Risque Sismique en Haïti:Risque Sismique en Haïti:Fondements Scientifiques etFondements Scientifiques et

Nature du RisqueNature du Risque

Eric CalaisProfesseur de GéophysiquePurdue University, Indiana, USAecalais@purdue.edu

Direction de la Protection CivileDirection de la Protection Civile

Bureau des Mines et de lBureau des Mines et de l’’EnergieEnergie

Centre National de lCentre National de l’’InformationInformationGGééographique et Spatialeographique et Spatiale

PNUDPNUD

Union EuropUnion Européenneéenne

National Science National Science FoundationFoundation

•• Pourquoi évoquer le risque sismique en Haïti?Pourquoi évoquer le risque sismique en Haïti?–– Il y a eu des séismes majeurs dans le passIl y a eu des séismes majeurs dans le passéé–– Nous comprenons pourquoi ces séismes ont euNous comprenons pourquoi ces séismes ont eu

lieu: tectoniques des plaques et failles activeslieu: tectoniques des plaques et failles actives–– Nous savons que des séismes similaires vont seNous savons que des séismes similaires vont se

reproduire dans le futur: mesures desreproduire dans le futur: mesures desdéplacements actuelsdéplacements actuels

–– Les conséquences de séismes similaires seraientLes conséquences de séismes similaires seraientcatastrophiquescatastrophiques

•• Que faire face aux séismes?Que faire face aux séismes?–– Prédiction: aucune méthode fiablePrédiction: aucune méthode fiable–– Prévention:Prévention:

•• Quantifier alQuantifier alééaa•• Diminuer vulnérabilitéDiminuer vulnérabilité

Le séisme du 7 mai 1842

• Séisme majeur du nord-ouest Hispaniola• Nombreux témoignages de destructions:

– “On the arrival of the Tweed at CapeHayti on Saturday morning, the 14 instant,that place was found to have been totallydestroyed by an earthquake and thetowns of Samana and Puerto Plata, onthe East, Port Paix, Gonaives, NicholasMole, Port Au Prince and many others,have been equally sufferers.”

– “En Port-de Pais el mar se retiro a grandistancia de la orilla y volviendo luego conterrible oleaje entro a la poblacion, susaguas subieron a mas de 15 pie de alturay envolvieron en sombras de muerte a losque huyendo de la calda de los edificiosse habian refugiado a la playa.”

• Magnitude estimée: 8.0 (Mw)• Affecte Haïti et la République

Dominicaine

Qu’est-ce qu’un séisme?

Destructions: le séisme de Tangshan(Chine) en 1976 - 250 000 à 500 000 morts

Onde sismique:le mouvement du sol

Une source Un vecteur Des conséquences

Faille de San Andreas,plaine de Carrizo

Rupture de surface causée par le séisme de BoraPeak, 1983, Idaho

Rupture de surface (et barrière déplacée) causée par leséisme de San Francisco, 1906http://www.prim.net

Rupture de surface du séismed’Egecumbe, Nouvelle Zélande

Terrasses marines soulevees par desseismes successifs (Nouvelle Zelande)

Faille active le long d’unevallée en Nouvelle Zélande, Ile

du Sud

up

down

Les séismes formentles paysages

Les séismes se répètent…

Les séismessuivent les

frontières desplaques

tectoniques

… les plaquestectoniques sonten mouvementcontinu (qqs

cm/an)

Les séismesgénèrent des

vibrations du sol= ondes

sismiques…

… les ondessismiques affectent

la stabilité structuraledes bâtiments

http://www.prim.net

Les ondes sismiques sont atténuées avec la distance,mais: effets de site, liquéfaction, etc…

http://www.prim.net

Nombre de décès causés par les séismes modérés(moins de 30,000 morts par séisme) depuis 1600

Nom

bre

de d

écès

cum

ulés

1600 1800

8000 /an

4000 /an

2000 /an

1 million

2000

(doc. Roger Bilham, Univ. Colorado)

A l'échelle globale, les séismes causent de plus en plus de morts:Le taux de mortalité a doublé deux fois en 250 ans1997: 8000 morts/an, 1998-2002 = 10500 morts/an

Dans un pays développé, exposé aux séismes, qui a accès auxtechnologies de pointe:• Les séismes causent « peu » de morts• Le nombre de morts d’augmente pas• Mais le coût des séismes continue d’augmenter…

Conséquences des séismes aux Etats Unis pardécennie depuis 1900

• Rouge: coûtdesdommagesen 100,000$

• Bleu:nombre demorts

La populationurbaine augmente

rapidement…

Durée de vie et« mémoire »

humaines << 100ans…

Les séismes netuent pas… lesbâtiments oui!

Les séismes serépètent aux

mêmes endroits,avec des

intervalles detemps de ~100 ans

ou plus

Probabilité d’occurrenced’un événement d'intensitédonnée dans un lieu donné

source + propagation

Ensemble des personnes etdes biens susceptibles

d'être affectés

Alea + vulnérabilité

http://www.prim.net

Aléa (ou menace)

Vulnérabilité

Risque

• Une (petite) plaque entourée de 4 (grandes) plaques• Des frontières décrochantes et convergentes, avec des transitions

convergence-décrochement complexes• Les séismes affectent des zones relativement larges

• Sismicité affecte zone large• Seul séisme majeur dans les 50 dernières années: nord-est République

Dominicaine• Problème: pas de réseau sismologique pour localiser les petits séismes

régionaux…

Sismicité instrumentale en Hispaniola(1972-2002, catalogue NEIC, USGS)

• Des séismes historiques majeurs• Toutes les failles majeures sont concernées• Relative quiescence depuis 150 ans en Haïti

Sismicité historique en Hispaniola (avant 1960)(localisation très approximative sauf pour la séquence 1946-1953)

La sismicité en Haïti• Dernier séisme majeur:

150 ans• Sismicité récente:

relativement faible• Fausse impression de

sécurité…– Failles actives connues:

faille septentrionale et faillede la presqu'île du sud.

– Sismicité historique– Vitesse d’accumulation des

contraintes élastiques(géodésie GPS)

Pour référence: le séisme du 22 Septembre2003, Puerto Plata, Rép. Dominicaine -- M = 6.5

• Entre séismes:– Failles bloquées dans la croûte supérieure

=> accumulation de contraintes– En profondeur: fluage asismique, les

contraintes sont dissipées asismiquement

• Pendant un séisme: rupture, ondes,changement de contraintes

– Dissipation (e.g. le long de la rupture)– Chargement (e.g. extrémités de rupture)

• Apres un séisme (jours a décennies):dissipation lente des contraintes

• Etat actuel des contraintes dépend de:– Taux d’accumulation des contraintes,

dépend de:• Vitesse de mouvement• Couplage mécanique le long de la faille

– Séismes passes => changements decontraintes:

• Cosismique• Postsismique

Antenne GPS

RécepteurGPS

Sites de mesures GPS en Haïti Delmas: positions en fonction du temps

• Mouvementrelatif Caraibes-Amérique duNord ~20 mm/an

• Ces 20 mm/ansont distribuesau traversd’Hispaniola =gradient devitesse nord-sud

• Gradient devitesse =déformation(élastique?)

• Porto Rico -Petites Antilles:pas (peu) dedéformationinterne.

La faille Septentrionale(vallée du Cibao) dansle paysage = unescarpement (érodé)résultant de plusieursséismes

Tranchée au traversde la faille

Septentrionale = ledernier séisme majeur

a eu lieu il y a 770 à960 ans

paléosoldécalé parune faille

La faille de laPresqu’Ile du Sud:

Une structure quasi-continue de Tiburon

à PétionvilleRégion de Camp Perrin

Segmentation~100 km

(~M7.2 - 7.4)

7 +- 4 mm/an9 +- 2 mm/an

• Faille de la Presqu’Ile du sud = 7 mm/an• Dernier séisme majeur = 250 ans• Déficit de glissement = 7 x 250 = 1.7 m• Potentiel pour Mw=7.2

• Faille Septentrionale = 9 mm/an• Dernier séisme majeur = 770-960 ans• Déficit de glissement = 7-8 m• Potentiel pour Mw=7.7

ConclusionsConclusions•• Il y eu des séismes majeurs en Haïti, il y aura des séismesIl y eu des séismes majeurs en Haïti, il y aura des séismes

majeurs (M>7)majeurs (M>7)•• Des solutions existent pour quantifier la menace sismique:Des solutions existent pour quantifier la menace sismique:

réseau sismologique, mesures GPS, réseau sismologique, mesures GPS, palpalééosismologieosismologie, réponse, réponsedes sols:des sols:–– Ces données forment la base fondamentale de toute analyse dCes données forment la base fondamentale de toute analyse d’’aléaaléa

sismique: nsismique: n’’existent quasiment pas pour Haïtiexistent quasiment pas pour Haïti–– Une des urgences est de commencer lUne des urgences est de commencer l’’acquisition systématique deacquisition systématique de

ces données.ces données.•• Des solutions existent pour limiter la vulnérabilité:Des solutions existent pour limiter la vulnérabilité:

–– Information, sensibilisationInformation, sensibilisation–– Plan dPlan d’’urgenceurgence–– Scénarios de risqueScénarios de risque

•• Intégration:Intégration:–– Nationale: structures de gestion des risques et dNationale: structures de gestion des risques et d’’alertealerte–– Régionale: la CaraïbeRégionale: la Caraïbe