À Marseille, avec ses 870 000 habitants et un sous-sol qui alterne entre calcaire urgonien des collines et argiles sableuses du bassin oligocène, chaque projet de construction rencontre une réponse sismique différente. La ville, classée en zone de sismicité 2 (faible) et 3 (modérée) selon le zonage réglementaire, n'a pas connu de séisme majeur depuis le tremblement de Lambesc de 1909, estimé à une magnitude de 6,2. Pourtant, les contrastes lithologiques amplifient les ondes de manière imprévisible. Le microzonage sismique traduit ces contrastes en paramètres opérationnels pour l'ingénieur. Dans le 8e arrondissement, près de la plage du Prado, les sables marneux répondent très différemment des calcaires du massif de Marseilleveyre. L'étude combine données géotechniques et mesures géophysiques pour cartographier l'aléa à l'échelle de la parcelle. Nous intégrons souvent un essai CPT pour caractériser la stratigraphie fine sans remaniement, ce qui alimente directement le modèle de réponse de site.
Deux parcelles distantes de 100 mètres à Marseille peuvent voir leur accélération spectrale varier de 40 % à cause d'un simple contraste lithologique.
Notre approche et périmètre
Particularités du site
En raison des hétérogénéités locales non capturées par les cartes nationales au 1/50 000, chaque secteur de Marseille nécessite une campagne d'investigation particulière. Prenons deux exemples contrastés : le quartier de Sainte-Anne, perché sur un substratum calcaire compact, et celui de la Joliette, construit sur d'anciens bassins portuaires comblés. À Sainte-Anne, le rocher affleure, limitant l'amplification mais transmettant intégralement les hautes fréquences, ce qui met davantage à contribution les éléments non structuraux. À la Joliette, la présence de sables limoneux pouvant se liquéfier sous une nappe phréatique proche de la surface impose une étude cyclique approfondie, même en région à sismicité modérée ; les coefficients de site y dépassent 1,8 pour les périodes longues. Entre ces deux extrêmes, les vallons de Plombières ou des Aygalades, remplis de colluvions argileuses, présentent des effets de bordure de bassin avec création d'ondes superficielles.
Aperçu en vidéo
Cadre normatif
Les références normatives exploitables incluent l'Eurocode 8 (NF EN 1998-1:2005) pour le calcul parasismique, l'arrêté du 22 octobre 2010 modifié qui définit le zonage sismique français, la norme NF P94-500 pour les missions géotechniques (niveau G5 pour le diagnostic sismique), la norme NF EN ISO 22476-3 relative à l'essai CPTU et à la corrélation de la vitesse des ondes de cisaillement, ainsi que le guide AFPS sur les méthodes de détermination de l'aléa sismique de site.
Services techniques associés
Caractérisation géophysique de site
Afin de déterminer la fréquence de résonance du sol, on recourt à des mesures de bruit de fond vibratoire (H/V). Les profils MASW actifs fournissent la vitesse des ondes de cisaillement (Vs30), tandis que la tomographie sismique en réfraction permet de cartographier le toit du substratum. Cette analyse, conforme à la norme NF P94-500 en mission G5, contribue directement à l'établissement du coefficient de sol S de l'Eurocode 8.
Analyse de réponse sismique locale
Nous réalisons une modélisation 1D, linéaire équivalente ou non linéaire (via EERA ou DEEPSOIL), en utilisant les colonnes de sol et des accélérogrammes de référence adaptés au contexte méditerranéen. Les livrables incluent les spectres de réponse élastique spécifiques au site, les facteurs d'amplification par bande de période, et l'évaluation du potentiel de liquéfaction selon la méthode simplifiée actualisée de Seed & Idriss.
Paramètres typiques
Questions courantes
Quel budget prévoir pour une étude de microzonage sismique à Marseille ?
En ce qui concerne le coût d'une étude de microzonage à Marseille, on observe une fourchette comprise entre 3 540 € et 13 530 €, fonction de la superficie du terrain, de la profondeur d'investigation et des méthodes géophysiques retenues. Ainsi, pour un bâtiment de type R+4, une campagne combinant mesures H/V et profils MASW se situe dans la partie basse à moyenne de cette fourchette, alors qu'un projet intégrant modélisation non linéaire et analyse de liquéfaction correspond à la partie haute.
Pourquoi un microzonage est-il nécessaire alors que Marseille est en zone sismique faible à modérée ?
La simple zone sismique ne constitue qu'un premier indicateur. À Marseille, des effets de site liés à la lithologie et à la topographie peuvent amplifier localement les accélérations d'un facteur 1,5 à 2,0. Par exemple, un sol mou de 15 mètres d'épaisseur dans le bassin de l'Huveaune ne se comporte pas de la même manière que le calcaire de Notre-Dame de la Garde. L'Eurocode 8 impose une étude de site pour les bâtiments de catégorie d'importance III et IV, mais nous préconisons cette étude dès la catégorie II en cas de suspicion de contrastes d'impédance.
Quelle est la différence entre le zonage réglementaire national et un microzonage ?
Le microzonage, contrairement au zonage national (décrets 2010-1254 et 2010-1255) qui fournit une accélération de référence forfaitaire par commune, opère à l'échelle de la parcelle. Il mesure in situ la vitesse des ondes de cisaillement et la fréquence propre du sol, puis modélise la propagation des ondes depuis le bedrock. On obtient ainsi un spectre de réponse spécifique au site, susceptible de réduire ou d'augmenter notablement les efforts de dimensionnement par rapport au spectre forfaitaire de l'Eurocode 8.
Quelles sont les étapes d'une campagne de microzonage pour un immeuble à Marseille ?
Notre intervention se déroule en quatre étapes. Premièrement, nous réalisons une synthèse géologique et géotechnique du secteur à partir des logs de forage et de la carte BRGM. Deuxièmement, nous menons une campagne géophysique in situ incluant des profils MASW pour déterminer le Vs30 et des enregistrements de bruit de fond H/V pour obtenir la fréquence de résonance. Troisièmement, une modélisation de la réponse sismique 1D est effectuée avec un logiciel adapté (EERA ou DEEPSOIL). Enfin, nous produisons un rapport de mission G5 comprenant les spectres de dimensionnement et des recommandations pour l'ingénieur structure. Le délai d'exécution, compris entre 3 et 6 semaines, varie selon la complexité du site.