Chaos à Caracas : le rôle des sédiments

Les données déterminantes dans les destructions qu’un séisme est susceptible d’engendrer sont bien sûr la magnitude, c’est-à-dire l’énergie libérée à la source, et la profondeur de celle-ci. Dans le cas du 24 juin, ce sont en fait deux séismes de magnitude 7,2 et 7,5 qui se sont produits à 39 secondes d’intervalle, le deuxième à moins de 20 kilomètres de profondeur. Rien de comparable ne s’était produit dans la région depuis plus de 125 ans. Mais cela ne suffit pas à expliquer l’étendue des dégâts et le nombre de victimes, en particulier à Caracas, à plus de 150 kilomètres de l’épicentre.

Le bassin sédimentaire sur lequel s’est construite Caracas est une vieille connaissance de Jean-François Semblat, professeur ENSTA et directeur adjoint de l’Unité de formation et de recherche de mécanique. Dans un article scientifique publié au début des années 2000 dans « Computers and geotechnics » s’appuyant sur les données recueillies lors d’un précédent séisme en 1967, il y décrivait déjà des risques d’amplification d’ondes sismiques pouvant aller jusqu’à un facteur 25. En cause, ce que le chercheur appelle l’effet « bol de gelée ».

« L’effet bol de gelée, c’est simplement une question de contraste de propriétés entre la roche qui enserre le bassin sédimentaire (le bol dans l’analogie), très rigide, et les sédiments eux-mêmes (la gelée) qui sont constitués de sable ou d’argile. Si on calcule le coefficient de transmission de l’onde en passant d’une couche rocheuse à une couche sédimentaire, il peut être nettement supérieur à 1. Et plus il y a de couches de sédiments à traverser, plus le phénomène s’amplifie, si bien qu’à la surface on peut observer une amplification très forte des ondes sismiques. »

Ce phénomène est lié à la résonance de ces couches sédimentaires à certaines fréquences qui, si elles coïncident avec la fréquence caractéristique des bâtiments, peut mener à leur endommagement voire leur effondrement complet.