Scénarios de risque sismique pour la région urbaine de Genève

Thesis

Reference

Scénarios de risque sismique pour la région urbaine de Genève

HERNANDEZ TREVETHAN, Mareel

Abstract

Le bassin genevois en bordure des Alpes est une zone à faible sismicité où le risque sismique a généralement été considéré comme inexistant; pourtant, comme notre recherche le démontre, ce risque ne doit pas être négligé. Afin de connaître les dommages et victimes que pourrait générer un séisme dans la région urbaine de Genève, nous avons concentré notre analyse sur les communes de Genève-Ville, Lancy et Carouge. Le risque sismique est défini comme le produit de la probabilité d'occurrence d'un aléa sismique d'une magnitude donnée dans une région déterminée, et de la vulnérabilité des enjeux en tenant compte de leur degré d'exposition.

HERNANDEZ TREVETHAN, Mareel. Scénarios de risque sismique pour la région urbaine de Genève. Thèse de doctorat : Univ. Genève, 2010, no. Sc. 4266

URN : urn:nbn:ch:unige-169439

DOI : 10.13097/archive-ouverte/unige:16943

Available at:

http://archive-ouverte.unige.ch/unige:16943

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UNIVERSITÉ DE GENÈVE

Section des sciences de la terre et de l’environnement Département de minéralogie

Département de géologie et de paléontologie

FACULTÉ DES SCIENCES

Professeur J.-J. Wagner, directeur de thèse Professeur G. Gorin, co-directeur de thèse

Scénarios de risque sismique pour la région urbaine de Genève

THÈSE

présentée à la Faculté des sciences de l’Université de Genève pour obtenir le grade de Docteur ès sciences, mention sciences de la Terre

par

Mareel HERNANDEZ TREVETHAN

de

Mexico (Mexique)

Thèse N° 4266

GENÈVE

Atelier d’impression ReproMail Uni Mail

2010

Hernandez-Trevethan, M.: . Terre & Environnement, vol. 98, vii + 160 pp. (2010)

ISBN 2-940153-97-3

Scénarios de risque sismique pour la région urbaine de Genève

RÉSUMÉ

Le bassin genevois en bordure des Alpes est une zone à faible sismicité où le risque sismique a généralement été considéré comme inexistant ; pourtant, comme notre recherche le démontre, ce risque ne doit pas être négligé. Afin de connaître les dommages et victimes que pourrait générer un séisme dans la région urbaine de Genève, nous avons concentré notre analyse sur les communes de Genève-Ville, Lancy et Carouge. Le risque sismique est défini comme le produit de la probabilité d’occurrence d’un aléa sismique d’une magnitude donnée dans une région déterminée, et de la vulnérabilité des enjeux en tenant compte de leur degré d’exposition.

Ainsi, dans le but de définir l’aléa sismique, nous avons dans la première partie de notre recherche, analysé les conditions sismotectoniques et l’histoire sismique du bassin genevois. Les premières correspondent, entre autres, à l’existence de deux systèmes de failles proches de Genève : 1) les failles du Salève pour lesquelles aucun mouvement récent n’a été observé mais qui représentent un danger sérieux dans l’hypothèse de leur réactivation et 2) la faille du Vuache, décrochante sénestre, d’une trentaine de kilomètres de long qui présente un déplacement horizontal « annuel » estimé entre 0,08 et 3 mm. Pour leur part, les événements sismiques historiques montrent que malgré la faible activité, il y a eu des intensités dommageables.

Nous avons élaboré un catalogue sismique synthétique à partir données suisses et françaises en ne tenant compte que des séismes d’intensité épicentrales Io≥V ayant eu lieu autour de Genève dans un cercle de rayon 100km. L’analyse de ce catalogue, nous a permis de caractériser 6 tremblements de terre types qui pourraient se produire à l’avenir. Ils ont servi pour la simulation de nos scénarios du risque sismique.

L’effet local de l’aléa sismique est fortement dépendant des conditions du sous-sol. C’est pourquoi, nous avons aussi considéré, sur la base de la carte géologique détaillée du Canton de Genève, sa composition qui a permis sa classification en groupes de différents comportements pour l’élaboration du modèle de la réponse sismique au site.

Nous avons procédé, à une évaluation de la méthodologie pour la partie aléa local du calcul du risque sismique sur la base des quatre derniers séismes ressentis par la population à Genève, à savoir ceux du Grand-Bornand (14.12.1994), d’Epagny (15.07.1996), de Saint-Dié (22.02.2003) et de Besançon (23.02.2004). Pour ces événements nous avons acquis des données macrosismiques et nous disposons de données instrumentales. Pour cette évaluation, nous avons comparé l’approche de l’Office Fédéral de l’Environnement (OFEV) et celle de RADIUS, développée dans le cadre de la Décennie Internationale de Réduction des Désastres Naturels des Nations Unies (IDNDR). Nous avons adapté le code source du logiciel RADIUS pour les

conditions suisses. Cette évaluation nous a permis d’établir la méthodologie et les paramètres les mieux adaptés à notre étude.

La deuxième partie de notre recherche concerne l’autre composante majeure du risque : la vulnérabilité; pour notre cas celle du parc immobilier genevois. Pour ce faire nous avons établi un bilan du développement urbain de la région et ainsi nous avons mis en évidence l’évolution temporelle, des différentes méthodes de construction. À partir de cela et des données sur l’usage et les caractéristiques des bâtiments, ils ont été classés en groupes de différentes vulnérabilités.

L’intégration des données des deux parties de notre recherche, a permis la concrétisation de 6 scénarios du risque sismique. Les résultats indiquent qu’à Genève des accélérations maximales du sol (PGA) comprises entre 1% et 20% g pourraient être atteintes. Ces accélérations provoqueraient des dommages sur de bâtiments d’habitation mal entretenus conçus sans tenir compte de considérations parasismiques. Des dommages sont aussi prévisibles sur le parc industriel qui, pour ses caractéristiques n’est pas forcement le mieux adapté à résister aux forces sismiques latérales.

Toute cette recherche, nous a amené à retenir pour la région urbaine genevoise, un scénario des plus probables (most likely case) qui correspond à notre simulation Sc3-Vuache, de magnitude 5,5 qui provoquerait un degré d’endommagement du parc immobilier de l’ordre de 5%

et un nombre de victimes en termes de blessés qui serait aux alentours de 1000, de plus, on pourrait déplorer plusieurs dizaines de morts. Mise à part le nombre de décès, ce scénario est conforté par une étude de l’OFEV.

Sur la base de cette recherche qui démontre que le danger sismique sur Genève est un danger objectif, les autorités et les différents acteurs de la société civile devraient prendre plus de mesures appropriées de prévention et de préparation pour réduire le risque. Celles-ci devraient comprendre des mesures structurales de renforcement des bâtiments déduites de l’évaluation de leur réponse sismique et des mesures non structurales comme l’éducation de la population.

RESUMEN

La cuenca del lago de Ginebra es una zona de baja sismicidad donde el riesgo sísmico es, generalmente, considerado como inexistente. Sin embargo, como lo demuestra este trabajo, este riesgo no debe ser tomado a la ligera. Con la finalidad de conocer los daños y las víctimas que un sismo podría provocar en la región urbana de Ginebra, esta investigación se concentró en las comunas de Genève-Ville, Lancy y Carouge. El riesgo sísmico está definido como el producto de la probabilidad de que exista una peligrosidad sísmica de una magnitud dada en una región determinada y de la vulnerabilidad de los bienes que se encuentran en ese sitio tomando en cuenta el grado de exposición.

Con el objetivo de definir la peligrosidad, la primera parte de la investigación es un análisis de las condiciones sismotectónicas y de la historia sísmica de la cuenca ginebrina. Entre los factores que definen las primeras está la existencia de dos sistemas de fallas cercanas a Ginebra:

1) las fallas del Salève, de las cuales no se tiene registrado ningún movimiento reciente pero cuya posible reactivación representa un peligro que debe de ser considerado con seriedad y 2) la falla de Vuache, una falla de desgarre izquierda de unos treinta kilómetros de largo que presenta un desplazamiento horizontal “anual” estimado entre 0.08 y 3 mm. Por otra parte, los terremotos históricos muestran que, a pesar de la baja actividad sísmica, ya ha habido eventos de intensidades tales que han provocado daños en la región.

A partir de datos suizos y franceses, se elaboró un catálogo sísmico sintetizado seleccionando únicamente los eventos ocurridos en un radio de hasta 100 km. de Ginebra y de intensidades epicentrales I_o≥V. El análisis de este catálogo permitió caracterizar 6 terremotos tipo que podrían tener lugar en el futuro y que fueron usados para la simulación de los escenarios sísmicos de este estudio.

El efecto local de la peligrosidad sísmica depende estrechamente de las condiciones del subsuelo. Es por ello que, basados en un mapa geológico detallado del Cantón de Ginebra, éste fue clasificado en grupos de diferente comportamiento haciendo posible la elaboración de un modelo de respuesta sísmica del sitio.

Se hizo también una evaluación de la metodología de estimación de la peligrosidad sísmica local tomando como base cuatro eventos históricos recientes que fueron sentidos por la población de Ginebra y de los cuales se tenían datos macrosísmicos y/o instrumentales; éstos son: Grand-Bornand (14.12.1994), Epagny (15.07.1996), Saint-Dié (22.02.2003) y Besançon (23.02.2004). Para esta evaluación se compararon dos diferentes metodologías, la de la Oficina Federal del Medio Ambiente (OFEV, por sus siglas en francés) y la de RADIUS, desarrollada en el marco del Decenio Internacional de Reducción de Desastres Naturales de las Naciones Unidas (IDNDR, por sus siglas en inglés). El programa de base de RADIUS fue modificado con la finalidad

de adaptarlo a las condiciones suizas. En base a esta evaluación se establecieron la metodología y los parámetros a utilizar.

La segunda parte de la investigación concierne la otra componente mayor del riesgo: la vulnerabilidad; para este caso la del parque inmobiliario ginebrino. Así, se hace mención del desarrollo urbano de Ginebra con el objetivo de poner en evidencia los métodos constructivos que han ido evolucionando con el paso del tiempo. A partir de esta información y de los datos sobre el uso y las características de los edificios, éstos fueron clasificados en grupos de diferente vulnerabilidad.

La integración de los datos obtenidos en las dos partes de esta investigación permitió la creación de 6 escenarios de riesgo sísmico. Los resultados indican que las aceleraciones máximas de suelo (PGA) podrían ser de entre 1% y 20% de g y que provocarían daños en los edificios de habitación mal cuidados y diseñados sin tomar en cuenta consideraciones antisísmicas. También es posible que los edificios industriales se vean afectados ya que, por tratarse de edificaciones de claros amplios y menor rigidez, podrían ser menos resistentes a las fuerzas laterales.

Uno de los escenarios más realistas para la región urbana de Ginebra (most likely case) correspondería a la simulación Sc3-Vuache, evento sísmico de magnitud 5.5. En este caso habría daños en aproximadamente el 5% las construcciones, las personas con heridas graves o ligeras podrían ser de alrededor de 1000 y habría decenas de muertos. Salvo por la estimación de los decesos, estos datos concuerdan con un análisis realizado por la OFEV para el mismo escenario.

Basados en los resultados de esta investigación que demuestra que el riesgo sísmico de la región de Ginebra debe de ser considerado con seriedad, las autoridades y los diferentes actores de la sociedad deberían de optar por más medidas de prevención y de preparación a fin de reducir el riesgo. Éstas podrían ser de tipo constructivo como la revisión estructural de los edificios y su refuerzo en caso necesario, o de tipo no constructivo como la educación de la población.

v TABLE DES MATIÈRES

RÉSUMÉ ... i

RESUMEN...iii

TABLE DES MATIÈRES ... v

INTRODUCTION ... 1

MÉTHODE ... 7

BUTS ET STRUCTURE DU TRAVAIL ... 9

CHAPITRE 1. L’ALÉA SISMIQUE DANS LA RÉGION GENEVOISE ... 11

1.1 INTRODUCTION ... 11

1.2 PRÉSENTATION GÉNÉRALE DU CANTON DE GENÈVE ET DE LA RÉGION D’ÉTUDE ... 11

1.2.1 Canton de Genève... 11

1.2.2 Région d’étude... 13

1.3 CONTEXTE SISMOTECTONIQUE... 14

1.4 SITUATION SISMIQUE GÉNÉRALE DE LA RÉGION GENEVOISE ... 17

1.5 HISTOIRE SISMIQUE DU BASSIN GENEVOIS... 21

1.5.1 Bilan historique des tremblements de terre dans la région ... 21

1.6 DISCUSSION DE TREMBLEMENTS DE TERRE POTENTIELS POUR LA RÉGION D’ÉTUDE... 24

CHAPITRE 2. GÉOLOGIE ... 27

2.1 INTRODUCTION ... 27

2.2 DIFFÉRENTES CLASSIFICATIONS DES SOLS ... 28

2.3 GÉOLOGIE DU BASSIN GENEVOIS ... 32

2.3.1 Géologie détaillée de la région d’étude ... 32

2.3.1.1 Description... 32

2.3.1.2 Modèle ... 35

CHAPITRE 3. ÉVALUATION DE LA MÉTHODE EN TERME DE REPONSE SISMIQUE ... 39

3.1 INTRODUCTION ... 39

3.2 RELATIONS D’ATTÉNUATION ET CORRELATION PGA-INTENSITÉ... 41

3.3 ÉVALUATION ... 45

3.3.1 Simulation des intensités brutes (sol homogène) et de l’intensité corrigée (méthode OFEV) ... 46

3.3.2 Simulations tenant compte de l’effet de site (Méthode RADIUS-SIA)... 54

3.3.3. Analyse Macrosismique et Instrumentale... 59

3.3.3.1 Analyse macrosismique... 59

3.3.3.1.1 Séisme de Grand-Bornand (14.12.1994) ... 59

3.3.3.1.2 Séisme de Saint-Dié (22.02.2003) ... 63

3.3.3.1.3 Séisme de Besançon (23.02.2004)... 67

3.3.3.1.4 Séisme d’Epagny (15.07.1996)... 70

3.3.3.1.5 Bilan des études macrosismiques... 71

3.3.3.2 Analyse instrumentale ... 72

3.3.4 Bilan des comparaisons entre les simulations (OFEV / RADIUS-SIA) et les analyses macrosismiques / instrumentales ... 75

CHAPITRE 4. LA VULNÉRABILITÉ: BÂTIMENTS... 77

4.1 INTRODUCTION ... 77

4.2 URBANISATION ET BÂTIMENTS DE LA RÉGION GENEVOISE ... 79

4.2.1 Histoire du développement de la zone urbaine genevoise ... 79

4.3 TYPES DE BÂTIMENTS ... 81

4.4 CODES DE CONSTRUCTION ET MESURES DE CONSTRUCTION PARASISMIQUE ... 83

4.5 MODÉLISATION DES BÂTIMENTS ... 89

CHAPITRE 5. LE RISQUE : SCÉNARIOS ET ÉVALUATION DU RISQUE SISMIQUE... 103

5.1 INTRODUCTION ... 103

5.2 SCÉNARIOS DE RISQUE SISMIQUE ... 103

5.2.1 Description des scénarios ... 103

5.2.1.1 Scénario Sc1-Valais ... 106

5.2.1.2 Scénario Sc2-Vaud... 110

5.2.1.3 Scénario Sc3-Vuache ... 111

5.2.1.4 Scénario Sc4-Haute-Savoie ... 114

5.2.1.5 Scénario Sc5-Salève ... 118

5.2.1.6 Scénario Sc6-Genève ... 121

5.3 BILAN DES SIMULATIONS ... 124

5.4 ÉVALUATION DES VICTIMES ... 128

CHAPITRE 6. CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS... 131

Recommandations... 134

BIBLIOGRAPHIE ... 137

ANNEXE 1. QUESTIONNAIRE CONCERNANT LES ENQUETES MACROSISMIQUES ... 143

ANNEXE 2. ÉCHELLES SISMIQUES ... 145

vii

INTENSITÉ: ÉCHELLE MEDVEDEV-SPONHEUER-KARNIK (MSK) 1968 ... 146 INTENSITÉ: ÉCHELLE MACROSISMIQUE EUROPÉENNE (EMS 98)... 149 TABLE COMPARATIVE ENTRE LES VALEURS DES ÉCHELLES SISMIQUES MENTIONNEES ... 154 ANNEXE 3. CATALOGUE DES TREMBLEMENTS DE TERRE HISTORIQUES ET

INSTRUMENTAUX (498-2005)... 155 REMERCIEMENTS

(Hiéroglyphe aztèque représentant l’ « Ollin » ; symbole du mouvement)

Selon une légende aztèque, il y eu quatre soleils avant le nôtre, correspondant chacun à quatre époques. Ces quatre époques disparurent sous l’effet de diverses catastrophes naturelles.

Le premier soleil, appelé « atltonatiuh » (soleil d’eau) fut anéanti par de grandes inondations qui transformèrent tous les hommes en poissons.

Durant la période du deuxième soleil, appelé « ocelotonatiuh » (soleil de jaguar), l’humanité disparut, car les hommes, qui étaient alors des géants, tombaient et se brisaient en mille morceaux, formant ainsi des montagnes, ou furent mangés par des jaguars.

Lors du troisième soleil nommé « quiahutonatiuh » (soleil de pluie de feu), les hommes furent anéantis par des pluies de feu.

La période du quatrième soleil, « ehecatonatiuh » (soleil du vent), vit le monde emporté par de très fortes bourrasques et les hommes furent transformés en singes et dispersés dans les forêts et dans la jungle.

Actuellement, nous vivons à l’époque du cinquième soleil, le soleil « ollintonatiuh » (soleil du mouvement), qui se meut en établissant un équilibre. Mais, comme le veut la légende, ce cinquième soleil disparaîtra à son tour, détruit par de forts mouvements de la terre qui engendreront la famine et la mort… (« La légende du cinquième soleil », tradition aztèque)

INTRODUCTION

Tous les ans, notre planète est fortement touchée par des séismes de forte magnitude qui, s’ils se déclarent près de centres urbains, peuvent être à l’origine de catastrophes majeures. Ces événements sont plus attendus dans des régions du monde où les plaques tectoniques interagissent et c’est précisément là que la plupart des recherches sur le risque sismique sont menées.

La région en bordure des Alpes occidentales semble épargnée par l’amplitude de ce type de phénomène et paraît donc quasi exempte du danger sismique. Genève est dans ce cas et l’on constate que la population est relativement peu sensible aux problèmes liés aux séismes.

Cependant, au cours de ces deux dernières décennies, quatre événements sismiques ont secoué la région. Leurs magnitudes se situaient entre 4,5 et 5,5 sur l’échelle de Richter ; deux de ces séismes dans la région préalpine étaient proches de Genève (Grand-Bornand, M=4,5-5,0, 1994 ; Epagny, M=5-5,5 1996) et les deux autres, dans le Jura, étaient plus lointains (Saint-Dié, M=5,4, 2003 ; Besançon, M=4,8, 2004).

Ces événements démontrent que le danger sismique du bassin genevois, bien que faible, n'est pas négligeable. Différentes études liées à la sismicité régionale ont été menées avec pour objectif d’améliorer la perception du risque sismique. Citons parmi elles : l’étude de microsismicité de la faille de Vuache (Arnold, 1977) ; un essai d’évaluation probabilistique de l’aléa sismique de la région genevoise (Risnes, 1989), une étude qui prend en compte les effets sismiques sur les accélérateurs de particules du Centre Européen de Recherche Nucléaire (CERN) (Godefroy,

1983) ; ainsi que des mesures ponctuelles de bruit sismique évaluant les effets de site et réalisées dans le secteur privé sur mandat de l’Administration Cantonale, des Services Industriels de Genève (SIG) ou du Centre Médical Universitaire (Résonance Ingénieurs-Conseils SA, 2008).

Néanmoins, il reste encore un long chemin à parcourir avant de pouvoir limiter les effets d'un séisme dans cette région à faible sismicité.

Se préparer à un phénomène naturel est l’un des meilleurs moyens d’y répondre efficacement. C’est pourquoi il faut miser avant tout sur la prévention et la mitigation : améliorer les conditions des structures, informer et éduquer la population, réglementer l’aménagement, réviser, améliorer et faire appliquer les normes de construction, organiser et mettre sur pied des équipements et des corps de sauvetage, planifier des programmes d’aide à la population et des brigades de sauvetage par la simulation, etc. Ce n’est que de cette manière que la société entière aura la capacité de faire face à un désastre naturel.

La figure 1 présente le fonctionnement des stratégies de protection et mitigation de risques naturels dans un cercle

Mesures de pré

caution

Préparation

• Organisation

• Planification des moyens

• Planification des engagements

• Exercices

• Assurer

Prévention

• Mesures d‘aménagement du territoire

• Mesures techniques de construction

• Mesures écologiques

Reconstruction

• Remise en état définitive

• Reconstruction des bâtiments

• Renforcement

• Financement

Rétablissement

Engagement

• Alarme

• Sauvetage

• Lutte contre les sinistres

• Consignes de comportement

Remise en état

• Remise en état provisoire

• Approvisionnement

• Elimination des déchets

• Transports

• Communications

• Financement

• Législation d‘exeption

Sinistre

Ma îtris

e

Stratégie / Concept

• Préalerte

• Information

PLANAT

Figure 1 Représentation schématique du fonctionnement d’une stratégie du risque naturel (PLANAT, 2009) La figure 1 montre qu’il existe une étape de prévention et de préparation avant l’arrivée d’un sinistre afin de minimiser ses pertes socio-économiques.

La base de cette première étape est l’application des mesures d’aménagement du territoire et des réglementations de construction, ainsi que l’organisation et la planification des moyens qui garantiront la protection de la population et de ses biens, la mise en place de systèmes d’alarmes et de campagnes d’information à la population sur les consignes et réflexes à prendre avant, pendant et après une situation d’urgence.

Lors d’une catastrophe, les mesures de protection mises au point pendant l’étape de

doit être donnée aux services de sauvetage et d’aide de la population. Il convient également de remettre le système social provisoirement en état pour que la population reprenne rapidement une vie la plus normale possible. Les personnes les plus affectées doivent être approvisionnées, les déchets produits par la catastrophe éliminés et les moyens de communication rétablis.

La phase finale d’une stratégie de mitigation se développe lors de l’étape de rétablissement. Cette étape consiste à reconstruire la zone sinistrée en appliquant des mesures de construction plus adaptées et performantes, issues des études sur les défauts structurels et non structurels à l’origine de la défaillance des constructions endommagées. Ainsi : remise en état définitive, reconstruction et réhabilitation des structures affectées.

Puis, il s’agit de réorganiser la prévention et la mitigation des risques liés aux phénomènes naturels. Le cycle du fonctionnement de la stratégie de prévention et mitigation de risques naturels est ainsi complété.

L’objectif de la stratégie est de minimiser les pertes socio-économiques lors d’un événement naturel. Ces pertes concernent aussi bien la population, que l’infrastructure. Celle-ci n’inclut pas seulement les bâtiments, mais aussi les systèmes de distribution d’énergie (gaz, eau, électricité) et les voies de communication (appelées « lignes vitales »). Dans le cadre de la gestion de risque, il est important d’estimer les dommages que ces « lignes vitales » pourraient subir lors d’une catastrophe. Elles jouent un rôle déterminant pour assurer un secours rapide aux victimes.

En effet, la réaction des corps de pompiers, de police et des groupes médicaux dépend de la facilité d’accès aux zones sinistrées, ainsi que du bon fonctionnement de leurs équipements.

L’inaccessibilité de la région touchée ou les défaillances dans les systèmes d’aide augmentent le nombre de victimes et donc la souffrance de la population.

Il est également important de s’occuper de l’infrastructure existant et de celle à bâtir. Une des mesures préventives afin de mitiger les dommages dus aux séismes est l’élaboration des règlements parasismiques. Ces réglementations sont réalisées et corrigées par des ingénieurs et des scientifiques. Normalement, ces codes de construction subissent des modifications en fonction des expériences acquises lors des tremblements de terre à travers le monde. Prenons le cas du Mexique : les règlements relatifs aux constructions pour la ville de Mexico ont été modifiés suite aux séismes de 1941, 1957 et 1985 (Hernández, 1999). Il en a été de même en Algérie après le tremblement de terre de 1954, avec la création du code parasismique algérien « AS 55 » (Belazougui, 1999).

Le positionnement de la population au moment d’un phénomène naturel et l’heure à laquelle celui-ci se produit ont des incidences sur le nombre de victimes. La nuit, par exemple, la majorité des habitants se trouvent dans leurs habitations, tandis que le jour les habitants sont en général sur leur lieu de travail. Le séisme de Michoacán qui a dévasté Mexico en 1985 a frappé la

ville à 7h15 du matin, alors qu’une grande majorité de la population venait de sortir de leur habitation. Plusieurs centaines de personnes ont ainsi pu être épargnées, car elles se trouvaient à l’extérieur. Aucun mur ne s’est effondré sur elles. Le même cas s’est présenté à San Francisco et à Oakland (EU) : le tremblement de terre de Loma Prieta en 1994 a eu lieu à 17h04, heure à laquelle la population terminait sa journée et rentrait à son domicile. De la même façon, les conséquences de l’événement en termes de vies humaines et de blessés ne sont pas les mêmes s’il s’agit d’un jour ouvrable ou d’un jour férié, de l’été ou de l’hiver, de la semaine ou du week-end, car l’activité humaine n’est alors pas la même et le nombre de personnes se trouvant dans la région peut varier.

Il est donc nécessaire d’élaborer des analyses de risque qui envisagent la protection de la population à tout moment pour offrir la meilleure protection de la population possible.

En Suisse, les cantons sont compétents en matière de protection de la population. En collaboration avec les communes et les régions, ils organisent le système coordonné de protection à la population selon leurs propres besoins. La Confédération, les cantons, les communes et des organisations partenaires disposent d’une série de mesures pour garantir la protection de la population ainsi que de leurs moyens d’existence lors d’un conflit armé, d’une situation d’urgence ou d’une catastrophe. Ces mesures permettent de gérer la coopération entre les organisations partenaires de protection (police, sapeurs-pompiers, agents de la santé publique, services techniques et protection civile).

Ainsi, nous avons demandé au Service de la Protection Civile et au Service du Département de l’Economie et de la Santé de nous informer sur les mesures mises en place par la Confédération Suisse en général et le Canton de Genève en particulier pour faire face à une catastrophe naturelle.

Compétent en matière de protection civile, chaque canton doit aussi planifier la réalisation des constructions de service sanitaire en fonction de leurs besoins.

Dans le canton de Genève se trouvent des centres sanitaires protégés (hôpitaux souterrains de dimensions restreintes permettant des chirurgies simples) gérés par la Protection Civile, et des unités d’hôpitaux protégées (souterrains permettant une chirurgie « lourde ») qui relève du Service de la Santé Publique.

Le canton compte ainsi 76 centres sanitaires protégés d’une capacité de 1 266 personnes (communication personnelle avec M. Urfer, Chef du Service de la Protection Civile, DCTI) et 3 unités hospitalières protégées d’une capacité de 300 à 1 000 personnes (communication personnelle avec J. Prontera, Chef du Service du Département de l’Economie et de la Santé).

Or, les centres hospitaliers jouent l’un des rôles principaux dans le système de protection à

catastrophe ou d’accident majeur créant un afflux de blessés que les moyens habituels ne pourraient pas traiter, un dispositif se déclenche. Il dépend du nombre de victimes, des indices de gravité et de la charge de travail aux urgences au moment de l’événement. Ce dispositif a pour objectif d’évacuer tous les patients ne présentant pas de risque vital, de différer les chirurgies les moins urgentes, de stopper les consultations ambulatoires ainsi que les visites. En cas de nécessité, l’esplanade de la Cluse-Roseraie serait aménagée pour trier les patients. L’hôpital dispose aussi d’un centre opératoire protégé comptant douze lits (HUG, 2008).

Dans le canton de Genève, il existe un service de Sécurité Civile ayant pour mission de prévenir les sinistres et de procurer les secours tout en garantissant les moyens de sauvetage, de soins et d’assistance, ainsi que la protection et la mise à l’abri de la population et des biens lors d’accidents majeurs, de catastrophes ou de conflit armé (Sécurité Civile Genève, 2008).

La Sécurité Civile s’articule en quatre services : Police du Feu, Formation, Logistique et Service de la Protection Civile. Deux domaines sont non directement rattachés au Service de la Sécurité Civile : celui de l’inspectorat et du détachement des spécialistes en déminage, ainsi que celui de la protection des biens culturels.

Le Service de la Sécurité Civile de Genève considère pouvoir couvrir les besoins de 120 000 personnes environ. Parmi elles, 15 000 seraient prises en charge par des organisations partenaires, essentiellement les sapeurs-pompiers.

Genève dispose d’un plan d’urgence nommé OSIRIS. Ce plan se déclenche lorsque la nature ou l’intensité d’un dommage réel ou potentiel excède la capacité d’intervention de la police, des sapeurs-pompiers, des services sanitaires ou de tout autre corps d’intervention dans des situations extraordinaires (Police Cantonale de Genève, 2008).

Le dispositif compte deux degrés de préparation de l’intervention : mise sur pied réduite en cas d’alerte et lorsqu’une intervention prochaine paraît vraisemblable ; et mise sur pied totale en cas d’intervention imminente ou pour faire suite à une mise sur pied réduite déjà déclenchée.

Enfin, pour assurer la protection de la population, il est également important que celle-ci soit informée et éduquée, comme nous l’avons vu au moyen de la figure 1. Il faut qu’elle connaisse les consignes à suivre en cas d’urgence. Ces informations peuvent être lues dans les dernières pages de l’annuaire téléphonique genevois. Cependant, elles ne font référence qu’à des catastrophes de type chimique. Pour les dangers d’autres natures, aucune information spécifique sur les mesures à suivre n’est donnée.

Par ailleurs, sur le territoire suisse, il existe des normes de construction élaborées et révisées par la Société des Ingénieurs et des Architectes (SIA). Ces normes prennent en compte des spécifications parasismiques et son application augmenterait la résistance des constructions

face aux forces latérales. Cependant leur application est facultative dans la plupart des cantons, et Genève en fait partie.

La faible sensibilité liée aux problèmes sismiques dans le canton de Genève, la méconnaissance de la sismicité de la région, le manque d’information à la population sur les mesures à prendre avant, durant et après un tremblement de terre et la non obligation de l’application des normes parasismiques sont des conditions qui peuvent mettre en danger la population genevoise lors d’un événement sismique. Une bonne politique de mitigation des risques naturels se base sur l'élaboration de cartes de risque prenant en compte le potentiel sismique de la région d’étude. L’usage de ces cartes et les études de risque aideraient à l’amélioration des programmes d’aménagement de territoire en diminuant les risques auxquels les zones urbaines sont confrontées.

La finalité de cette étude est la création de Scénarios du risque sismique dans la région comprenant les communes urbaines de Genève (Cité, Plainplais, Petit-Saconnex, Eaux-Vives), Carouge et Lancy (Petit et Grand Lancy). Ces Scénarios vont servir à mettre en évidence les zones les plus sensibles à ce type d’aléa et permettront la mise en œuvre de mesures adéquates.

Pour leur élaboration, il nous est nécessaire de connaître la sismicité régionale et locale ainsi que le comportement des sols et la vulnérabilité structurale des constructions. Le risque est défini comme :

Risque= Aléa * Vulnérabilité * Valeur

où l’aléa est, dans notre cas, le séisme. Ceci comprend la notion de probabilité d’occurrence par rapport à une magnitude donnée. La vulnérabilité représente la fragilité des structures menacées par cet aléa. Elle inclut le concept d’exposition et de résistance et/ou comportement face à un tel événement (IDNDR 1990-2000 ; 1992)

Dans le cas d’une analyse du risque sismique, l’aléa dépendra de l’activité sismique de la région d’étude, de la probabilité qu’un tremblement de terre d’une certaine magnitude se produise et du contexte géologique de la région. En fonction du type de sol, les ondes sismiques se déplacent plus ou moins rapidement et subissent des amplifications ou des atténuations. Ces effets sont appelés effets du site. Après le séisme de Michoacán aux conséquences tragiques pour la capitale mexicaine (1985), il a été nettement observé que si une structure possède une période de vibration proche de celle du sol, il se produit un effet de résonance qui provoque de graves dommages à la structure, voire son effondrement total.

L’analyse du sous-sol de la région est non seulement importante pour connaître le comportement des ondes sismiques, mais elle est également nécessaire pour estimer la réaction des structures bâties sur ce sol lors d’un tremblement de terre. Les constructions réagissent avec

Ainsi, la vulnérabilité des bâtiments dépend des matériaux utilisés pour leur construction, de leur géométrie, de leur rigidité, des considérations parasismiques appliquées ou non pour leur construction, de l’interaction sol-structure et de leur entretien.

MÉTHODE

Dans le but de la gestion de risques, différents outils informatiques ont été créés. Nous pouvons mentionner, à titre d’exemple, ShakeMap, outil développé par USGS et HAZUS, développé en 1997 par le groupe FEMA (Federal Emergency Management Agency). Le premier est un outil pour l’estimation précoce des intensités lors d’un phénomène sismique ; le deuxième, un outil pour le calcul des dommages et pertes engendrés par un tremblement de terre.

ShakeMap combine des données instrumentales des événements sismiques avec des données géologiques et des données sur la localisation et magnitude d’un séisme afin de calculer l’intensité sur une région donnée. Les résultats se trouvent rapidement sur la web en forme de cartes faites à l’aide d’un support de systèmes d’information géographique. Cependant, il nécessite un ensemble de différents programmes qui permettent son utilisation (Wald et al., 2006) Le logiciel HAZUS a été conçu sur la base d’un système géo-référencié et travaille sur la base des logiciels ArcView ou MapInfo. HAZUS est structuré de façon modulaire et permet trois niveaux d’analyses en fonction du détail que l’on désire obtenir.

Pour notre étude, nous avons utilisé l’outil informatique développé dans le cadre de l’initiative RADIUS (Risk Assessment Tools for Diagnosis of Urban Areas against Seismic Disasters) par le groupe japonais OYO Group sous l’égide de la Décennie Internationale de Réduction de Risques Naturels (IDNDR) des Nations Unies (OYO Group, 2000). La méthode utilisée propose une analyse de premier ordre des effets qui pourraient affecter une zone d’étude lors d’un tremblement de terre. Cette analyse permet le calcul des intensités sismiques provoquées par un séisme de caractéristiques données, l’évaluation des dommages potentiels sur le parc immobilier ainsi qu’une estimation sommaire du nombre de victimes potentielles. La méthode RADIUS a été utilisé pour l’élaboration de scénarios du risque sismiques dans différentes villes du monde afin d’élaborer des stratégies de planification urbaine et de protection de la population (RADIUS, 2000). Les auteurs de cet outil nous ont donné l’accès au code source afin de le modifier pour mieux l’adapter aux conditions locales de notre région d’étude.

Pour commencer notre étude, nous avons délimité la région urbaine genevoise. Toute l’analyse se fait par secteurs bien définis. Pour cela, nous appliquons une grille à maillage carré définissant des cellules qui seront traitées sur la basé du logiciel Excel. Les dimensions de chaque maille, selon la taille de la zone d’étude et selon le détail que l’on désire obtenir, peut être ajusté entre 0,5 et 5 km de côté. La taille des mailles est régulière pour toute la grille.

Pour chaque surface élémentaire (Mesh) de la grille, nous déterminons les caractéristiques du sol ainsi que la densité des immeubles. La typologie des bâtiments sera donné ensuite par rapport à un pourcentage de différents types de vulnérabilité existants sur l’ensemble de la région d’étude. Nous devons aussi spécifier la population totale de la région concernée et sa distribution.

Afin de faire une classification du sous-sol genevois, nous l’avons divisé en 5 types : 1.

Roche tendre (grès et marnes molassiques sous une couverture de sol lâche), 2. Dépôts de sables et de graviers cimentés (alluvion ancienne), 3. Dépôts de sables et de graviers normalement consolidés et non cimentés et/ou de matériel morainique, 4. Dépôts de sables fins, de silts et/ou d’argiles non consolidés, 5. Couches superficielles du type de sol 3 ou 4 sur une couche plus rigide de roches tendres ou de dépôts de sables et de graviers cimentés. Ce type d’information sert à déterminer l’accélération maximale du sol (PGA).

La figure 2 est un organigramme qui présente les données que nous avons prises en compte pour la création des cartes de risques sismique à l’aide du logiciel précité.

Figure 2 Organigramme des données d’entrée et résultats

Par rapport aux données concernant les bâtiments, nous tentons de qualifier la vulnérabilité structurale de la région en classant les bâtiments en différents groupes. Pour ce faire, nous tenons compte des matériaux dont ils se composent, des considérations parasismiques prises au moment de leur conception et de leur construction, du nombre d’étages dont ils sont formés ainsi que de leur fonctionnalité (l’utilisation pour laquelle ils sont faits). Ce classement permet d’utiliser des fonctions empiriques de vulnérabilité spécifiques à chaque type de bâtiment. Ces fonctions,

Données du problème

Délimitation de la zone d’étude Population Totale

Totale de bâtiments Généralités

Aléa Caractéristiques du tremblement de terre Type du sol

Type de bâtiments Densité structurale

Vulnérabilité

Résultats

Intensité Mercalli Modifiée Accélération Maximale Moyenne Distribution et nombre de

bâtiments endommagés Victimes

séisme et le pourcentage de dommages subi par les structures. Les courbes de vulnérabilité sont dérivées des observations du comportement des structures lors de séismes historiques.

Pour continuer notre analyse afin d’élaborer les cartes de risque sismique, nous établissons les caractéristiques du séisme qui affectera la région d’étude : magnitude, profondeur et distance de l’hypocentre par rapport à un point de référence situé dans la région concernée, direction de la secousse, heure de l’événement, ainsi qu’une relation d’atténuation. Toutes ces informations permettent de déterminer l’accélération maximale du sol (PGA) et l’intensité. Cette dernière se présente sous la forme d’une fonction inversement proportionnelle à la distance à l’hypocentre. Cependant, il convient de rappeler que les échelles d’intensité sont des fonctions discrètes allant d’unité entière à la suivante (de 1 à 12) en fonction de critères d’observation bien définis tel que le type et le pourcentage des dommages (Nava, 1998).

Les relations d’atténuation utilisées sont basées sur des analyses statistiques du comportement sismique de la région d’intérêt et intègrent les caractéristiques sismiques et géologiques.

BUTS ET STRUCTURE DU TRAVAIL

Le but principal de ce travail est l’élaboration des cartes de risque sismique pour la région urbaine de Genève et leur utilisation. Cette approche met en évidence que l’activité sismique du bassin genevois est réelle et qu’elle n’est pas négligeable. De plus, par l’analyse des bâtiments, elle permet la mise en évidence de ceux qui pourraient être endommagés lors d’un tremblement de terre.

Sur la base de la définition du risque, nous avons structuré notre recherche en deux parties, d’un côté l’aléa sismique (sismologie) incluant la géologie de la région et de l’autre la vulnérabilité des bâtiments de la zone urbaine genevoise.

L’organigramme de la figure 3 illustre la structure de notre travail de recherche.

Dans le chapitre 1, nous analysons de façon probabilistique des données sismiques historiques qui se sont produites dans la région genevoise afin de sélectionner les caractéristiques des événements vraisemblables pour l’estimation des nos Scénarios du risque

Au chapitre 2, nous traitons de façon plus détaillée la classification du sous-sol proposée antérieurement en expliquant la composition géologique du sous-sol de la zone urbaine de Genève.

.

Figure 3 Méthodologie suivie pour l’estimation de Scénarios du risque sismique

Une évaluation de la méthode sera présentée au chapitre 3, où nous comparerons les résultats de nos simulations avec les conséquences des séismes du Grand-Bornand (14.12.1994), d’Epagny (15.06.1996), de Saint-Dié (22.02.2003) et de Besançon (23.02.2004). Pour ces séismes, à l’exception de celui d’Epagny, nous avons recueilli des données à l’aide de questionnaires macrosismiques distribués à la population directement après l’événement. Signalons que pour le séisme d’Epagny, nous possédons des enregistrements sismiques à Genève.

Au chapitre 4, nous détaillons la typologie des immeubles de la zone urbaine genevoise. Nous prenons en compte le développement de sa zone urbaine. Le parc immobilier genevois est aussi analysé à la lueur des normes parasismiques suisses.

Au chapitre 5, Nous élaborons six scénarios du risque sismique pour la région urbaine de Genève basés sur les paramètres acquis antérieurement. Ce chapitre inclus aussi une discussion détaillée de l’accélération maximale du sol (PGA) et des intensités (MMI) pour les divers séismes retenus.

Dans le chapitre 6, nous présentons les conclusions et recommandations utiles au management du risque sismique à Genève.

Aléa

Sismicité (Chapitre 1)

Géologie (Chapitre 2)

caractéristiques du séisme vraisemblable

Relation d’atténuation

Caractéristiques du sol

Classification

Vulnérabilité (Chapitre 3) Caractéristiques

des structures Classification

Scénarios

CHAPITRE 1. L’ALÉA SISMIQUE DANS LA RÉGION GENEVOISE 1.1 INTRODUCTION

Dans ce chapitre, nous avons cherché à évaluer l’aléa sismique existant dans la région d’étude pour déterminer de manière probabilistique les caractéristiques des séismes vraisemblables susceptibles de toucher celle-ci.

Pour ce faire, nous commençons par une présentation générale du canton de Genève, puis de la région d’étude que nous définissons, nous donnons ensuite le contexte sismotectonique de cette région en mettant en évidence l’existence de failles proches du bassin genevois. Ces failles pourraient être à l’origine de sérieux mouvements dans la région. La plus connue d’entre elles reste la faille du Vuache, accident géologique qui a déjà provoqué des séismes dans la région et pourrait en provoquer de nouveaux.

Un regard sur le passé nous montre que le canton de Genève et la région d’étude ont connu des tremblements de terre aux origines diverses. La région d’étude étant quasi-enclavée dans le territoire français, elle a été touchée par des tremblements de terre qui se sont produits aussi bien en Suisse qu’au-delà des frontières du pays. Le danger peut donc venir de l’étranger, c’est pourquoi nous proposons une analyse de l’histoire sismique et de la situation sismique générale du territoire situé autour du bassin genevois.

Pour étudier l’histoire sismique de la région, nous avons rassemblé et analysé des données contenues dans les catalogues du Service Sismologique Suisse, du Réseau Sismique des Alpes et du Réseau National de Surveillance Sismique (ReNaSS). A partir des données rassemblées et de l’étude historique, nous avons pu définir les tremblements de terre les plus vraisemblables pouvant toucher la région de notre étude, et c’est ce que nous présentons en dernière partie de ce chapitre.

1.2 PRÉSENTATION GÉNÉRALE DU CANTON DE GENÈVE ET DE LA RÉGION D’ÉTUDE 1.2.1 Canton de Genève

Le canton de Genève forme presque une enclave dans le territoire français. Au nord, sa

« frontière » avec le canton de Vaud est longue de 4,5 km. Au sud et à l'est, il est limité par le département français de la Haute-Savoie, et à l’ouest par celui de l’Ain.

Le canton de Genève se situe au sud-ouest de la Suisse, à une altitude moyenne de 373 m sur la région occidentale du plateau suisse. Il est partiellement encerclé par la chaîne du Jura, le Vuache et le Salève. Il est traversé par deux cours d’eau majeurs : l’Arve et le Rhône, le premier se jetant dans le second au lieu dit « la Jonction », dans la ville.

Ce canton compte de nombreuses organisations internationales. Parmi elles : l’ONU, le CICR, le Centre Européen de Recherche Nucléaire (CERN). Il dispose également d’une importante université. De ce fait, la population du canton, qui comptait 457 628 habitants en 2009 (OCSTAT 2010), se compose d’un tiers d’étrangers, d’un tiers de suisses non Genevois et d’un dernier tiers de Genevois.

Le canton est divisé en 45 communes (figure 4) sur une surface de 282 km².

Figure 4 Carte du Canton de Genève : localisation de la région d’étude (en rouge) et localisation des quartiers urbains

Les activités économiques du canton sont de natures diverses. Le secteur secondaire se compose d’industries manufacturières et de construction. En 2001, ce secteur comptabilisait 39 261 emplois. Avec des activités de services comme le commerce, l’hôtellerie, la restauration, les transports et les communications, les activités financières et d’assurance et la santé, entre autres, le secteur tertiaire comptabilisait, lui, pour la même année, 220 744 emplois. Le canton de Genève représente 6,7% du revenu national suisse (OCSTAT, 2005).

*

VAUD

Céligny

Versoix Collex- Bossy

Genthod Bellevue

Pregny- Chambésy Grand

Saconnex Meyrin

Satigny

Russin Dardagny

Aïre-la-Ville

Chancy Avully

Cartigny

Avusy Laconnex

Soral Perly Certoux Bernex

Cofignon Onex

Lancy

Plan-les-Ouates

Bardonnex Troinex Carouge

Veyrier Genève Vernier

Hermance

Anières

Gy Jussy Corsier Collogne- Bellerive

Meinier

Choulex Presigne Pupligne Coligny

Vandoeuvres

Thônex Chêne-

Burgeries Chêne- Bourg VAUD

Céligny

FRANCE

DÉPARTEMENT DE L’AIN

DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-SAVOIE

Lac Léman

Figure 5. Vue aérienne de la région d’étude (Google)

1.2.2 Région d’étude

L’analyse proposée pour cette étude se concentre sur la zone urbaine principale comptant trois communes:

- Genève-Ville, chef-lieu du canton, actuellement la deuxième ville la plus importante du pays. Sa population s’élève à 188 068 habitants sur 15,82 km². La zone urbaine est divisée en deux parties par le Rhône: sur la rive gauche se trouvent les quartiers financiers et administratifs ainsi que les quartiers résidentiels de Champel et des Eaux- Vives, figurant parmi les plus anciens quartiers de la ville. La rive droite est principalement résidentielle, mais elle abrite aussi les sièges des organisations internationales.

- Carouge, commune au sud de Genève. Elle compte 19 525 habitants pour 2,70 km² en 2009 (OCSTAT, 2009). La majeure partie de cette commune garde son caractère sarde du XVIIIe siècle, époque de son expansion architecturale. Les architectes d’alors n’ayant pas de connaissances parasismiques, cette commune pourrait connaître des situations problématiques dans le cas d’un séisme.

- Lancy, troisième commune la plus peuplée du canton avec 27 889 habitants. Sa superficie est de 4,77 km² (OCSTAT, 2009)

Le tableau 1 résume les caractéristiques de chacune des trois communes :

Genève Carouge Lancy

Surface 15,82 2,70 4,77

Habitants 188 068 19 525 27 889 Densité de population

(hab./km²) 11 888,0 7 231,5 5 846,7

Tableau 1. Surface et nombre d’habitants de la région urbaine d’étude (OCSTAT, 2009)

Dans ces trois communes, la majorité de la population est âgée de 20 à 64 ans. 14,6%

d’entre elle ont plus de 65 ans. Les jeunes de moins de 20 ans, quant à eux, sont de 17,8%.

Maintenant que nous avons défini la région d’étude et que nous en connaissons ses caractéristiques, nous allons nous pencher sur le contexte sismotectonique.

1.3 CONTEXTE SISMOTECTONIQUE

À partir des affleurements géologiques autour des chaînes de Jura, de Vuache et du Salève, quatre systèmes de failles décrochantes ont été identifiés dans le basin genevois.

Au sud-ouest, on trouve le système de failles de Vuache.

Cette faille décrochante sénestre, d’une trentaine de kilomètres de long, relie la partie méridionale du Jura à la partie septentrionale de la Chaîne Subalpine, en traversant le bassin molassique de Genève-Rumilly. On estime un déplacement horizontal de la faille d’entre 0,08 et 3 mm par année et son histoire sismique suggère une période de retour d’entre 200 et 600 années Van der Woerd, 2004).

Sur la figure 6, nous pouvons suivre son tracé. Cette faille, très bien connue, qui part de Musièges, vers le nord-ouest, suit le rebord occidental de la montagne du Vuache et puis elle semble s’ouvrir en plusieurs branches dont la principale tourne sur le versant occidental du Grand Crêt d’Eau. La faille continue au-delà du Jura mais son tracé reste encore incertain.

En partant à nouveau de la montagne du Vuache, mais cette fois en direction du sud-est, la faille disparaît sous la couche morainique ; on ne parvient à l’identifier que sur le flanc sud de la montagne de Mandallaz, près de Chaumontet. Elle disparaît ensuite sous Epagny et sous Annecy.

La question de sa continuation sous le lac d’Annecy reste ouverte (Thouvenot et al., 1998).

Figure 6 Localisation de la faille du Vuache et celle du Salève (Modifié d’après Thouvenot et al., 1998).

Au sud est du Salève, on peut identifier un autre système de failles : les failles de Cruseilles, Aubergement et Pomier. Ce système peut être suivi vers le nord jusqu’à la Haute Chaîne du Jura.

Le système de failles du Coin est bien défini grâce aux affleurements du Salève. Sa continuation au sud de la montagne est indiquée par des structures en fleur. On peut aussi l’observer en surface au versant nord du Salève où il est aligné à d’autres failles de surface. En revanche, sa continuation sous le basin genevois est incertaine. Le manque de données sismiques sur cette zone empêche de la suivre avec certitude. Cependant, on a observé des failles orientées NW-SE à Vernier, près du Rhône. Ces failles, ayant la même direction que la faille du Coin, on été interprétées comme sa continuation. On pense que la faille du Coin continuerait encore plus au nord, jusqu’au Jura (Signer et Gorin ; 1995)

Crête de la Neige

*Genève

St-Julien- En-Genevois

Salève

Faille de Vuache Vuache

Mandallaz Frangy

Annecy BORNES Rumlly

Gros Fourg Seysse

Bellegarde Gd. Crêt D’Eau

Semnoz JURA

Âge

5°55’ 6°00’ 6°10’

45°50’

46°00’

46°10’

46°10’

46°00’

45°50’

5°55’ 6°00’ 6°10’

Rhône

Lac d’

Annecy Lac Léman

Musiège

Le tracé du quatrième système, les failles de l’Arve, est encore incertain. Certains auteurs ont essayé de le retracer, à travers le basin genevois à fin de le lier à la faille de La Faucille.

Cependant, il n’y a pas suffisamment d’information sismique pour pouvoir la localiser plus au sud du Lac Léman (Signer et Gorin ; 1995).

Sur la figure 7, on peut localiser les systèmes de failles du basin genevois.

Figure 7. Carte de localisation et du cadre tectonique de la région de Genève (Signer et Gorin ; 1995)

Nous pouvons remarquer sur la figure 7 la proximité du Salève et de la faille du Vuache par rapport à Genève. Cette proximité de failles actives et potentiellement actives dans la région genevoise (Rappelant que la faille du Vuache se trouve à une vingtaine de km et qu’il existe des indices suggérant que la faille du Coin passe sous de Genève) nous indique l’existence d’un danger sismique réel. Il faut relever que dans la partie centrale de la faille du Vuache, de 12 km de long, entre les montagnes du Vuache et de Mandallaz, aucun séisme n’a été répertorié à ce jour (Thouvenot et al., 1998). Or, il pourrait s’agir d’un « gap sismique » ; dans un tel cas, le danger de voir se produire un séisme dans cette région est grand. Rien ne nous permet de l’affirmer, mais c’est une hypothèse sérieuse à prendre en compte.

1.4 SITUATION SISMIQUE GÉNÉRALE DE LA RÉGION GENEVOISE

Nous avons déjà défini l’aléa sismique comme étant le phénomène physique qui comprend la notion de probabilité d’occurrence par rapport à une magnitude donnée.

En Suisse, les séismes constituent le risque prédominant en matière de dangers naturels. Il est plus important que celui que représentent les inondations, les tempêtes, les avalanches ou les glissements de terrain. Cette évaluation est surtout fondée sur l’énorme potentiel des dégâts lié à la vulnérabilité et à la forte concentration des constructions en Suisse (Office Fédéral de la Protection Civile, 2004).

Afin de mieux évaluer l’aléa sismique, une révision du catalogue des tremblements de terre en suisse a eu lieu en 2002 dans le cadre du projet « Earthquake Catalogue of Switzerland and the related macroseismic database» (catalogue ECOS) par le Service Sismologique Suisse.

Une carte de la sismicité historique et récente (1021-1999) en Suisse, issu du catalogue ECOS est présentée dans la figure 8. Elle montre plusieurs zones sismiques dont une proche de Genève, localisée dans le département de la Haute-Savoie en France. La présence de cette zone sismique démontre que la région genevoise est caractérisée par une faible sismicité, mais que celle-ci n’est pas négligeable.

Figure 8 Carte des séismes répertoriés dans le Catalogue sismique suisse (ECOS) (Swiss Seismological Service, 2002)

En 2003, le Service Sismologique Suisse a achevé l’élaboration de nouvelles cartes d’aléa sismique pour l’ensemble du territoire. La figure 9 représente un exemple de l’aléa sismique à 5Hz pour une période de retour de 475 ans (Service Sismologique Suisse, 2003).

Figure 9. Carte de l’aléa sismique en Suisse pour une période de retour de 475 ans et une fréquence de 5 Hz (Service Sismologique Suisse, 2003)

L’information fournie par ces cartes a été primordiale pour élaborer le zonage sismique pris en compte dans les normes de construction parasismique SIA 261, publiées la même année (SIA, 2003) (figure 10).

Le zonage sismique proposé par la SIA dans ses normes divise la Suisse en quatre régions sismiques :

- Z1 a_gd=0,6 m/s² - Z2 a_gd=1,0 m/s² - Z3a a_gd=1,3 m/s² - Z3b a_gd=1,6 m/s²

avec a_gd=accélération horizontale du sol. Cette accélération correspond à la composante horizontale maximale de l’action sismique avec une période de retour de 475 ans (SIA, 2003).

Il est important de remarquer sur la carte du zonage de la figure 10 que le canton de Genève est classé en zone Z1 (SIA, 2003).

Figure 10. Zones de séisme (aléa) de la Suisse (SIA, 2003)

Il faut noter que l’aléa sismique évalué pour une région donnée représente une valeur médiane et que les incertitudes pour son calcul sont non négligeables (Cêtre, 2000). Des accélérations plus ou moins fortes que prévues sont toujours susceptibles de se présenter (Voir effet de site chap.2).

Les failles décrites précédemment, ayant une incidence sur Genève, se trouvant en majeure partie sur le territoire français (Haute Savoie et l’Ain), il était intéressant de voir comment ce pays évalue l’aléa sismique dans notre région (Voir figure 11).

Le zonage sismique de la France comprend cinq zones : - très faible accélération < 0,7 m/s²

- faible 0 ,7 m/s² ≤ accélération < 1,1 m/s² - modère 1,1 m/s² ≤ accélération < 1,6 m/s² - moyen 1,6 m/s² ≤ accélération < 3,0 m/s² - fort accélération ≥ 3,0 m/s²

La France métropolitaine compte quatre des cinq zones. La cinquième définit une région de forte sismicité et correspond aux départements d’Outre-mer de la Guadeloupe et de la Martinique, non visibles ici(BRGM, 2005).

Figure 11 Aléa sismique de la France (BRGM, 2005)

Pour notre région nous remarquons surtout que les départements frontaliers à Genève sont classés à l’ouest du canton comme zones à aléa sismique « modéré », avec une accélération de 1,1 à 1,6 m/s², et « moyen » à l'est, avec une accélération de 1,6 à 3,0 m/s².

A notre grande surprise, on relève que les accélérations du sol établies dans notre région par l’approche suisse et celle française prennent des valeurs différentes à la frontière. Si nous considérons que les conditions géologiques sont les mêmes d’un côté comme de l’autre de la frontière politique, une telle divergence ne devrait pas exister. Elle s’explique par l’utilisation de méthodes différentes. En termes de management du risque sismique dans une région transfrontalière à forte densité de population et dans l’intérêt de celle-ci une approche coordonnée serait fortement souhaitable.

Cependant, si du côté de la France, les valeurs de l’accélération sont plus élevées, cela pourrait représenter une mise en garde et il conviendrait de le prendre en compte du côté de Genève afin de garantir une meilleure sécurité.

Bassin Genevois

1.5 HISTOIRE SISMIQUE DU BASSIN GENEVOIS

1.5.1 Bilan historique des tremblements de terre dans la région

Malgré la faible fréquence des événements sismiques dans la région genevoise, leur intensité pourrait provoquer des dommages sur l’habitat, l’infrastructure et la population.

Dans le but de mieux comprendre les événements qui pourraient toucher la région genevoise, nous avons analysé l’information historique issue des catalogues sismiques concernant la Suisse et la France (Swiss Sismological Service, 2002). Nous avons sélectionné les tremblements de terre ayant provoqué des dégâts dans la région entourant le Canton de Genève à une intensité supérieure à V sur l’échelle EMS98¹ et ayant été ressentis dans notre région d’étude. Nous avons choisi cette valeur parce qu’au-delà de tels tremblements de terre peuvent provoquer des dommages sur l’infrastructure. De plus, nous écartons tous les phénomènes distants de plus de 100 km de Genève, car au-delà de cette distance, l’énergie des ondes sismiques est suffisamment atténuée pour ne pas occasionner de dégâts dans la zone étudiée.

La carte de la figure 12 montre la localisation des épicentres des événements datés et que nous allons brièvement décrire ci-après.

Ainsi nous pouvons voir que :

▫ Le 11 août 1839, un tremblement de terre d’intensité VII s’est produit en Haute-Savoie tout près d’Annecy. Son épicentre a été localisé à 45,9° latitude Nord et 6,1 longitude Est. Cet événement a été le plus important d’une série de secousses ressenties durant tout le mois d’août.

A Annecy, plusieurs cheminées se sont écroulées et il y a même eu un mort. Ce séisme a été nettement ressenti jusqu’à Genève, situé à 30 km au nord-ouest de la région d’Annecy, où les verres sont tombés des tables (Thouvenot et al., 1998).

▫ Le 17 avril 1936, à 20 km nord-ouest d’Annecy (46° latitude Nord et 5,6° longitude Est) un tremblement de terre a été enregistré. Cet événement connu comme « de Frangy » a été le premier qui a permis de mettre en évidence l’activité de la faille du Vuache. L’intensité a été estimée à VII (AFPS, 1996).

▫ Un événement plus faible a eu lieu le 29 mars 1947 au nord d’Annecy. Son épicentre a été localisé à 45,9° latitude Nord et 6,1° longitud e Est. Il a atteint une intensité de V à Saint-Martin- Bellevue (AFPS, 1996).

▫ Le séisme du 29 mai 1975 a eu une magnitude estimée à 4,2 sur l’échelle de Richter et il a atteint une intensité maximale de VI. Son épicentre était le même que celui du séisme de Frangy en 1936. Son foyer était aussi très proche de la surface (AFPS, 1996).

1 Les intensités sismiques citées sans référence d’échelle correspondent à l’échelle EMS98 (European Macroseismic Scale, 1998). Dans le cas contraire, l’échelle sismique est mentionnée.

Figure 12. Localisation des épicentres des tremblements de terre qui ont été les plus ressentis dans la région genevoise (Intensité≥V)

Il faut relever que tous les mouvements sismiques ressentis dans la région genevoise ne sont pas attribuables à la faille du Vuache (même ceux de la région d’Annecy). En effet :

▫ Le séisme du 19 février 1822 dont l’épicentre était localisé à 45,8° longitude Nord et 5,6°

latitude Est, à Chautagne, n’avait pas de rapport avec la faille du Vuache. Ce séisme a été nettement ressenti à Genève et il a atteint une intensité maximale de VII-VIII à Belley et Seyssel (AFPS, 1996).

▫ Le 8 octobre 1877, une importante secousse a été ressentie jusqu’à l’Est de la France, de Lyon à Mulhouse, et en Suisse à Genève. L’épicentre a été localisé à 46,1° latitude Nord et 6,3°

longitude Est, à proximité de La Roche-sur-Foron (Haute-Savoie). D’une intensité épicentrale VII, il