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Mécanisme du séisme et du tsunami au Japon

Dans l’optique de comprendre en profondeur les diverses implications du désastre nippon, Le Polyscope a rencontré M. Serge Occhietti,
géologue et professeur à l’UQAM. Le but de cette entrevue est d’analyser les causes d’un tel séisme et du tsunami résultant qui ont occasionné des dégâts d’une telle ampleur la semaine dernière au Japon.

William Sanger : Quel est le mécanisme à l’origine du séisme au Japon ?

Serge Occhietti : Pour commencer, le Japon fait partie d’une série de régions du Pacifique que l’on appelle la Ceinture de feu. Cela correspond au croisement de la plaque océanique Pacifique qui passe sous celle de l’Eurasie. On assiste alors à un phénomène de subduction causé par l’expansion des fonds marins. C’est un peu comme si un rouleau compresseur poussait continuellement sous la bordure de la plaque eurasiatique. Java, l’Indonésie et le Japon, pour ne nommer qu’eux, correspondent à cette zone.
C’est une zone avec d’énormes compressions et des mouvements profonds de matière engendrés par des mouvements de convection dans le manteau de la Terre. C’est ce qui provoque le phénomène de la tectonique des plaques.

Le Japon est donc une chaîne de montagnes en construction. Archipel étalé, seulement 10 à 15 % de sa surface territoriale est cultivable, le reste étant composé de reliefs importants où l’on assiste à des phénomènes de pluies torentiels et volcaniques marqués par une forte érosion. Donc on observe que les villes se situent donc principalement sur les côtes japonaises. Le séisme qui a eu lieu est donc lié à une gigantesque zone de fractures de la croûte terrestre qui se manifeste périodiquement.

En profondeur, la matière est à l’état semi-rigide et les frictions s’accumulent.
D’un coup survient une cassure qui résulte en un déplacement de matière suite aux très fortes compressions subies, avec une forte libération d’énergie. Cette énergie se traduit par une propagation d’ondes d’énergie à partir d’un foyer, aussi appelé épicentre.

WS : Peut-on anticiper de tels évènements ?

SO : Il y a des signes avant-courreurs, mais ils ne sont ni caractéristiques ni omniprésents. En effet, il y a une possibilité de percevoir certains signes sans qu’il y ait de séismes par la suite, et vice-versa. On peut détecter certains bruits de fond, mais la principale anticipation reste la localisation de zones sensibles plus à risques.

WS : Que représente l’échelle de Richter ?

OS : L’échelle de Richter est liée à la manifestation d’un séisme. Mais avant de parler d’échelle, il faut comprendre qu’il y a quatre types d’ondes que l’on distingue en deux catégories, les ondes de volume et les ondes de surface.

Les ondes de volume sont les plus rapides. Tout d’abord, il y a les ondes P (primaires) que l’on assimile au grondement du métro.
Ce sont des ondes de compression, longitudinales, dont le mécanisme correspond à une succesion et une alternance de dilatation et de compression. Il y a également les ondes S (secondaires), celles-ci très destructrices. Elles sont plus lentes, sauf que le déplacement de la matière s’effectue verticalement, en cisaillement.

Ensuite, on distingue les ondes de surface, qui elles, dépendent de la morphologie à la surface de la Terre.
Elles ressemblent un peu aux rides sur la surface d’un lac. Elles sont moins rapides, mais possèdent une amplitude plus élevée. Tel un serpent, les ondes L (Love) se déplacent horizontalement et latéralement.
Elles affectent principalement les fondations des bâtiments. Finalement, il y a les ondes R (Raleigh),
plus lentes, destructrices par leur déplacement vertical. Dans la région du Sendai, la plupart des bâtiments sont restés intacts, car les normes de construction, adaptées pour ce type de secousses, ont été respectées.

L’échelle de Richter est une simplification journalistique représentant l’énergie libérée au cours d’un séisme. C’est une échelle logarithmique, dont l’augmentation d’une amplitude correspond à un facteur x30 d’énergie. L’énergie libérée est collosale : on estime que pour un séisme de 6 à 6,9 sur l’échelle de Richter, cela correspond à 100 bombes à hydrogène, tandis qu’un séisme dépassant 8 sur l’échelle de Richter s’apparente à l’énergie de plus de 60 000 bombes à hydrogène.

Il est à noter que les séismes sont plutôt fréquents. On démombre en moyenne plus de 120 séismes de magnitude 6, une vingtaine d’une magnitude 7 et un de magnitude 8 annuellement. En 1960 au Chili a eu lieu le plus fort séisme enregistré, avec 9,5 sur l’échelle de Richter.
Le facteur géologique local est fondamental, car les dégâts sont proportionnel à la position par rapport à l’épicentre du foyer.

WS : Le Québec est-il à l’abri de tels séismes ?

OS : Au Québec, il y a toujours eu des séismes, même récemment. En effet, le 23 juin dernier, il y a eu un séisme de 5,5 sur l’échelle de Richter à Gatineau, occasionnant certains dégâts. Normalement, c’est très peu probable qu’il y ait des séismes de magnitude extrême, mais il suffit que le séisme aie lieu proche d’une ville en pleine nuit pour avoir de grandes conséquences. C’est pourquoi la menace des séismes est une incitation pour de meilleures normes pour les bâtiments publics, surtout en tenant compte de la géologie des sols.

En effet, malgré le Bouclier canadien nous protégeant, un grand séisme a eu lieu en 1663, rapporté par les frères Jésuites. Un glissement de terrain majeur catastrophique s’en est suivi, causé par une zone argileuse liquifiable. En 1925, dans la Malbaie, s’est manifesté un séisme d’amplitude 7. Charlevoix est une région reconnue comme étant une région à séismes.

WS : Comment est né le tsunami et que peut-on faire lorsqu’il se déclare ?

SO : Un tsunami est une onde d’énergie se propageant dans un liquide. En dessous d’une magnitude de 6,3, la probabilité d’un tsunami est faible. Les ondes d’eau se déplacent à très grande vitesse, de l’ordre de 800 km/h. Deux facteurs sont à considérer dans un tsunami, soit la hauteur et l’énergie (la durée). Cette manifestation naturelle agit comme un rouleau compresseur auquel rien ne résiste. L’expression d’un tsunami va dépendre de la topographie des profondeurs marines.

Pour les habitants, lorsque le tsunami rencontre une vallée, la colonne d’eau monte due à un facteur de resserrement, l’eau s’engoufrant dans l’espace disponible. Les habitants n’ont pas le temps d’échapper à une telle force, leur seule solution étant de se réfugier dans les hauteurs de grands bâtiments solides.
L’influence sur les centrales nucléaires à Fukushima est désastreuse, et il est à déplorer le manque de jugement lors de la construction de ces centrales. En effet, l’expertise des géologues n’a pas été prise en compte et les risques naturels ont été minimisés. Cela démontre une certaine part d’irresponsabilité de la part des entreprises privées n’ayant pas pris en compte l’historique des dangers naturels et en les minimisant.

WS : Quelles sont les conséquences écologiques de tels évènements
?

SO : La région est ruinée, mais le Japon a une capacité de ressourcement incroyable. L’effort de reconstruction sera impressionant. Pour le pays, le coût global est terrible, c’est une claque économique majeure. Au Sendai, plus d’un million d’habitants sont sinistrés. C’est un coût énorme que seuls des pays tels que les États-
Unis, l’Allemagne et le Japon sont capables d’absorber.

WS : Quelles leçons peut-on tirer de désastres de si grande ampleur ?

SO : Les phénomènes naturels doivent être pris en compte pour tous les aménagements majeurs, en prenant en considération l’aléa naturel et la vulnérabilité. Les aléas sont inévitables, imprévisibles et dans le temps et dans leur localisation. Mais on peut optimiser l’occurrence d’aléas en mettant en lumière les zones sensibles et les failles présentes.
La vulnérabilité est l’ensemble de facteurs qui peut faire en sorte que l’aléa ait peu ou trop d’impacts. On peut donc anticiper les zones d’aléas et prendre des décisions pour diminuer au maximum la vulnérabilité. Par exemple, pour le cas d’Haiti, l’aléa était peu important (un tel séisme n’aurait presque rien endommagé au Japon), mais la vulnérabilité était extrême.

On note aussi une très forte dignité de la part des Japonais : l’armée coopère et il n’y a pas de scènes de pillage. Presque aucun effet de société secondaire n’apparait.
Finalement, les services fondamentaux ne doivent pas être privatisé.
En effet, les infrastructures majeures doivent tenir compte des aléas potentiels à l’échelle nationale et historique, en étant soumis à des normes prenant en compte tous les risques potentiels sans les amoindrir.

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