La Terre tremble même à Québec

Le 5 novembre 1997, l’horloge de l’hôtel de ville de Québec s’est arrêtée à 21h34, au moment où un tremblement de terre de magnitude 5,2 secouait la région. Pour une rare fois de son histoire, Québec venait de subir un séisme dont l’origine était située dans la région même, soit un peu à l’ouest de Cap-Rouge, en banlieue de Québec.

À l’échelle planétaire, la grande majorité des tremblements de terre se produisent à la jonction des plaques tectoniques, là où elles entrent en collision ou se frottent les unes contre les autres. Cependant, la Terre bouge même dans notre région, pourtant éloignée des bordures de plaques tectoniques.

En effet, au cours des dernières centaines d'années, plusieurs tremblements de terre de magnitude supérieure à 5,5 sur l'échelle de Richter ont secoué l'Est du Canada. Si les séismes peuvent se produire jusqu'à 700 km de profondeur, ceux de l'Est du Canada se produisent tous dans l’écorce terrestre, à moins de 30 km de profondeur. Les sismologues attribuent les tremblements de terre de l'Est du Canada à des mouvements le long d'anciennes fractures ou zones de faiblesse de l'écorce terrestre. La vallée du Saint-Laurent représente une grande cassure de la croûte terrestre. En plus, une énorme météorite est entrée en collision avec cette zone de fractures dans la région de Charlevoix il y a 350 millions d'années, ce qui a davantage affaibli la croûte terrestre. En fait, la zone au péril sismique le plus important dans l'Est du Canada est situés dans Charlevoix-Kamouraska. C'est dans ce secteur particulièrement vulnérable qu'on a enregistré, en 1663 et 1925, les plus grands tremblements de terre jamais ressentis au Québec. Ils avaient des magnitudes entre 6,5 et 7.

Ce qui est particulier aux tremblements de terre de l'Est du Canada, c'est que les roches cristallines du Bouclier canadien transmettent les ondes sismiques très efficacement. Elles s'atténuent beaucoup moins rapidement que les ondes des séismes de la Côte ouest par exemple. On peut donc constater des dommages et ressentir les vibrations à des distances beaucoup plus grandes de l'épicentre. C’est ainsi que le 25 novembre 1988, un tremblement de terre de magnitude 6,0 dont l'épicentre était au Saguenay, a été ressenti fortement jusqu'à Québec et même jusqu’à Washington, à 1000 km de l’épicentre. Des objets ont dégringolé des étagères, une panne de courant a suivi et des dommages mineurs ont été notés à certains édifices dans la basse-ville de Québec. Un certain malaise, sinon une inquiétude, s’est emparé d’une partie de la population pour qui c’était un premier contact avec un tremblement de terre.

La séismologie n'est pas rendue à l’étape de prévisions bien définies : on ne peut prévoir quand et avec quelle magnitude un tremblement de terre se produira, pas plus qu'on ne peut affirmer qu'il n’y en aura jamais à un endroit donné. À preuve, le tremblement de terre du Saguenay s'est produit dans une zone sismique très peu active, et celui du 5 novembre 1997 avait comme épicentre Cap-Rouge, en banlieue de Québec, où historiquement il y a peu d’épicentres connus.

Carte séismicité épicentre région de Québec

Les probabilités qu'un tremblement de terre se produise juste sous la région de Québec sont faibles car, à ce jour, très peu de séismes dont l'épicentre est situé dans la région, ont été enregistrés. Mais nous ne sommes pas à l’abri de dommages importants car s'il se produisait un tremblement de terre majeur dans la région de Charlevoix, comme celui qui s'est produit en 1925, "ça brasserait à Québec". Quoique des séismes de magnitude inférieure à 5,5 ne causent généralement pas de dommages, les dégâts ne sont pas seulement liés à la magnitude du séisme. La proximité de l'épicentre par rapport aux zones habitées, l'état et le type de constructions et les types de sols exercent tous une influence considérable sur l'étendue des dégâts. Les édifices construits directement sur le roc résistent mieux aux tremblements de terre. Sur les dépôts meubles, les séismes sont ressentis plus intensément. Quand la terre de remplissage est peu compactée et contient beaucoup d'eau, elle se comporte comme de la gélatine. Certains secteurs de la ville de Québec seraient plus à risque que d'autres : la vallée de la rivière Saint-Charles, comblée par des sédiments argileux qui ont tendance à amplifier les vibrations des séismes, ainsi que les secteurs construits sur des terres de remplissage.

C'est pourquoi le Code national du bâtiment du Canada émet des lignes directrices pour la conception et la construction de bâtiments neufs ou faisant l’objet de rénovations afin de les rendre plus résistants aux secousses sismiques. À l’échelle du Canada, les bâtiments construits dans des zones plus sujettes à subir des vibrations sismiques doivent répondre à des normes plus sévères. Plus la zone de probabilité est élevée, plus on doit prévoir des facteurs de sécurité importants. La région de Québec par exemple est dans une zone 4, sur une échelle de 0 à 6, pour l’accélération du sol. Sur une période de 50 ans, les mouvements de sol produits par les séismes n’ont qu’une probabilité de 10% d’excéder les valeurs indiquées.

Carte de zonage sismique selon l’accélération du sol

Il existe aussi des cartes de microzonage sismique pour la région. Celles-ci tiennent compte de la stabilité des pentes, des propriétés du sol comme leur potentiel de liquéfaction et leur tassement, des conditions géologiques et géotechniques menant à une amplification ou une atténuation de l’intensité du séisme.

Que se passe-t-il au cours d’un tremblement de terre?

Des mouvements soudains de l’écorce terrestre engendrent des vibrations qu’on appelle "ondes sismiques". Il y en a deux types : des ondes de compression et des ondes transversales. Les ondes de compression voyagent plus vite (on les appelle aussi les ondes primaires ou les ondes P); elles sont ressenties comme un bruit très sourd qui s’apparente à celui d’un train passant à toute vitesse. Les ondes transversales (ou ondes secondaires, ondes S) voyagent moins vite; quand elles atteignent la surface, c’est à ce moment que les étagères se mettent à bouger. Plus il y a de temps entre l’arrivée des ondes P et des ondes S, plus on est loin de l’épicentre.

Des répliques

Un séisme comme celui du 5 novembre est suivi de plusieurs autres secousses dans les jours et les semaines qui suivent, comme si la Terre essayait de se réajuster et de retrouver un nouvel équilibre. On les appelle des répliques. Celles-ci intéressent particulièrement les sismologues car elles aident à localiser plus précisément le foyer du séisme principal.

Cinq des répliques qui ont suivi le séisme du 5 novembre ont été perçues par le grand public et ont été enregistrées par les sismographes portatifs qu’on a installés à proximité du choc principal. De plus, ces appareils en ont capté plusieurs autres au cours des deux semaines qui suivirent (à un rythme d’environ 1 par jour) qui étaient trop faibles pour être perçues par les gens. Les répliques diminuent graduellement en fréquence et en amplitude pour complètement disparaître après quelques semaines. Cette disparition progressive et parfois assez rapide incite les scientifiques à installer leurs appareils le plus rapidement possible après un séisme important.

Les répliques ont permis de déterminer que le choc principal s’est produit à 22 km sous la surface, ce qui est relativement profond pour l’Est du Canada. Les scientifiques savent que des failles existent à ces profondeurs et leurs travaux à venir permettront peut-être de connaître l’orientation de la faille qui a été réactivée par le séisme.

L'échelle de Richter

Cette échelle reflète la quantité d'énergie libérée au cours d'un tremblement de terre. Celle-ci est évaluée en mesurant l'amplitude des ondes enregistrées par les sismographes. À noter qu'un séisme de magnitude 7 libère environ 1 000 fois plus d'énergie qu'un séisme de magnitude 5. La différence entre un pétard et un bâton de dynamite quoi! Pour fins de comparaison, la bombe atomique d'Hiroshima a relâché une énergie semblable à un séisme de magnitude 5,5.

2,5 et moins On ne sent pas les ondes mais les sismographes peuvent les détecter. C'est le cas de la grande majorité des séismes.

2,5-4,9 On ressent la secousse mais il n'y a aucun dommage.

5,0-6,0 Certains dommages peuvent être constatés. Le tremblement de terre du Saguenay, le 25 novembre 1988, avait une magnitude de 6.

6,1-6,9 Des dommages considérables sont observés dans les régions populeuses. Il s'en produit environ 70 par année.

7,0-7,9 Tremblement majeur qui peut causer de sérieux dommages sur une grande étendue. Environ 10 par année en moyenne. Celui du 17 octobre 1989 à Loma Prieta, en Californie, avait une magnitude de 7,1 et celui de Kobe, au Japon, en janvier 1995, 7,2.

8 et plus Grand tremblement de terre. Il s'en produit un tous les 4 ans en moyenne dans le monde. C'est le "Big One" qu'on prédit pour la Californie.