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Séismes et répliques : comment assurer la sécurité des secouristes

Des secouristes recherchent des survivants dans une maison effondrée à Moulay Brahim, dans la province d'Al Haouz au Maroc, le 9 septembre 2023.
Des secouristes recherchent des survivants dans une maison effondrée à Moulay Brahim, dans la province d'Al Haouz au Maroc, le 9 septembre 2023. Fadel SENNA / AFP

Un violent séisme de magnitude 6.8 a frappé le Maroc dans la nuit du 8 au 9 septembre 2023, avec un épicentre situé dans le Haut-Atlas, à environ 80 kilomètres au Sud de Marrakech. L’urgence est actuellement à l’assistance aux populations sinistrées et au secours des personnes encore bloquées sous les décombres.

C’est une véritable course contre la montre qui s’est engagée. Une course non sans dangers pour les secouristes. C’est pourquoi nous avons mené une étude visant à la mise en place d’un dispositif d’alerte permettant aux secouristes de se mettre à l’abri le plus rapidement possible en cas de répliques sismiques.

Des secours à haut risque

D’abord conduites de manière spontanée par les habitants et par les équipes de secours locales, ces opérations de « sauvetage déblaiement » sont désormais réalisées par des équipes spécialisées (dites « USAR » pour Unité de sauvetage et de recherche) marocaines, mais également étrangères, à mesure que le Maroc accepte au compte-goutte l’aide internationale qui lui est proposée.

Par nature, ces interventions se déroulent dans un environnement dégradé et dangereux. Les répliques sismiques constituent à ce titre un risque majeur pour les équipes qui doivent intervenir dans des bâtiments gravement endommagés dont certaines parties peuvent s’effondrer, y compris en cas de secousses sismiques relativement faibles.

La période qui suit la survenue d’un séisme important est en effet caractérisée par une probabilité accrue de séismes – les répliques – qui sont de moindre ampleur que le séisme principal et résultent de réajustements de contraintes le long de la zone de faille. Autrement dit, de petites ruptures ont lieu sur la faille jusqu’à ce que celle-ci retrouve une position stable lui permettant à nouveau d’accumuler des contraintes pendant des centaines d’années jusqu’au prochain séisme d’ampleur.


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Ce phénomène s’était illustré avec force en Turquie en début d’année, puisque les deux séismes du 6 février avaient donné lieu à un nombre particulièrement élevé de répliques : plus de 400 répliques de magnitude supérieure à 3.0 avaient ainsi été enregistrées par le Centre sismologique Euro-Méditerranéen dans les 24 premières heures, avec une dizaine de minutes seulement entre chaque secousse ressentie à des degrés divers la population. D’une puissance près de 30 fois inférieure à celle du séisme principal de Turquie, le séisme survenu au Maroc demeure très important et est donc lui aussi susceptible de donner lieu à de nombreuses répliques. A ce jour, seules deux répliques significatives de magnitudes comprises entre 4.0 et 5.0 ont été enregistrées, mais d’autres peuvent venir à tout moment.

Télémètre d’alarme pointant vers un bâtiment instable pendant la conduite d’opération de secours par des équipes USAR.
Télémètre d’alarme pointant vers un bâtiment instable pendant la conduite d’opération de secours par des équipes USAR. S. Auclair, BRGM, Fourni par l'auteur

Bien que ce risque soit bien connu des équipes de sauvetage, elles ne disposent à ce jour que de peu de moyens pour s’en protéger, avec des pratiques très variables d’une équipe à l’autre. L’un des outils les plus utilisés demeure le « télémètre d’alarme » : un faisceau laser est pointé vers un bâtiment instable, et une alerte sonore est émise en cas de déplacement de plusieurs millimètres de la structure, malheureusement souvent trop tard au moment même de l’effondrement !

À défaut de prévoir, alerter au plus vite

Le principe d’alerte sismique précoce a été formulé dès 1868 en Californie, dans l’idée de pouvoir alerter San Francisco de l’imminence de l’arrivée d’ondes destructrices engendrées par des séismes localisés à une centaine de kilomètres de la ville.

En cas de séisme, les ondes « P » (comme « Premières ») – les moins fortes – libérées au niveau de la faille, se propagent dans le sol près de 2 fois plus rapidement que les ondes « S » (comme « Secondes ») qui sont responsables d’une grande partie des dommages, elles-mêmes suivies par d’autres ondes encore plus destructrices. En principe, il « suffit » donc d’analyser les premières secondes d’enregistrement des ondes P pour prédire la puissance du séisme ainsi que la sévérité des secousses à venir. La diffusion de cette alerte s’effectuant ensuite quasiment instantanément, il est possible d’informer des zones non encore atteintes par les ondes sismiques les plus dangereuses : plus l’on est éloigné de l’épicentre et plus l’intervalle de temps séparant l’arrivée de l’alerte et celle des ondes S est importante, laissant ainsi plus de temps pour réagir.

La principale complexité de mise en œuvre de ce principe vient du fait que le traitement des ondes sismiques doit être réalisé de manière automatique en quelques secondes seulement… De fait, cela était impossible du temps de Cooper, et il a fallu attendre plus d’un siècle pour que cette idée soit appliquée pour la première fois au Japon à la fin des années 1980.

Aperçu du dispositif japonais d’alerte précoce pour les équipes USAR.
Aperçu du dispositif japonais d’alerte précoce pour les équipes USAR. SDR Company

Parmi ces systèmes d’alerte, certains fonctionnent à partir d’une unique station de mesure, permettant ainsi de le décliner en version mobile, facilement transportable sur le terrain. Un tel dispositif existe au Japon, où il accompagne déjà depuis une dizaine d’années les équipes de secours tokyoïtes. Concrètement, il prend la forme d’un boîtier contenant un sismomètre permettant l’enregistrement continu des mouvements du sol, accompagné d’un dispositif pour la diffusion d’une alerte sonore accompagnée d’un signal lumineux. Selon le constructeur, l’alerte peut également être relayée à chacun des secouristes exposés au danger via des récepteurs individuels portatifs.

Alerter les secouristes quelques secondes avant les secousses destructrices

Constatant d’une part le fort risque encouru par les équipes de sauvetage en cas de répliques, et d’autre part des avancées constantes de la robustesse des systèmes d’alerte sismique précoce, nous avons réalisé au BRGMune étude publiée en 2020 explorant la faisabilité et l’intérêt de doter ces équipes de secours de tels systèmes d’alerte.

L’objectif ? Pouvoir les alerter quelques secondes avant l’arrivée de secousses sismiques. Ce qui est très peu… mais peut faire la différence.

Il s’agissait à travers cette étude d’identifier dans quelle mesure un tel outil pourrait être une aide pour ces équipes, par le recueil et l’analyse du point de vue des secouristes eux-mêmes. Ainsi, elle repose en grande partie sur les résultats d’une enquête par questionnaire que nous avons menée avec le soutien de la Direction générale de la sécurité civile et de la gestion des crises (DGSCGC) auprès d’équipes du monde entier.

Sur la base de la centaine de réponses récoltée auprès de spécialistes du domaine, cette étude permet en premier lieu de mettre en évidence un certain nombre d’actions pouvant être prises en quelques secondes et permettant de réduire le risque encouru par les secouristes.

Avec des délais espérés entre la réception de l’alerte et l’arrivée des secousses le plus souvent inférieurs à une dizaine de secondes, le bénéfice perçu de ces alertes précoces est multiple. Il va de la simple préparation psychologique permettant de réduire l’effet de surprise pour des alertes extrêmement réduites, à la possibilité de réduire son exposition au risque en se mettant en position de sécurité, en passant par l’arrêt d’activités dangereuses.

Exemple d’actions pouvant être entreprises par les membres des équipes USAR en fonction du temps d’alerte disponible.
Exemple d’actions pouvant être entreprises par les membres des équipes USAR en fonction du temps d’alerte disponible. D’après Auclair et coll., 2020, Fourni par l'auteur

Mais un tel système automatisé n’est pas fiable à 100 %, et des fausses alertes sont inévitables. Facteur favorable souligné par l’étude, contrairement à d’autres secteurs d’activité dont la criticité rend les fausses alertes inacceptables et le principe d’alerte sismique précoce quasiment inopérant (centrales nucléaires par exemple), l’impact de fausses alertes isolées sur ces activités semble relativement limité.

En effet, au regard du gain de sécurité offert par une alerte précoce, le fait de devoir arrêter préventivement les opérations de recherche des victimes pour une fausse alerte semble donc acceptable, d’autant que dans ce cas de figure les opérations peuvent reprendre très rapidement du fait qu’il n’est pas nécessaire de procéder à une nouvelle inspection de la stabilité des bâtiments dans lesquels se déroulent les recherches.

Cela permet d’entrevoir la possibilité de tirer pleinement profit des potentialités des systèmes d’alerte en configurant des seuils de déclenchement très sensibles maximisant la sécurité des sauveteurs.

Bien qu’un tel dispositif d’alerte précoce aux répliques existe déjà au Japon, il demeure largement méconnu est n’est de fait utilisé que par quelques équipes japonaises. A l’heure où les secours, d’une ampleur exceptionnelle, se poursuivent au Maroc pour tenter de sauver un maximum de personnes, il est sans doute opportun de penser au test de ce dispositif par les équipes de sauvetage internationales de sorte à pouvoir juger de son apport effectif.

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