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Antilles, des microzonages sismiques pour les villes soumises à un fort risque sismique

01.09.2013
En 2012, le nombre de communes antillaises couvertes par un microzonage sismique est passé de 14 à 29. Les dernières à s’être dotées d’une telle étude sont, pour la Martinique, les communes de Rivière-Salée, Les Trois-Îlets et le François, pour la Guadeloupe, les communes de Trois-Rivières, Capesterre-Belle-Eau, Goyave, Petit-Bourg, Les Abymes, Gosier, Sainte-Anne, Saint-François, Le Moule et Morne à l’eau, ainsi que les collectivités d’Outre-Mer de Saint-Martin et Saint-Barthélemy.

Ces études comportent la définition des zones de réponse sismique homogène, l’identification de phénomènes d’amplification topographique et de formations susceptibles de se liquéfier au cours d’un séisme, la localisation de failles potentiellement actives, la cartographie de l’aléa mouvement de terrain, et une estimation de la vulnérabilité sismique des quartiers d’habitation, de bâtiments scolaires et de certains bâtiments municipaux. Ces analyses de vulnérabilité ont également permis d’effectuer des simulations d’endommagement sur le bâti.

Cartographie des zones à effets de site lithologiques sur la commune du François (Martinique)

Cartographie des zones à effets de site lithologiques sur la commune du François (Martinique). © BRGM

Contexte

La Guadeloupe, la Martinique, ainsi que Saint-Martin et Saint-Barthélemy sont situés dans l’arc des Petites Antilles au niveau de la zone de subduction de la plaque Amérique sous la plaque Caraïbes. Les mouvements de plaque associés à cette tectonique active sont responsables d’une activité sismique importante au niveau des Antilles.

De ce fait, les îles antillaises sont exposées à un fort aléa sismique et sont situées en zone de sismicité 5 du zonage sismique réglementaire, qui correspond au plus fort niveau de sismicité de la France. C’est dans ce contexte et dans le cadre du Plan Séisme Antilles, programme national de prévention du risque sismique, qu’il était prévu de doter les communes des Antilles françaises d’un microzonage sismique.

Objectifs

Lors d’un séisme, la variabilité spatiale du mouvement sismique s’explique notamment par les conditions de sol locales, aussi appelées "effets de site". Ils sont responsables des amplifications importantes du mouvement du sol observées en surface et de l’augmentation de la durée du mouvement fort. Ils sont donc considérés comme un paramètre clef dans l’estimation de l’aléa sismique local.

L’objectif de l’étude était de réaliser des études techniques pour identifier et cartographier des zones à réponse sismique homogène et pour quantifier le mouvement sismique correspondant. C’est le but des microzonages sismiques. Par ailleurs, ces études ont vocation à être prises en compte dans l’aménagement et la construction, par le biais notamment de l’outil réglementaire que constitue le Plan de Prévention des Risques Sismiques (PPRS), de façon à y intégrer les contraintes liées à l’aléa sismique.

Programme des travaux

Les travaux se décomposent suivant les étapes suivantes :

  • la caractérisation de l’aléa sismique régional, à l’aide d’un spectre de réponse élastique au rocher ;
  • l’analyse du contexte géologique aboutissant à la cartographie d’ensembles géologiques types ;
  • la collecte de données de sondages géologiques et géotechniques disponibles et la réalisation d'investigations géophysiques et géotechniques complémentaires ; leur synthè-se permet d’élaborer un zonage géotechnique ; 
  • l’établissement de colonnes de sol représentatives des configurations de site rencontrés ;
  • le calcul des mouvements sismiques tenant compte des conditions locales de site, qui conduit à la cartographie des effets de site lithologiques et à leur quantification par des spectres de réponse spécifiques ;
  • la cartographie des zones suceptibles aux effets de site topographiques ;
  • la cartographie de l’aléa « liquéfaction » ;
  • l’évaluation de la vulnérabilité du bâti courant à usage d’habitation ; en Guadeloupe cette évaluation a aussi été effectuée pour les bâtiments scolaires, ainsi que pour une sélection de bâtiments municipaux qui ont fait l’objet de pré-diagnostics ;
  • la réalisation d’un scénario de risque sismique ; il permet de combiner les résultats de l’aléa sismique (accélération maximale au rocher constante en tout point des territoires) et de la vulnérabilité physique des constructions courantes. Cette combinaison fournit pour l’ensemble des territoires communaux, des estimations de probabilités de dommages sur le bâti, variant de D0 à D4 (dommages sévères), puis à D5 (destruction complète).

De plus, les microzonages sismiques effectués en Guadeloupe ont également étudié la présence potentielle de failles actives susceptibles de rompre la surface du sol ainsi que l’intensité de l’aléa mouvement de terrain.

Résultats obtenus

Les résultats obtenus sont fournis sous la forme de cartes d’aléa établies au 1/25 000ème, avec des zooms au 1/10 000ème sur les centres bourgs pour une meilleure lisibilité.

Leur lecture permet de connaître en tout point des territoires communaux :

  • les zones de réponse sismique homogène, avec le spectre spécifique correspondant à chaque zone ;
  • les zones susceptibles de présenter une amplification du mouvement sismique liée à la topographie au sens des règles de calcul parasismique PS92 ;
  • les zones susceptibles de liquéfier sous sollicitation sismique ; un aléa liquéfaction fort est souvent associé aux bordures littorales ;
  • la répartition des indices de vulnérabilité pour le bâti courant à usage d’habitation.

En général, les résultats montrent que les zones d’habitat individuel disparate, les lotissements anciens et les zones de centre-ville ont une vulnérabilité modérée à forte, alors que les zones d’habitat collectif ou de lotissements récents, respectant mieux les règles parasismiques actuelles, présentent généralement une vulnérabilité moindre.

Dans le cas des études réalisées en Guadeloupe, ces cartographies sont assorties de fiches descriptives spécifiques à chaque faille active identifiée et de fiches de pré-diagnostics pour une sélection de bâtiments municipaux. Pour les bâtiments scolaires présents sur les 10 communes étudiées, leur classement en niveaux de vulnérabilité sismique montre qu’une grande proportion est classée en vulnérabilité "forte à extrême", confirmant la situation préoccupante des bâtiments scolaires de la Guadeloupe vis-à-vis de la menace sismique.

PARTENAIRES

  • DEAL Martinique,
  • DEAL Guadeloupe

RAPPORTS PUBLICS

  • BRGM/RP-60016-FR - Microzonage sismique de la commune du François (Martinique). Rapport final - Télécharger le rapport
  • BRGM/RP-61229-FR - Microzonage sismique de la commune de Rivière-Salée (Martinique). Rapport final - Télécharger le rapport
  • BRGM/RP-61230-FR - Microzonage sismique de la commune des Trois-Ilets (Martinique). Rapport final - Télécharger le rapport