Qu'est-ce que la liquéfaction du sol?

La liquéfaction du sol décrit un sol qui perd de la force lorsque des contraintes énormes sont appliquées. Les sols saturés, où se produit la liquéfaction, sont des sols dont les espaces entre les particules de sol sont remplis d’eau. L'eau exerce une pression limitée amplifiée par un tremblement de terre. La liquéfaction exerce également une pression sur les murs de soutènement, ce qui provoque le glissement ou l'inclinaison des particules de sol. De tels mouvements causent généralement des dommages considérables aux structures.

Exemples d'incidents de liquéfaction des sols

Tremblement de terre de Niigata (Honshu, Japon, 1964)

Le 16 juin 1964, un séisme de magnitude comprise entre 7, 5 et 7, 6 a frappé la ville de Niigata, au Japon. Le séisme avait une profondeur focale de 21 miles, les zones côtières connaissant une grave liquéfaction du sol de VIII sur l'échelle d'intensité de Mercalli. Les mouvements inverses du sol et les mauvaises conditions du sous-sol sont quelques-uns des facteurs qui ont réactivé la faille. La majeure partie de Niigata repose sur du sable non consolidé provenant de dépôts deltaïques des rivières Agano et Shinano. 15 minutes après le séisme, Niigata a reçu sa première vague du tsunami. Il a inondé les îles Awa, Sado et Oki dans la préfecture de Shimane. Le port de Ryotsu a enregistré une vague de 9 pieds de haut, Shiotami de 13 pieds et Naoetsu de 3 à 6 pieds. Les plages de sable enregistrées jusqu'à 20 pieds. Les vagues qui ont suivi ont eu un intervalle de temps de 20 et 50 minutes.

Tremblement de terre en Alaska (centre-sud de l'Alaska, États-Unis, 1964)

Le 27 mars 1964, un séisme d'une magnitude de 9, 2 instants s'est produit dans les régions de Prince William Sound en Alaska. Le tremblement de terre a commencé à environ 15, 5 kilomètres sous terre, avec l'épicentre à environ 74 kilomètres à l'est d'Anchorage, à 6 kilomètres à l'est du Fiord College et à 55 kilomètres à l'ouest de Valdez. L'enlèvement a duré environ 4, 5 minutes, ce qui en fait la liquéfaction du sol la plus puissante de l'histoire des États-Unis. Les mouvements ont été ressentis jusqu'à 1200 milles à Seattle, Washington. Des rivières, des lacs et de nombreuses voies navigables passèrent jusqu'au Texas et à la Louisiane. Seuls les enregistreurs d'eau du Delaware, du Connecticut et du Rhode Island n'ont pas enregistré le séisme. Les tsunamis du séisme ont causé des dégâts considérables jusqu'en Californie et en Oregon. Il y a eu 129 décès et une perte matérielle équivalant à 2, 3 milliards de dollars en 2013.

Tremblement de terre de Loma Prieta (Californie du Nord, États-Unis, 1989)

Le 17 octobre 1989, un tremblement de terre avec un épicentre dans le parc d'État de Nisene Marks a frappé la Californie du Nord pendant environ 8 à 15 minutes. Le séisme de Loma Prieta avait une magnitude de 6, 9 ​​moments et une intensité IX maximale de Mercalli. 63 personnes sont mortes et 3 757 ont été blessées. La région a connu une sécheresse de quatre ans, limitant ainsi le potentiel de glissements de terrain. Cependant, le terrain autour de l'épicentre a beaucoup bougé, avec jusqu'à 4 000 défaillances du sol survenues au cours de ces 15 secondes. Des dégâts considérables ont été causés dans le comté de Santa Cruz, ainsi que des destructions considérables de propriétés dans le comté de Monterey. Cependant, les effets se sont étendus à la région de la baie de San Francisco ainsi qu’à Oakland, où une amplification du site due à la liquéfaction s’est produite. Un grand nombre d'effets de sol tels que le mouvement en aval, les fissures au sol et les affaissements se sont produits. La liquéfaction a provoqué de graves dégâts dans le quartier de la marina de San Francisco et un tsunami non destructif a frappé la baie de Monterey. Les dégâts les plus importants ont été causés par l'effondrement du viaduc de la rue Cypress, Nimitz Freeway. La partie supérieure à deux niveaux de la route s'est effondrée et a écrasé les voitures aux niveaux inférieurs tandis que la voiture s'est écrasée sur l'autoroute la plus haute. 49 pieds du pont reliant San Francisco à Oakland Bay se sont également effondrés.

Atténuer les effets des liquéfactions du sol

La liquéfaction du sol peut causer des dommages extrêmes à l'environnement et aux bâtiments. Les bâtiments sur fondations sableuses subissent une perte de support immédiate, ce qui entraîne un agencement drastique et irrégulier des bâtiments et, partant, des dommages structurels graves. Le mouvement saccadé du sol peut casser des lignes de services publics souterrains. Ainsi, les ingénieurs parasismiques ont mis au point des moyens d’atténuer les liquéfactions afin de minimiser ces effets. Ces méthodes incluent les méthodes de compactage du sol telles que le compactage Vibro utilisant des vibrateurs en profondeur, les colonnes Vibro stone et le compactage dynamique. Ces techniques entraînent une densification du sol permettant aux structures de résister aux liquéfactions du sol. On peut injecter du coulis dans les bâtiments existants, ce qui stabilise la couche de sol susceptible de se liquéfier.

Qu'est-ce que la liquéfaction du sol?

Rang	L'incident	Emplacement	Année
1	Tremblement de terre de Niigata	Honshu, Japon	1964
2	Tremblement de terre en Alaska	Centre-sud de l'Alaska	1964
3	Tremblement de terre de Loma Prieta	Californie du Nord, États-Unis	1989
4	Grand tremblement de terre de Hanshin	Préfecture de Hyogo, Japon	1995
5	Tremblements de terre de chuetsu	Préfecture de Niigata, Japon	2004
6	Tremblement de terre de Canterbury	South Island, Nouvelle Zélande	2010
7	Séisme de Christchurch	Christchurch, Nouvelle Zélande	2011