L'estimation de la menace sismique relève de la responsabilité des spécialistes en sismologie. Cette tâche complexe défie les experts depuis des décennies.
Cependant, ce défi s'intensifie avec les séismes induits. Des progrès significatifs émergent néanmoins, bien que non uniformes à l'échelle mondiale (voir aussi 'De San Francisco à Loppersum').
L'évaluation de la menace sismique repose sur des probabilités : celle qu'un séisme d'une magnitude donnée survienne dans un délai précis (voir 'Coincé entre des failles actives (1)'), ou que l'accélération maximale du sol (PGA) soit dépassée (voir 'De l'intérieur vers l'extérieur ?'). Cette analyse probabiliste (Évaluation Probabiliste de l'Aléa Sismique - PSHA) produit une carte de menace sismique pour une faille ou une région spécifique.
La période standard est de 50 ans, alignée sur la durée de vie des codes de construction parasismiques comme l'Eurocode 8 : Conception des structures pour la résistance aux séismes. La PSHA la plus courante cible une probabilité de 10 % en 50 ans, soit 0,21 % par an ou une occurrence tous les 475 ans. Ainsi, 10 % de chance d'un M6,0 en 50 ans équivaut à un événement tous les 475 ans. De même pour un PGA de 0,22 g.
Dans cette approche, les séismes majeurs rares pèsent lourdement. Pour les infrastructures critiques (centrales nucléaires), on vise 2 % en 50 ans, soit un événement tous les 2 475 ans, en se focalisant sur les 'Big Ones' exceptionnels.
Les cartes traditionnelles indiquent le PGA avec 10 % de dépassement en 50 ans : probabilité uniforme, mais valeurs variables selon les sites, influençant le risque. À l'inverse, les cartes de probabilité de magnitude varient spatialement sans toujours refléter le risque (voir 'Serré entre des failles actives (1)').
Photo ci-dessus : Carte probabiliste de menace sismique des États-Unis continentaux (USGS 2014) : 10 % de dépassement de PGA en 50 ans. Seuls les séismes naturels sont considérés.
Aux États-Unis, deux zones émergent : la faille de San Andreas (Californie) et la zone de New Madrid (Est), marquées par des séismes historiques (1906 à San Francisco, 1811-1812 à New Madrid). Le centre (Oklahoma, Texas, Kansas) montre des PGA moindres.
Ces cartes s'appuient sur un catalogue sismique exhaustif : instrumental (100 ans), historique (sismologie historique), archéologique (archéosismologie) et géologique (paléosismologie). Cela révèle une sismicité stationnaire sur des millénaires et permet d'estimer la loi de Gutenberg-Richter (productivité 'a' et b-value), clé pour prédire les grands séismes.
Dans les zones à sismicité induite, deux obstacles majeurs : catalogues courts (phénomène récent) et magnitudes basses/limitées, rendant la loi de Gutenberg-Richter peu fiable. La sismicité induite étant temporelle (liée à l'activité industrielle), une PSHA sur 50 ans est imprécise.
La communauté sismologique juge l'approche classique inadaptée aux séismes induits : variabilité annuelle obsolète pour les codes du bâtiment. Une méthode innovante émerge pour évaluer utilement la menace (voir 'De San Francisco à Loppersum').
Aux États-Unis, focus sur la menace à court terme (1 an), basée sur 1-2 ans récents, avec 1 % de probabilité annuelle (50 % en 50 ans, soit tous les ~73 ans). Priorité aux séismes modérés, impactants par dommages ou anxiété.
Pour une communication claire, les cartes PGA deviennent des probabilités de dépassement d'intensité VI (dommages). Outils pour citoyens, décideurs et régulation industrielle, mises à jour annuelles ou semestrielles.
Photo ci-dessus : Probabilité de dommages (>VI) l'année prochaine par séismes naturels/induits. Comparez Californie (naturelle) et Oklahoma (induite).
En Oklahoma, risque de dommages équivaut à la Californie centrale ; PGA triplé vs. carte classique.
La sismologie évolue : face aux séismes induits, de nouvelles cartes exploitables aux États-Unis. La suite lors des prochaines conférences internationales.
Petersen, M. D. et al., 2016. 2016 One-Year Seismic Hazard Forecast for the Central and Eastern United States from Induced and Natural Earthquakes. Rapport de dossier ouvert 2016-1035. doi : 10.3133/ofr20161035.
