinistres peuvent être très nombreux. Les réseaux d’infrastructures sont d’autant plus sensibles qu’ils couvrent tout un pays. C’est pourquoi, dans une première phase, la Confédération examine leur vulnérabilité, dans le but d’assurer leur tenue au séisme. Ces études repèrent les points faibles qu’il conviendra d’éliminer en priorité.

Donner du mou aux installations

L’OFEV a réalisé une analyse de ce type en collaboration avec le secteur de l’électricité. L’Inspection fédérale des installations à courant fort (ESTI) a ensuite utilisé les résultats pour publier en 2012 une nouvelle directive intitulée « Sécurité sismique de la distribution d’énergie électrique en Suisse », destinée à éviter tout black-out à l’échelle nationale. Ce document définit des exigences concernant les éléments essentiels de l’approvisionnement électrique, comme les ancrages des transformateurs. Il fixe également le besoin de mou dans les câbles conducteurs - qui doivent être assez relâchés pour éviter qu’ils ne se tendent brusquement et n’endommagent des appareils en cas de mouvement soudain du sol. Les dispositions, échelonnées en fonction de la zone sismique et de la tension électrique, tiennent aussi compte des caractéristiques du terrain local.

Les analyses de vulnérabilité indiquent par ailleurs où il est le plus utile de prendre des mesures. Dans les sous-stations, composantes des réseaux électriques qui relient différents niveaux de tension, les équipements primordiaux sont les transformateurs et les postes de couplage. « Une mesure simple consiste à empêcher les armoires de commande de basculer », observe Sven Heunert. Des cornières d’acier sont souvent suffisantes pour les fixer au mur. Il est également judicieux de garantir la stabilité des transformateurs. « Il faut des mois pour remplacer un grand transfo qui s’est abîmé en se renversant », signale l’expert de l’OFEV.

Des mesures inhabituelles peuvent aussi être très pertinentes, à l’exemple de celles de la Police cantonale valaisanne: elle a fixé ses principaux ordinateurs avec de grosses bandes velcro, suivant ainsi le raisonnement qui devrait toujours prévaloir aux yeux de Sven Heunert: « Chacun doit penser à la sécurité de la structure porteuse et se demander en outre ce qui pourrait basculer, ce qui est menacé et ce qui pourrait présenter un danger ».

Complexité des infrastructures ferroviaires

Sven Heunert regrette que la formation des spécialistes en planification et en construction se préoccupe souvent peu de sécurité sismique. Elle n’aborde guère les éléments de construction secondaires, comme les installations du bâtiment. « Personne ne se soucie vraiment des éléments comme une paroi non porteuse ou un transformateur. » Or il faudrait justement les aménager pour résister aux contraintes générées par les tremblements de terre.

La sécurité sismique pose également un défi majeur dans le secteur ferroviaire. Du fait de la variété de ses composantes, il est difficile de faire plus complexe en matière de réseau. « Outre les ouvrages compliqués comme les ponts et les gares très fréquentées, les Chemins de fer fédéraux (CFF) possèdent leur propre réseau électrique, lui-même commandé par un réseau de communication complet », explique Sven Heunert. Ces infrastructures permettent donc aussi de sensibiliser les concepteurs à la problématique des tremblements de terre: « Les chemins de fer travaillent avec de nombreux bureaux d’ingénieurs, qui peuvent ainsi également se familiariser avec la question sismique. »

Les points faibles du viaduc de Chillon

Dans le secteur routier, les ponts sont particulièrement menacés. C’est pourquoi, en appliquant une procédure en deux étapes, l’Office fédéral des routes (OFROU) examine depuis 2005 la tenue au séisme des quatre mille ponts qui équipent les routes nationales. Jusqu’ici, quelques-uns seulement ont révélé des faiblesses, auxquelles il a fallu remédier immédiatement.

L’un d’entre eux est le viaduc de Chillon (VD), sur l’A9, qui longe le lac Léman. Jusqu’à 7300 véhicules par heure l’empruntent en période de pointe. Il était dès lors évident que l’entretien usuel devait être complété par des mesures parasismiques. De nombreuses rotules en béton du pont aval ont donc été remplacées par des isolants mécaniques spéciaux: ces appuis déformables absorbent l’énergie cinétique due aux secousses et découplent ainsi l’ouvrage des mouvements du sol.

Cette construction imposante qui domine le lac Léman témoigne de l’évolution actuelle des infrastructures et des agglomérations: la présence d’ouvrages complexes et coûteux a fortement accru le montant des dommages potentiels. Si la terre tremblait aussi violemment aujourd’hui à proximité d’une grande ville qu’en 1946 en Valais, la facture atteindrait deux à cinq milliards de francs.

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Dernière modification 20.05.2015

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