des zones urbaines divisées en une série de petites entités (arrondissements, quartier, etc.).
QLARM est adapté pour produire des scénarios à diffé- rentes échelles géographiques afin de sensibiliser les autorités locales au risque sismique encourues dans l’hypothèse d’un séisme majeur. Ainsi Wyss (2005) cal- cula une série de scénarios pour des séismes de magni- tude 8.1 pouvant de produire au sud de la chaîne hima- layenne et indiqua de 67 000 à 137 000 morts pour la région du Cachemire. Le 8 octobre 2005, un séisme de magnitude 7.6 toucha cette même région et fit plus de 85 000 victimes. Plus localement, la répétition du séisme de Vrancea (Intensité VIII en 1977) de nos jours causerait plus de 1 000 morts à Bucarest (Trendafiloski et al. 2009). Autant d’exemples qui montrent l’utilité d’un tel outil pour anticiper de futures catastrophes.
11.1 Comment calcule-t-on les pertes
humaines et physiques avec QLARM ?
11.1.1 Données sur la source sismique
À l’échelle du globe, la localisation d’un séisme (ses coor- données en surface et sa profondeur) est possible grâce aux enregistrements des ondes sismiques par plusieurs stations de surveillance éloignées et autour de la source. Plusieurs agences diffusent l’information dans des délais courts qui sont en moyenne de 8 mn (Geoforschungszentrum GFZ Pots- dam), 17 mn (NEIC, The National Earthquake Information Center) et 25 mn (EMSC, European Mediterranean Seismo- logical Center) selon Wyss et Zibzibadze (2009). L’incerti- tude de ces estimations temps réel est de l’ordre de 25 km pour les coordonnées et du même ordre de grandeur pour la profondeur dans le cas des séismes superficiels qui nous intéressent (Wyss et al. 2011). Les mêmes agences calculent la magnitude Mw avec des valeurs qui diffèrent de 0.2 en moyenne pour un même événement (Wyss et Rosset, 2011). Dans un premier temps, ces valeurs sont souvent surestimées lors de grands séismes car elles ne résultent pas de l’analyse des ondes longues périodes. Ainsi, lors du séisme de Sen- dai (11 mars 2011, Mw = 9), la première estimation de Mw était : GFZ, M 8.5, NEIC M 7.9, et EMSC M 8.0.
11.1.2 Estimation des mouvements du sol
Lors d’un séisme, l’amplitude et la durée des mouvements du sol sont les causes principales des dommages aux bâ- timents et aux infrastructures qui induisent des morts et des blessés. L’amplitude des mouvements décroît avec la distance à la source alors que la durée des mouvements dépend de la magnitude. QLARM calcule les mouvements du sol pour chaque localité de la base de données autour de l’épicentre grâce à des lois d’atténuation des ondes sis- miques en fonction de la distance source-site. Plusieurs lois d’atténuation sont inclues dans QLARM et peuvent être sélectionnées en fonction de la région considérée.
Une relation en intensité (Shebalin, 1985) qui est conti- nuellement validée depuis 2003. Trois lois en accéléra- tions (PGA) correspondant aux trois contextes tectoniques majeurs du globe :
– zones de croûtes actives (Boore, Joyner and Fumal, 1997) ;
– zones de subduction (Youngs et al. 1997) ;
– zones intra-plaques (Atkinson and Boore, 2002 and 2006).
D’autres lois en intensité et PGA d’utilisation plus régionales peuvent être sélectionnées.
Les calculs de dommages se basent sur des valeurs d’in- tensité selon l’échelle EMS98 (Gruenthal, 1998). Plusieurs relations sont intégrées dans QLARM (Wald et al., 1999 ; Murphy and O’ Brien, 1979 ; Ambraseys, 1974) afin de convertir les valeurs de PGA en intensité. QLARM utilise aussi les cartes de mouvements du sol SHAKEMAP (Wald
et al., 1999).
Localement, la nature des sols récents peut influencer gran- dement les mouvements quelquefois en les amplifiant (ce que l’on appelle des effets de site). De nombreuses observa- tions de part le monde ont montrées que la distribution des dommages en zones urbaines était en partie causée par ces effets de sites. QLARM intègre plusieurs paramètres relatifs aux effets de site afin de les prendre en compte dans le mouvement du sol calculé avec les lois d’atténuation. À ce jour, 39 zones urbaines sont documentées intégrant les informations fournies par des microzonages, des données géologiques ou topographiques.
11.1.3 Quelle est la vulnérabilité du bâti dans chaque pays ?
Pour quantifier les dommages au bâti, il faut calculer le degré d’endommagement que va subir chaque type de bâtiments d’une localité donnée. Pour cela, il faut connaître la distribu- tion des bâtiments en classes de vulnérabilité selon l’intensité des mouvements du sol. L’échelle macrosismique européenne (EMS98) a été sélectionnée pour regrouper les différents types de bâtiments selon des classes de vulnérabilité. La dis- tribution des bâtiments diffère dans les pays industrialisés et dans les pays économiquement pauvres (figure 1) mais aussi dans un village et des villes de différentes tailles d’un pays. Une base de données mondiale (World Housing Encyclopedia) regroupe les connaissances sur les caractéristiques du bâti de plus de quarante pays et pour certains types de construction. Ces informations sont utilisées pour construire une distribu- tion des bâtiments pour deux tailles de villes et pour les vil- lages par grandes régions du monde ayant des similarités de bâti. La figure 1 (Histogrammes de gauche) illustre cette dis- tribution pour un pays industriel et un pays économiquement pauvre. Il faut ensuite estimer quelle part de la population vit dans les chaque classe de bâtiments. Les histogrammes de droite de la figure 1 illustrent cette répartition pour les deux pays et montrent que la population vivant dans des bâtiments peu vulnérables (classes D et E) ne concerne que le pays industrialisé. À ce titre, le séisme d’Haïti de magnitude M 7.3 (2 janvier 2010) a une fois de plus démontré que les ingénieurs surestiment la qualité des bâtiments. Malheu- reusement, chaque nouvelle catastrophe sert à affiner nos hypothèses par retour d’expérience.
11.1.4 Ce sont les bâtiments qui en s’effondrant tuent les gens, pas les séismes
La probabilité qu’un bâtiment donné s’effondre pour une certaine intensité de mouvement du sol (figure 2) est un des