Soutenance mémoire
Les caractéristiques de la ville de Nice
Un tissu économique et urbain dense
Située dans le Sud Est de la France, la ville de Nice est le chef-lieu du département des Alpes Maritimes et est à la tête de la Métropole Nice Côte d’Azur. Cinquième ville française, elle joue un rôle tant politique qu’économique dansle paysage français et européen. Avec ses 344 460 habitants (chiffresINSEE 2012), Nice représente à elle seule plus de la moitié de la population de la Métropole Nice Côte d’Azur, répartie sur un peu plus de 5% de son territoire.
D’après l’INSEE (2012), la ville compte 54 000 bâtiments en 2015 dont 33 000 sont des bâtiments habitables (superficie minimale de 27m²). Elle dispose de 223 843 logements dont 12.6% de résidences secondaires, et 12.8% de logements vacants. Il y a très peu de logements individuels car 91% des logements sont collectifs. Les deux tiers de ces logementsse sont construits à partir des années 1990 et 20% des logements ont été construits avant 1946. La ville de Nice présente une très forte densité avec 4 784 habitants par km2 . Elle apparait ainsi comme la deuxième ville française la plus densément peuplée. Elle concentre sa population essentiellement dans le centre de Nice, le vieux Nice, ainsi que le littoral.
Avec 4 millions de visiteurs en 2002, Nice représente le 2ème pôle touristique français et constitue donc un atout majeur dans l’économie française. C’est également la deuxième ville d’accueil de congrès en France, particulièrement grâce à l’Acropolis ainsi qu’aux voies d’accès très développées comme le port et l’aéroport Nice Côte d’Azur. L’économie de la ville de Nice est essentiellement tournée vers le tourisme et l’accueil, même si récemment des industries de pointe se sont installées dans la ville (plaine du Var). Cette densité ainsi que le tourisme et l’économie locale représentent autant d’enjeux face à un risque sismique.
Une urbanisation contenue par le relief
Une des spécificités de Nice est son relief. Il explique cette forte densité en limitant l’étalement urbain au cours des siècles. La ville est ainsi coincée entre la mer et la montagne et compte cinq collines principales, séparées par des vallées.
On note la première présence humaine sur le site de Terra Amata, il y a 400 000 ans avant notre ère. Par la suite, Nice est habitée en deux lieux : Nikaia (la colline du château, où les phéniciens puis les grecs s’installent) et Cemenelum (actuellement Cimiez, colline habitée par les romains). La ville de Cemenelum décline peu à peu avant d’être abandonnée au VIème siècle, la population se concentre alors sur la colline du château avant de s’étendre peu à peu. Au XIIIème siècle, on commence à investir les pentes de la colline. La ville s’étend dansla plaine à partir de la Renaissance, et crée l’actuelle vieille ville. Avec l’ouverture du port Lympia en 1612, la ville s’enrichit et s’accroît. Par la suite, la noblesse anglaise vient s’installer dans le Sud de la France, à la recherche de soleil, et les propriétaires de terres niçoises construisent alors des villas au-delà du torrent du Paillon. En 1880, le chemin de fer arrive jusqu’à Nice et fait décoller la fonction d’accueil de la ville. Des palaces sont alors construits sur la colline de Cimiez et sur le bord de mer (par exemple l’hôtel Negresco, achevé en 1912). Cette forte activité touristique entraîne un besoin de main d’œuvre. Cette dernière quitte l’arrière-pays et l’Italie pour s’installer dans les nouveaux quartiers de Saint-Roch, puis dans le vallon de la Madeleine. A la fin de la seconde Guerre Mondiale, la ville connaît une explosion urbaine et devient capitale régionale. Elle continue de s’étendre à la suite de l’arrivée des rapatriés d’Afrique du Nord dans les années 1960. Cette extension se fait vers le Nord de la plaine centrale et de la plaine du Var. Aujourd’hui, il ne reste que très peu de terrains plats urbanisables(dans la plaine du Var). Du fait du relief, la ville a atteint les limites de son extension et a développé une urbanisation particulière.
Nous avons pu réaliser, avec l’aide de Mr Steve , une carte qui situe les grandes périodes de construction sur Nice. Nous distinguons six grandes périodes, et nous les utiliserons dans la suite de notre travail.
Le risque sismique dans les Alpes Maritimes
Une zone de sismicité moyenne
Le territoire national est divisé actuellement en cinq zones de sismicité croissante : très faible, faible, modérée, moyenne et forte. La ville de Nice et pratiquement l’ensemble du territoire des Alpes Maritimes se situent en zone de sismicité moyenne soit le niveau 4 sur une échelle de 5.
Nice est établie surles bords de la mer Méditerranée, dansla baie des Anges, à une trentaine de kilomètres de la frontière italienne, et constitue l’embouchure du Paillon. De ce fait, elle est concernée par plusieurs failles actives, notamment les failles décrochantes de Vésubie et SaintBlaise-Aspremont (qui traverse la métropole du Nord au Sud), mais également par des failles plus lointaines comme le chevauchement Ligure et les failles plus au Nord. De par la localisation de ces failles, la ville de Nice peut être soumise à destremblements de terre mais également à destsunamis causés par l’activité sismique environnante. De plus, l’établissement d’une grande partie de la ville sur des zones alluvionnaires, notamment dans la partie Sud et le long des cours d’eau, augmente le risque. En effet, ces zones sont soumises à des effets de site, l’intensité d’un séisme peut alors être localement augmentée par ces effets et provoquent de plus grands dégâts.
La ville a déjà été marquée par deux séismes dans le passé : Vésubie en 1644 et Ligure en 1887. Le séisme de Vésubie s’est produit dans les terres au-dessus de Nice, à environ 50 km de la ville. De magnitude 5.7, il a eu lieu à 15 km de profondeur dans la vallée de la Vésubie et n’a fait que peu de dégâts sur Nice (qui ne comptait alors que 10 000 habitants, selon des estimations). Il a précédé quelques glissements de terrain dans la région. Le séisme de 1887 eut lieu sur la faille de Ligure, au large des côtes italiennes, à 25 km de profondeur. Cet évènement, de magnitude 6.3, a causé peu de dommages à la ville de Nice. Le dernier séisme ressenti à Nice, d’une magnitude de moment de 4.8, date du 07 avril 2014. Son épicentre n’était pas dans les Alpes Maritimes mais dans les Alpes de Haute-Provence, au nord de Barcelonnette, soit à une centaine de kilomètres de distance. Même si aucun dégât n’est à signaler à Nice, il a toutefois été suffisamment ressenti à Nice pour que des habitants surpris sortent de leur domicile par peur de répliques. L’intensité macrosismique a atteint II à V, ce qui correspond à une perception faible à modérée.
Les précédents travaux sur le risque sismique dans la région
« Même si l’activité sismique dans la région de Nice peut être considérée comme moyenne, le risque correspondant ne peut être négligé » . C’est pourquoi de nombreuses études ont été effectuées en collaboration avec la ville de Nice afin de créer une « dynamique de prise en compte du risque sismique dans le développement urbain et l’aménagement régional » . Ainsi, la ville de Nice apparait comme ville pionnière et pilote en ce qui concerne la question du risque sismique en France, de par les enjeux qu’elle rassemble. En effet, depuis les années 1990, cette dernière, avec l’Etat et la Métropole Nice Côte d’Azur, a joué un rôle important dans de nombreux projets tels que GEMITIS (1993), GERIA (1999), RISK-UE(2004), GEMGEP (2005) et RATCOM (2007).
Plusieurs travaux ont été réalisés sur le risque sismique concernant la ville de Nice et ses alentours. En 2000, le projet GERIA, un projet transfrontalier, s’est intéressé aux impacts d’un séisme sur la ville de Menton (06). De façon parallèle s’est développé le projet GEMETIS qui avait pour but d’évaluer les dommages directs sur le bâti de Nice en cas de séisme, et ainsi estimer les préjudices causés aux populations. Cette évaluation a été alors réalisée à partir d’un scénario de séisme de type Ligure. Finalement, les résultats devaient permettre une sensibilisation des acteurs de la ville sur cette problématique qu’est le risque sismique. Le projet européen RISK-UE, en 2004, a été développé et a continué de façon plus approfondie cette sensibilisation. Cette fois-ci, les acteurs devaient s’approprier « une approche engagée afin qu’ils puissent poursuivre une réflexion préventive dans un cadre adapté aux réalités locales » . En effet, le volet d’application sur la ville de Nice contenu dans le projet RISK-UE est sous la direction du BRGM. Après une analyse des conditions géologiques locales et de l’aléa sismique, le but est d’identifier et de définir avec les acteurs locaux les enjeux majeurs de la ville de Nice, plus particulièrement sur la population et le bâti. Comme pour GEMETIS, un séisme de référence a été retenu, permettant de réaliser une estimation de l’impact physique et humain en cas d’évènement sismique. Sous la direction de l’Etat et de la ville de Nice, une étude plus complète est poursuivie à travers le programme GEMGEP (2005). Il reprend les mêmes scénarios que ceux de RISK-UE et permet finalement de connaître les mécanismes de mouvement des plaques dans la région niçoise. Le programme étend l’évaluation précédemment faite (sur les enjeux humains et de bâti) aux autres enjeux majeurs tels que les hôpitaux, les établissements d’enseignement ou encore les postes de secours.
Sa proximité avec plusieurs failles, sa densité, son urbanisation particulière causée notamment par le relief font de la ville de Nice un territoire d’étude privilégié concernant le risque sismique. Le caractère économique et la démographie de cette ville justifient la nécessité d’appréhender ces phénomènes naturels dans le but de mettre en place des plans d’action efficace.
État de l’art
L’étude et la compréhension des phénomènes naturels tel que les séismes se sont largement accrues au cours des dernières décennies afin de mieux prévenir ces dangers potentiels. Le corps politique s’est emparé de la question du risque et notamment de la question du risque des phénomènes naturels en milieu urbain, causant d’énormes pertes humaines et matérielles. Ceci a entrainé la recherche et la mise en place de méthodes d’évaluation du risque sismique. Nous nous intéressons ici uniquement à l’évaluation de la vulnérabilité du bâti face au risque sismique et aux différentes méthodes d’évaluation mises en place à l’heure actuelle. Pour mieux comprendre et appréhender les différentes méthodes d’évaluation, il est important dans un premier temps de définir les termes.
Définitions générales
Le risque
Le phénomène sismique est en relation directe avec le déplacement des plaques lithosphériques. En effet, « la lithosphère est constituée de grandes plaques en mouvement (la plaque océanique et la plaque continentale), aux limites desquelles l’activité sismique est la plus intense. Les tremblements de terre sont provoqués par une rupture brutale le long d’un plan de faille. Cette rupture génère des ondes sismiques qui se propagent dans le sous-sol. La puissance d’un séisme est quantifiée par sa magnitude et les effets et dommages qu’il provoque sont caractérisés par l’intensité ».
Il est important de ne pas confondre magnitude et intensité. En effet, la magnitude d’un séisme est une caractéristique quantifiable. Il s’agit d’une unité (sans dimension) de mesure de l’énergie libérée au foyer d’un séisme. C’est une échelle logarithmique d’unité M allant de 0,1 à 9,5. Il existe de nombreuses échelles de magnitude selon différents types de séisme (Echelle de Richter en Mr, magnitude de moment Mw, magnitude de surface Ms, …). L’intensité macrosismique d’un séisme est une valeur qualitative liée au ressenti des habitants. Il s’agit d’une échelle allant de 0 à 12 et indépendante de la magnitude. Un séisme profond pourra avoir une forte magnitude mais une intensité modérée.
Le risque sismique est « la conjonction d’un aléa sismique et d’une vulnérabilité des personnes, des biens et des activités sur ce site. La nature et la vulnérabilité des enjeux (économiques, patrimoniaux, sociaux…) sont primordiales pour l’évaluation du risque sismique » . Le risque est donc compris comme la probabilité que la structure subisse des dommages sous l’action d’un aléa. En somme, il est lié à la notion de dégâts attendus. On peut donc définir le risque comme étant la combinaison des enjeux exposés (avec une vulnérabilité associée) à un aléa :
L’enjeu
« L’enjeu est l’ensemble des personnes et des biens susceptibles d’être affectés par un phénomène naturel. Ils peuvent se hiérarchiser en fonction de leur importance avant, pendant et après une crise. Parmi les bâtiments et les infrastructures, on peut par exemple distinguer les bâtiments pouvant accueillir du public (écoles, salles de spectacle, etc.), ceux dont le rôle fonctionnel est primordial pour la protection civile (hôpitaux, casernes de pompiers, centres de crise, etc.) et identifier les réseaux nécessaires aux secours ou à la gestion de crise » . Du fait que l’on s’intéresse à la vulnérabilité mécanique du bâtiment, et non pas à la population, le facteur enjeux ne sera pas pris en compte dans notre étude.
L’aléa
L’aléa sismique est défini comme « la possibilité pour une région ou un site d’être exposé à une secousse sismique de caractéristiques données, exprimées autant que possible sous forme de paramètres tels que : intensité macrosismique, accélération, vitesse, déplacement qui s’évalue au cours du temps ou pour une gamme de fréquences (spectre)».
L’aléa fait donc référence à un phénomène naturel extrême qui peut causer des dommages. La sollicitation agissante est le paramètre résultant qui caractérise l’aléa.
L’aléa sismique à Nice a été évalué sur l’ensemble du territoire communal en tenant compte des conditions géologiques et topographiques susceptibles d’entraîner localement une amplification de la vibration sismique (effets de site), ou d’induire d’autres phénomènes naturels dangereux (effets induits, comme la liquéfaction des sols en zone alluvionnaires, les glissements de terrain ou encore les tsunamis). Il a pu être fait notamment grâce aux études RISK-UE et GEMGEP, réalisées en 2004 et 2005 par le BRGM et le CETE Méditerranée, qui ont permis de faire un microzonage sismique de la ville de Nice. Cinq types de sol ont été déterminés en fonction de leur épaisseur alluvionnaire. Le rocher S0 correspond à l’absence d’alluvions, et l’épaisseur de ces alluvions augmente entre S1 et S5.
A la différence du risque sismique, l’aléa ne prend pas en compte les possibles pertes. Un aléa représente un danger, l’ampleur d’un phénomène et sa probabilité d’occurrence, sans prise en compte des conséquences matérielles et humaines. Mais les phénomènes induits et effets de sites font partie de cet aléa.
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Table des matières
INTRODUCTION
I. UN SITE D’ETUDES PRIVILEGIE
1) LES CARACTERISTIQUES DE LA VILLE DE NICE
A. UN TISSU ECONOMIQUE ET URBAIN DENSE
B. UNE URBANISATION CONTENUE PAR LE RELIEF
2) LE RISQUE SISMIQUE DANS LES ALPES MARITIMES
A. UNE ZONE DE SISMICITE MOYENNE
B. LES PRECEDENTS TRAVAUX SUR LE RISQUE SISMIQUE DANS LA REGION
II. ÉTAT DE L’ART
1) DEFINITIONS GENERALES
A. LE RISQUE
B. L’ENJEU
C. L’ALEA
D. LA VULNERABILITE
2) LES DIFFERENTES METHODES D’EVALUATION DE LA VULNERABILITE DU BATI
A. LES METHODES ANALYTIQUES
B. LES METHODES EMPIRIQUES
3) LES ECHELLES D’EVALUATION DE LA VULNERABILITE ET LEUR REPRESENTATION
A. L’ECHELLE URBAINE
B. L’ECHELLE DE L’AGREGAT
C. L’ECHELLE DU BATIMENT
4) POURQUOI L’EVALUATION DE LA VULNERABILITE DU BATI EST-ELLE COMPLEXE ?
III. METHODE D’EVALUATION PROPOSEE
1) LES CRITERES DE CARACTERISATION DES BATIMENTS
2) L’ECHANTILLONNAGE
3) DEUX APPROCHES MISES EN PLACE
A. TRAVAIL COMMUN AUX DEUX METHODES
B. METHODE ANALYTIQUE
C. METHODE EMPIRIQUE
4) POUR TERMINER…
IV. TRAITEMENT DES DONNEES
1) UNE DEMARCHE COMMUNE AUX DEUX APPROCHES
2) UNE DEMARCHE PARTICULIERE A L’APPROCHE ANALYTIQUE
3) UNE DEMARCHE PARTICULIERE A L’APPROCHE EMPIRIQUE
A. LA METHODE RISK-UE : CALCUL DE L’INDICE DE VULNERABILITE
B. ÉVALUATION DE L’INDICE DE VULNERABILITE A PARTIR DE DONNEES THEORIQUES
C. ÉVALUATION DE L’INDICE DE VULNERABILITE A PARTIR DE DONNEES REELLES
D. EXEMPLE DE CALCUL D’INDICE DE VULNERABILITE A PARTIR DE DONNEES THEORIQUES ET DE DONNEES REELLES
V. ANALYSE DES DONNEES
1) LA CONCORDANCE DES BASES DE DONNEES
2) L’IMPACT DE LA DIFFERENCE DE DONNEES DANS L’EVALUATION DU DOMMAGE
VI. GENERALISATION ET APPLICATION
1) METHODOLOGIE MISE EN PLACE
2) PROBLEMES RENCONTRES
3) RESULTATS ET LIMITES
4) APPLICATION : CALCUL DU NOMBRE DE SANS ABRIS
CONCLUSION
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