Suite au séisme de magnitude 7,2 qui a frappé Haïti en 2021, le MTPTC (Ministère des Travaux publics, des Transports et des Communications), l'UNOPS (Bureau des Nations Unies pour les services d'appui aux projets) et Miyamoto International ont mis en œuvre un programme d'évaluation des dommages et des réparations. Entre octobre 2021 et février 2022, 380 ingénieurs formés ont évalué 179 800 bâtiments dans les départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes, touchant ainsi plus de 600 000 personnes. Les évaluations ont été réalisées conformément à la norme ATC-20 et aux normes haïtiennes, grâce à une approche numérique innovante. Plus de 11 000 bâtiments étaient effondrés ou irréparables ; plus de 89 000 bâtiments étaient endommagés et réparables. Environ 88 000 bâtiments étaient en maçonnerie confinée et plus de 26 000 d'entre eux pouvaient être réparés selon les directives du MTPTC. Environ 80 000 bâtiments étaient construits selon les techniques vernaculaires du bois et de la pierre. L’ensemble de données examiné est l’un des plus importants étudiés dans l’histoire humanitaire récente et il est essentiel de tirer des enseignements des séismes passés. Nous analysons ici les faiblesses structurelles observées et les comparons à celles du séisme de 2010.
Introduction
Le 14 août 2021 à 8h29 heure locale, un séisme de magnitude 7,2 a frappé la péninsule de Tiburon, en Haïti, affectant environ 800 000 personnes [ 1 , 2 ]. Avec plus de 2 300 morts et disparus [ 3 ], le séisme de 2021 en Haïti a été le plus meurtrier de l’année. De plus, la réponse d’urgence du gouvernement haïtien et des organisations humanitaires a été compliquée par la pandémie de COVID-19, l’assassinat du président Moïse le 7 juillet 2021 et l’arrivée de la dépression tropicale Grace en Haïti deux jours seulement après le séisme [ 4 ].
En réponse au séisme, le MTPTC (Ministère des Travaux publics, des Transports et des Communications), avec le soutien financier de la Banque mondiale et l’appui organisationnel et technique de l’UNOPS (Bureau des Nations Unies pour les services d’appui aux projets) et de Miyamoto International, s’est fixé pour objectif d’évaluer les dégâts et de définir la stratégie de réparation de 120 000 bâtiments en trois mois. Entre octobre 2021 et février 2022, ce sont au total 179 800 bâtiments qui ont été évalués.
Pour mener des évaluations de cette ampleur, environ 550 ingénieurs ont été formés, parmi lesquels 380 ont été sélectionnés pour effectuer les évaluations sur le terrain. Ces évaluations ont été réalisées conformément aux codes haïtiens [ 5 ] et aux procédures ATC-20 pour les postes
Évaluation de la sécurité sismique des bâtiments [ 6 ]. Ce document est une référence reconnue pour l'évaluation des dommages sismiques [ 7 ] et propose des procédures d'évaluation rapides et détaillées des bâtiments endommagés par un séisme, permettant de les classer comme INSPECTÉS (apparemment sûrs, panneau vert), À ACCÈS LIMITÉ (panneau jaune) ou DANGEREUX (panneau rouge). Grâce à une approche numérique innovante, les ingénieurs du MTPTC ont pu fournir un rapport détaillé sur les dommages et les besoins de réparation lors d'une seule visite sur site d'une durée moyenne de 30 minutes. Une base de données contenant les informations relatives à près de 180 000 bâtiments a ainsi été créée.
Plus de dix ans après le séisme meurtrier de 2010, celui de 2021 a causé des dégâts considérables en Haïti. Les auteurs estiment que tirer les leçons des séismes passés est essentiel pour améliorer la résilience du cadre bâti. La campagne d'évaluation des dommages présentée dans cet article est la plus importante menée en réponse au séisme de 2021 en Haïti. Nous partageons ici nos conclusions sur les dommages sismiques observés, dans l'espoir d'améliorer la qualité des logements et de minimiser l'impact des futures catastrophes naturelles sur la population haïtienne.
Le manuscrit est présenté en trois parties. La première est une analyse contextuelle qui décrit l'aléa sismique et l'environnement bâti qui caractérise Haïti. La deuxième décrit les méthodes utilisées pour réaliser les évaluations des dommages sismiques et des réparations. La troisième présente les résultats quantitatifs et qualitatifs détaillés. Cette dernière partie consiste en une analyse quantitative et qualitative des bâtiments endommagés, de la localisation et de la typologie des dommages, incluant nos observations de terrain concernant les vulnérabilités récurrentes des deux principales typologies de construction rencontrées : la maçonnerie confinée et la technique traditionnelle du bois et de la pierre.
Risque sismique en Haïti
Le risque sismique en Haïti est important sur l'ensemble du territoire [ 8 ] et les infrastructures sont vulnérables aux dommages sismiques [ 9 , 10 ]. Les séismes historiques en Haïti sont réputés pour leur impact considérable, bien que peu fréquents. En 2010, un tremblement de terre de magnitude 7,0, dont l'épicentre se situait près de la capitale Port-au-Prince, a fait environ 300 000 victimes et déplacé plus d'un million de personnes [ 11 , 12 ]. Avant cette catastrophe, des séismes comparables, remontant au XVIIIe siècle (1701, 1751 et 1770), ont engendré une série d'événements sismiques dévastateurs liés au système de failles d'Enriquillo, qui traverse l'île d'Hispaniola [ 13 ].
En raison des secousses sismiques, la liquéfaction des sols peut se produire dans les sols meubles à moyennement granulaires. La pression interne de l'eau augmente au point que les grains perdent le contact entre eux, et la résistance du sol diminue. Ce phénomène sismique typique, bien que peu fréquent, a touché certaines régions d'Haïti lors du tremblement de terre de 201014,15].
Le séisme de magnitude 7,2, objet de notre étude, s'est produit le samedi 14 août 2021 à 8h29, heure locale. Son épicentre se situait en zone rurale de la région des Nippes, à 13 km au sud-est de Petit-Troup de Nippes et à 125 km au sud-ouest de Port-au-Prince [ 1 ]. Ce séisme a été généré par une faille inverse aveugle, suivie d'une faille décrochante qui a activé un réseau de failles fragmentées à l'ouest de l'hypocentre [ 2 , 16 ]. Cette rupture multifailles semble non alignée avec la limite entre les plaques caraïbe et nord-américaine, ce qui indique un système de failles régional et très variable [ 17 , 18 ]. L'hypocentre est peu profond (10 km), l'accélération maximale du sol est de 0,78 g (voir figure 1 ) et l'indice d'intensité de Mercalli modifié a atteint le niveau indiqué.
Fig. 1. Accélération maximale du sol (PGA) et épicentre du séisme (données extraites de l'USGS [ 1 ]).
de IX [ 1 ] a entraîné un mouvement de terrain permanent pouvant atteindre 40 cm et un développement des failles vers l'ouest depuis l'épicentre [ 19 ]. L'analyse menée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA et le California Institute of Technology a montré un déplacement permanent du sol pouvant atteindre 40 cm et un développement des lignes de faille vers l'ouest à partir de l'épicentre. La catastrophe a touché environ 800 000 personnes dans les régions des Nippes, de la Grand'Anse et du Sud [ 3 , 4 ]. La pandémie de COVID-19, les troubles consécutifs à l'assassinat du président haïtien et la dépression tropicale Grace, qui a frappé la côte sud d'Haïti deux jours après le séisme, ont encore aggravé la situation d'urgence [ 4 ].
L'environnement bâti haïtien
L'environnement bâti haïtien se compose principalement d'habitats informels en maçonnerie traditionnelle et de bâtiments en bois et en pierre. Ces derniers, plus fréquents en milieu rural, sont constitués d'une ossature bois et d'une toiture, avec des murs de remplissage en maçonnerie de pierre non armée (voir Fig. 2 ). Il s'agit généralement de bâtiments de plain-pied, dont le rez-de-chaussée peut être en terre crue ou en dalle de béton. Les poteaux en bois sont encastrés dans le rez-de-chaussée et reliés aux poutres par un système d'entaille et de cheville ; leur espacement est de 60 à 100 cm. Les autres fixations sont principalement des entailles, des clous et, plus rarement, des cordes. La toiture est une charpente en bois, soutenue également par des poteaux intérieurs et recouverte de tôles ondulées. Les murs de remplissage en pierre non armée ne sont pas reliés à l'ossature bois. Les pierres sont généralement anguleuses, le mortier peut être à base de terre ou contenir du ciment. Les ouvertures sont encadrées de bois et souvent enduites de plâtre. La surface au sol typique est comprise entre 15 et 50 m², et les murs intérieurs et extérieurs sont construits selon la même technique.
Les bâtiments vernaculaires haïtiens sont reconnus pour leur comportement sismique globalement positif et témoignent de la valeur du savoir-faire technique autochtone [ 20 , 21 ]. La toiture est légère et la majeure partie du poids sismique est supportée par les murs en maçonnerie non armée. Les charpentes en bois maintiennent la maçonnerie non armée, créant ainsi un système de résistance particulièrement efficace dans son plan et optimisé hors de celui-ci, les parties en maçonnerie non armée étant de dimensions limitées. Malgré leurs performances positives lors de séismes passés, les techniques traditionnelles haïtiennes, que nous aborderons partiellement ici, restent peu étudiées dans la littérature actuelle [ 22 ]. Nos résultats concernant leur performance sismique et les systèmes structuraux résistant aux charges verticales et horizontales sont présentés dans la section 4.4.
Nous désignons ici par « maçonnerie confinée » (MC) les bâtiments présentant des poteaux et des poutres légèrement armés, avec des murs de remplissage en blocs de béton non armé. Les fondations sont généralement superficielles, le plus souvent de type dalle sur terre-plein. Les planchers, en béton armé, fonctionnent comme des diaphragmes rigides : bien que lourds, ils répartissent efficacement les efforts horizontaux entre les éléments structuraux verticaux. La toiture, légère et généralement en pente, est constituée de bois et de tôles ondulées métalliques ; toutefois, notamment en milieu urbain, elle peut être plate et en béton armé. La plupart de ces bâtiments sont de plain-pied ou à un étage, avec une surface au sol de 15 à 80 m². Souvent, les matériaux de construction sont de mauvaise qualité, le personnel qualifié n’intervient pas dans le processus de construction et le comportement sismique de la MC est variable [ 10 , 23 , 24 ]. Après le séisme de 2010, l’inadéquation des méthodes et des matériaux de construction en MC a été identifiée comme l’une des principales causes de la dévastation [ 10 ].
La maçonnerie confinée peut constituer une typologie efficace pour résister aux forces horizontales, à condition que les détails structurels et la qualité des matériaux soient adéquats [ 25 ]. La maçonnerie confinée permet de confiner et de réduire la taille des murs en maçonnerie non armée (MNA) grâce à des éléments horizontaux et verticaux en béton armé. La résistance aux forces horizontales est principalement assurée par la réaction des murs dans leur plan, la résistance hors plan étant mineure. Comme illustré sur la figure 3 , un mur en maçonnerie confinée correctement est imbriqué avec les poteaux et les poutres coulés après sa construction. Ainsi, la structure en béton légèrement armé et les murs de remplissage en MNA collaborent, surpassant la performance sismique qu'ils auraient individuellement. Le MTPTC a mis à disposition gratuitement des directives couvrant l'ensemble du processus de construction de la maçonnerie confinée [ 5 ] ; il s'agit d'un document fiable et efficace auquel les maçons et les maîtres d'ouvrage peuvent se référer (voir figures 3 et 14 ).
Les cadres en béton armé pur, où les murs de remplissage sont construits après le cadre, sont également présents de manière mineure dans l'environnement bâti local (voir Fig.
3Selon CM, la qualité du matériau est faible et le nombre et la taille des barres d'armature sont inadéquats.
Fig. 2. Bâtiments en bois et en pierre endommagés (Les Cayes et Cavaillon, 2021).
Fig. 3. À gauche : bâtiment en béton armé (Les Cayes, 2021). Au centre : construction correcte d’un mur en béton armé (L’Asile, 2022). À droite : détail d’un mur en béton armé selon les directives MTPTC.
Méthodologie
À la suite du séisme du 14 août 2021, le gouvernement haïtien, par l'intermédiaire du MTPTC (Ministère des Travaux publics, Transports et Communications) et du BTB (Bureau d'évaluation technique des bâtiments), avec des fonds fournis par la Banque mondiale, un soutien logistique fourni par l'UNOPS (Bureau des Nations Unies pour les services d'appui aux projets) et un soutien technique fourni par Miyamoto International, a mis en œuvre un programme d'évaluation des dommages et de réparation qui couvrait les régions du Sud, de la Grande Anse et des Nippes.
Une formation de trois jours a été dispensée à 550 ingénieurs dans plusieurs villes d'Haïti (Port-au-Prince, Les Cayes, Jérémie et Ansé-à-Veu). Cette formation portait sur les procédures d'évaluation de la sécurité des bâtiments après un séisme, conformément à la norme ATC-20 [ 6 ], adaptée au contexte local et aux directives officielles du MTPTC [ 5 ]. Dans les années 1980, l'Applied Technology Council s'est associé à la Structural Engineers Association of California (SEAOC), au California Office of Emergency Services (OES), au California Office of Statewide Health Planning and Development (OSHPD) et à la Federal Emergency Management Agency (FEMA) afin d'élaborer des directives pour l'évaluation de la sécurité des bâtiments après un séisme. Depuis le séisme de 2010, le gouvernement haïtien a adopté la norme ATC-20 comme référence pour l'évaluation de la sécurité des bâtiments, en adaptant son cadre aux typologies de construction haïtiennes [ 12 ]. Considérant également que les ingénieurs locaux les connaissaient déjà, la réponse au séisme de 2021 a adopté les directives ATC-20 comme référence. La formation portait sur les principes du génie parasismique (par exemple, les méthodes de mesure des séismes, la sismicité en Haïti, les typologies de construction, les principes de ductilité, les périodes de vibration, les éléments non structuraux, les risques géotechniques et la liquéfaction), les faiblesses structurelles typiques (par exemple, les irrégularités verticales et horizontales, les étages mous, les colonnes captives, les chocs, les effets de torsion), les détails du processus d'évaluation (par exemple, l'évaluation initiale, détaillée et technique, les étapes de l'évaluation, la santé et la sécurité, la différence entre sécurité et dommages), les étiquettes d'évaluation des dommages (vert – inspecté et sûr, jaune – utilisation restreinte et rouge – dangereux), les détails typiques de réparation et les spécifications techniques de réparation. La sélection des ingénieurs a été déterminée par une évaluation post-formation, ce qui a permis de déployer 380 ingénieurs sur le terrain.
Entre octobre 2021 et février 2022, une équipe de 574 professionnels a mis en œuvre la collecte de données pour l'évaluation des dommages et des réparations. Chaque division était composée de trois équipes de six ingénieurs chacune, dirigées par un chef de division, soit un total de 19 ingénieurs par division. Pour les évaluations des dommages et des réparations, les ingénieurs travaillaient par binômes, avec l'appui d'un coordinateur de liaison (180 au total). Sur le terrain, 20 divisions au maximum ont été déployées, comprenant 300 ingénieurs évaluateurs, ainsi que 60 ingénieurs évaluateurs faisant également office de chefs d'équipe, et 20 chefs de division, soit un total de 380 ingénieurs MTPTC. Ces derniers étaient encadrés par 14 experts de Miyamoto International.
Les évaluations ont débuté aux Cayes, ville la plus touchée par le séisme, ainsi qu'à Jérémie et Anse-à-Veu. L'objectif était de visiter les zones les plus sinistrées des régions du Sud, de la Grande Anse et des Nippes. La stratégie de déploiement était révisée chaque semaine et les plans des zones à couvrir étaient distribués à chaque chef de division. Les équipes, se déplaçant le long des routes principales et secondaires, évaluaient tous les bâtiments (résidentiels, commerciaux, industriels, religieux, administratifs, scolaires, de santé, etc.) auxquels elles pouvaient accéder, après avoir obtenu l'autorisation de l'occupant. Le but du projet était d'évaluer le plus grand nombre possible de bâtiments dans les zones désignées. Si un bâtiment était inoccupé, la communauté locale était sollicitée pour contacter le propriétaire. Si l'évaluation du bâtiment était impossible, l'équipe poursuivait son chemin. Les enquêteurs s'éloignaient progressivement des principales villes et villages pour se diriger vers les zones rurales. Une fois arrivés dans des zones non endommagées, ils étaient redéployés vers d'autres localités identifiées par les autorités comme étant touchées par le séisme. L'avancement des opérations était suivi grâce aux cartes ArcGIS et coordonné avec les autorités locales. Haïti est l'un des pays les plus pauvres du monde [ 26 , 27 ], où les établissements informels sont extrêmement répandus et où le registre foncier est mal tenu [ 28 , 29 ]. De ce fait, il est impossible de calculer un indice d'exhaustivité des inspections.
Lors de chaque visite sur site, l'évaluation comportait deux volets : le chargé de mobilisation sociale menait une enquête sociale afin de recueillir des données sur la vulnérabilité des ménages et sur l'impact du séisme sur leurs moyens de subsistance. Par ailleurs, les ingénieurs réalisaient une expertise technique, axée sur les dommages subis par le bâtiment et, le cas échéant, sur la stratégie de réparation. Cette dernière était conforme aux normes ATC-20 et MTPTC. Les données recueillies comprenaient les caractéristiques générales du bâtiment (par exemple, surface au sol, année de construction et/ou de rénovation, nombre d'étages, technique de construction, type de toiture, type de murs, type de fondations) et le niveau de dommages (nul, mineur, modéré ou majeur) pour chaque type d'élément structurel et non structurel (par exemple, fondations, murs, dalles, toiture, poteaux, poutres, parapets). Une étiquette était attribuée à chaque bâtiment : verte (occupable en toute sécurité), jaune (accès restreint) et rouge (non sécuritaire, accès interdit). L'étiquette était apposée sur la façade principale, à proximité du code QR qui identifie le bâtiment de manière unique. Si des dommages survenaient et que le bâtiment était réparable conformément aux directives MTPTC, une évaluation des réparations était effectuée. Les directives MTPTC s'appliquent uniquement aux structures en maçonnerie confinée et attribuent un code à chaque type de réparation typique (par exemple A1 – remplacement d'un mur fissuré dans son plan, D1 –
Remplacement de linteau, F3 – réparation de fissure importante). Les ingénieurs ont pris des photos et enregistré les mesures de chaque type de réparation.
L'intégralité de la campagne de collecte de données a été réalisée numériquement : les ingénieurs et les intervenants sociaux ont utilisé une tablette et l'application open source KoBoToolbox [ 30 ] pour enregistrer les évaluations. Les questions les plus importantes (par exemple, le nom du bâtiment, sa réparabilité) étaient obligatoires et l'enquête ne pouvait être validée sans réponse. Cette procédure a permis de limiter les pertes de données. En cas d'effondrement du bâtiment, les informations relatives à ses caractéristiques (par exemple, la surface au sol, l'usage du bâtiment, son âge, son type de construction) étaient souvent impossibles à recueillir. Les ingénieurs ont alors répondu en fonction des informations confirmées par les propriétaires ou les locataires, et de leurs observations. Les données collectées ont été suivies et analysées en temps réel par une équipe internationale d'experts à l'aide d'ArcGIS et de Power BI. Les erreurs récurrentes ont été identifiées au cours de la campagne et corrigées grâce à une communication régulière et efficace avec l'équipe sur le terrain.
Grâce à un algorithme relié à la base de données, des rapports de dommages et de réparation, incluant les quantités de matériaux nécessaires, étaient générés et téléchargeables par les propriétaires via le code QR apposé sur leur bâtiment lors de la visite. Ces codes QR, imprimés par un fournisseur unique afin d'éviter les doublons, étaient distribués chaque semaine aux responsables de division.
Aperçu des résultats
179 800 bâtiments ont été évalués.
⁃ Environ 600 000 bénéficiaires ont été atteints.
⁃ Environ 10 millions de mètres carrés de bâtiments ont été évalués, avec une moyenne de 60 m² par bâtiment.
⁃ 168 144 étaient principalement destinés à un usage résidentiel (93 %), 4 356 à un usage commercial (2,4 %), 3 209 (1,8 %) à d’autres usages (par exemple, stockage, toilettes,
inconnu), 1871 scolaires (1%), 1318 religieux (0,7%), 351 soins de santé (0,1%), 270 centres communautaires, 174 industriels et 107 gouvernementaux.
- 152 613 bâtiments d'un seul étage (85 %), 16 995 bâtiments de deux étages (9 %), 1 251 bâtiments de trois étages (0,6 %), 123 bâtiments de quatre étages et 29 bâtiments jusqu'à six étages.
⁃ 61 910 bâtiments avaient moins de 10 ans (35 %), 61 323 bâtiments avaient entre 11 et 25 ans (34 %), 26 878 bâtiments avaient entre 26 et 50 ans (15 %), 5 986 avaient plus de 50 ans (3 %) et pour 23 703, l'âge de la construction était inconnu (13 %).
⁃ 88 204 étaient en maçonnerie confinée (49 %), 80 808 dans les techniques traditionnelles locales (44,9 %) (c'est-à-dire clissage ou maçonnerie de bois et de pierre).
8 636 bâtiments sont complètement effondrés (4,8 %), 28 364 sont signalés en rouge (15,8 %), 73 297 en jaune (40,8 %) et 69 503 en vert (38,6 %). La figure 4 illustre la répartition géographique des signalements, tandis que la figure 5 montre leur répartition en fonction des zones d’accélération maximale du sol (PGA). Les bâtiments traditionnels ont subi davantage de dommages que les bâtiments à structure modulaire (CM), mais, comme indiqué dans la méthodologie, les données relatives aux bâtiments effondrés sont malheureusement manquantes (voir tableau 1 ). Leur comportement est analysé plus en détail dans la section 6 .
Les tendances qui ressortent de l'analyse des niveaux de dommages en fonction de l'âge des bâtiments (voir tableau 2 et figure 6 ) montrent que le pourcentage de bâtiments classés « vert » diminue progressivement, tandis que le pourcentage de bâtiments classés « rouge » et de structures totalement effondrées augmente avec l'âge des bâtiments. Le séisme de 2010 a sensibilisé le public aux risques sismiques et aux bonnes pratiques de construction, notamment grâce à la diffusion des directives officielles du ministère de la Construction ; cela a probablement favorisé une amélioration générale des travaux de construction à partir de 2010.
D'autre part, les tendances suggèrent également que le nombre d'étiquettes vertes augmente, tandis que celui des étiquettes rouges diminue avec le nombre d'étages. Ceci pourrait s'expliquer par le fait que 85 % du parc immobilier évalué était de plain-pied et généralement de construction informelle, tandis que les bâtiments comportant un ou plusieurs étages nécessitent des investissements financiers plus importants et, probablement, l'intervention de maçons plus qualifiés, capables de mettre en œuvre des détails structurels de meilleure qualité. De plus, l'architecture vernaculaire, typiquement de plain-pied, s'est avérée particulièrement vulnérable aux dommages. Le tableau 3 montre d'ailleurs que les bâtiments de plusieurs étages sont majoritairement classés en CM. Une autre explication pourrait résider dans le fait que le type d'événement sismique survenu était plus sévère lors des périodes de vibrations des structures de plain-pied.
Étiquettes attribuées aux bâtiments évalués : étiquette verte (occupable en toute sécurité), étiquette jaune (accès restreint), étiquette rouge (dangereux), complètement effondré, pour l’ensemble des données et par typologie de construction (maçonnerie confinée et bâtiments traditionnels).
s
| Nombre total de bâtiments | Bâtiments CM | Bâtiment traditionnel | |||||||
| [N] | [%] | [N] | [%] | [N] | [%] | ||||
| Étiquette verte | 69,503 | 38.6% | 54,784 | 62.1% | 13,988 | 17.3% | |||
| Étiquette jaune | 73,297 | 40.8% | 23,141 | 26.2% | 49,274 | 61% | |||
| Étiquette rouge | 28,364 | 15.8% | 10,279 | 11.7% | 17,546 | 21.7% | |||
| Complètement effondré | 8636 | 4.8% | – | – | – | – | |||
| 179,800 | 100% | 88,204 | 100% | 80,808 | 100% |
Fig. 4. Carte des dégâts (identification des bâtiments) superposée à la carte PGA (accélération maximale du sol) d'Haïti en 2021. Conformément à la carte PGA, la plupart des dégâts sont concentrés à l'ouest de l'épicentre.
Figure 5. Répartition des bâtiments marqués en vert, en jaune, en rouge et des bâtiments complètement effondrés, en fonction des niveaux d'accélération maximale du sol (PGA). (Pour l'interprétation des références aux couleurs dans cette légende, veuillez consulter la version en ligne de cet article.)
- En outre, 70 178 bâtiments (39,1 %) ne nécessitent aucune réparation (soit parce qu'ils sont classés verts, soit parce qu'ils étaient déjà en reconstruction), 62 978 bâtiments (35 %) sont réparables mais les directives MTPTC ne s'appliquent pas (soit parce que la technique de construction n'est pas la maçonnerie confinée, soit parce que la structure du bâtiment est trop complexe et nécessite une évaluation plus approfondie), 26 464 bâtiments (14,7 %) peuvent être réparés conformément aux directives MTPTC, 20 180 bâtiments (11,2 %) ne sont pas réparables ou se sont complètement effondrés (voir tableau 4 ).
Le tableau 5 détaille les dommages subis par les principaux éléments structuraux. Pour les bâtiments modernes et vernaculaires, et conformément aux normes ATC-20, les dommages aux poteaux et aux murs correspondent principalement aux étiquettes jaunes et rouges. Les dommages aux éléments horizontaux, tels que les poutres, les dalles, les escaliers et les balcons, semblent moins fréquents. Les dommages aux murs sont les plus courants ; toutefois, les dommages aux éléments verticaux, tels que les murs et les poteaux, semblent plus importants dans les bâtiments traditionnels.
Des étiquettes ont été attribuées aux bâtiments évalués en fonction de leur âge de construction et du nombre d'étages.
Moins de 10 ans Entre 11 et 25 ans Entre 26 et 50 ans Plus de 50 ans
| [N] | [%] | [N] | [%] | [N] | [%] | [N] | [%] | |||||||
| Étiquette verte | 34,877 | 56% | 21,290 | 35% | 4545 | 17% | 644 | 11% | ||||||
| Étiquette jaune | 19,710 | 32% | 27,678 | 45% | 13,754 | 51% | 2851 | 48% | ||||||
| Étiquette rouge | 5643 | 9% | 9392 | 15% | 6651 | 25% | 1947 | 32% | ||||||
| Complètement effondré | 1680 | 3% | 2963 | 5% | 1928 | 7% | 544 | 9% | ||||||
| 61,910 | 100% | 61,323 | 100% | 26,878 | 100% | 5986 | 100% | |||||||
| À un étage À deux étages À trois étages À plus de quatre étages | ||||||||||||||
| Étiquette verte | 59,207 | 37% | 9307 | 55% | 833 | 66% | 82 | 55% | ||||||
| Étiquette jaune | 67,525 | 42% | 5419 | 32% | 259 | 21% | 51 | 34% | ||||||
| Étiquette rouge | 25,881 | 16% | 2269 | 13% | 159 | 13% | 17 | 11% | ||||||
| 152,613 | 100% | 16,995 | 100% | 1251 | 100% | 129 | 100% | |||||||
Fig. 6. Les bâtiments de plus de 50 ans ont été endommagés en moyenne de manière significativement plus importante que les autres, même dans les zones à faible PGA (par exemple au nord-ouest).
Corrélation entre le type de bâtiment et le nombre d'étages.
À un étage À deux étages À trois étages À plus de quatre étages
| Maçonnerie confinée | 74,705 | 85% | 12,052 | 13% | 1206 | 1.4% | 225 | 0.6% |
| Traditionnel | 75,887 | 93.9% | 4817 | 5.9% | 43 | 0.1% | 16 | 0.1% |
| 152,613 | 100% | 16,995 | 100% | 1251 | 100% | 129 | 100% |
| Tableau 4 |
Réparabilité des bâtiments.
Nombre de bâtiments [N] Pourcentage [%] Aucune réparation nécessaire 70 178 39,1 % Réparable – Les directives MTPTC ne s’appliquent pas 62 978 35 % Réparable – Les directives MTPTC s’appliquent 26 464 14,7 % Non réparable ou effondré 20 180 11,2 %
179 800 100 %
Dommages aux principaux éléments structuraux par étiquette de bâtiment et par typologie de construction (les pourcentages indiquent le niveau de dommage, qui peut être nul, mineur, modéré et majeur, pour chaque étiquette).
| MAÇONNERIE CONFINÉE | |||||||
| Étiquette verte | Étiquette jaune | Étiquette rouge | Dans l'ensemble | ||||
| dommages aux murs intérieurs et extérieurs | Nul | 26,009 (47.5%) | 716 (3%) | 289 (3%) | 27,014 (31%) | ||
| Mineure | 28,123 (51.4%) | 4147 (18%) | 475 (5%) | 32,745 (37%) | |||
| Modéré | 546 (1%) | 16,402 (31%) | 2084 (20%) | 19,032 (21%) | |||
| Majeur | 91 (0.1%) | 1774 (8%) | 7414 (72%) | 9279 (11%) | |||
| Les colonnes sont endommagées | Nul | 48,959 (89.4%) | 14,356 (24.4%) | 1828 (18%) | 65,143 (74%) | ||
| Mineure | 5703 (10.4%) | 5553 (24%) | 1565 (15%) | 12,821 (15%) | |||
| Modéré | 83 (0.1%) | 2989 (13%) | 3484 (34%) | 6556 (7%) | |||
| Majeur | 24 (0.1%) | 140 (0.6%) | 3385 (33%) | 3549 (4%) | |||
| Les planchers, les toits et les poutres sont endommagés | Nul | 49,317 (90%) | 16,244 (70%) | 4329 (42%) | 69,890 (79%) | ||
| Mineure | 5323 (9.8%) | 4426 (19%) | 1480 (14%) | 11,229 (13%) | |||
| Modéré | 104 (0.1%) | 2246 (10%) | 2265 (22%) | 4615 (5%) | |||
| Majeur | 25 (0.1%) | 122 (1%) | 2188 (22%) | 2335 (3%) | |||
| Les escaliers, les parapets et les balcons sont endommagés | Nul | 51,624 (94.2%) | 19,856 (86%) | 7299 (71%) | 78,779 (89%) | ||
| Mineure | 3062 (5.6%) | 2301 (10%) | 985 (10%) | 6348 (7%) | |||
| Modéré | 67 (0.1%) | 811 (3%) | 891 (8%) | 1769 (2%) | |||
| Majeur | 16 (0.1%) | 71 (1%) | 1087 (11%) | 1174 (2%) | |||
| TRADITIONNEL | |||||||
| Étiquette verte | Étiquette jaune | Étiquette rouge | Dans l'ensemble | ||||
| dommages aux murs intérieurs et extérieurs | Nul | 6337 (45.3%) | 4334 (9%) | 1304 (7%) | 11,975 (15%) | ||
| Mineure | 7276 (52%) | 5534 (11%) | 407 (3%) | 13,217 (16%) | |||
| Modéré | 322 (2.3%) | 32,526 (66%) | 3507 (20%) | 36,335 (45%) | |||
| Majeur | 51 (0.4%) | 6867 (14%) | 12,321 (70%) | 19,239 (24%) | |||
| Les colonnes sont endommagées | Nul | 12,457 (89.1%) | 32,349 (65.7%) | 5339 (30%) | 50,145 (62%) | ||
| Mineure | 1454 (10.4%) | 10,027 (20.3%) | 2083 (12%) | 13,564 (17%) | |||
| Modéré | 61 (0.4%) | 6557 (13.3%) | 4999 (28%) | 11,617 (14%) | |||
| Majeur | 14 (0.1%) | 328 (0.7%) | 5118 (30%) | 5460 (7%) | |||
| Les planchers, les toits et les poutres sont endommagés | Nul | 12,796 (91.5%) | 41,068 (83%) | 11,645 (67%) | 65,509 (81%) | ||
| Mineure | 1137 (8.1%) | 4535 (9%) | 1453 (8%) | 7125 (9%) | |||
| Modéré | 44 (0.3%) | 3510 (7%) | 1984 (11%) | 5538 (7%) | |||
| Majeur | 9 (0.1%) | 148 (1%) | 2457 (14%) | 2614 (3%) | |||
| Les escaliers, les parapets et les balcons sont endommagés | Nul | 13,087 (93.6%) | 43,882 (89%) | 13,840 (79%) | 70,809 (88%) | ||
| Mineure | 853 (6.1%) | 3053 (6%) | 961 (5%) | 4867 (6%) | |||
| Modéré | 39 (0.2%) | 2197 (4%) | 1037 (6%) | 3273 (4%) | |||
| Majeur | 7 (0.1%) | 129 (1%) | 1701 (10%) | 1837 (2%) | |||
Cela corrobore les observations de terrain (voir section 6.2 ). Il convient de noter le manque de données sur les bâtiments totalement effondrés, données qui permettraient de mieux comprendre l'ampleur des dégâts subis par les différents types de bâtiments.
À l’instar de l’approche utilisée pour évaluer les dommages subis par les églises après les séismes de 2016 en Italie [ 31 ], l’enquête a recueilli des données sur chaque mécanisme de dommage (voir tableau 6 ), lesquelles peuvent être associées à un détail de réparation conformément aux directives MTPTC. Plus d’un quart des types de réparation recensés consistent en le remplacement de murs présentant des ouvertures endommagées par cisaillement dans leur plan (en forme de X), suivi par la réparation des fissures et la remise en état des assemblages (ou clés ) des murs.
Les dégâts sont répartis dans les régions occidentales d'Haïti (départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes). Conformément aux zones d'accélération maximale du sol (PGA), la plupart des dégâts semblent s'être développés à l'ouest de l'épicentre (voir figures 1 et 4 ). Suivant une méthodologie comparable à celle adoptée pour le séisme indonésien de 2016 [ 32 ], les résultats des évaluations des dégâts (étiquettes vertes, jaunes et rouges) ont été comparés au mouvement du sol (PGA) (voir figure 5 ). Il apparaît ainsi que les étiquettes vertes prédominent dans les zones de faible PGA et diminuent progressivement en se déplaçant vers les zones de forte PGA ; tandis que les étiquettes rouges et les bâtiments effondrés augmentent progressivement avec le niveau de PGA. La proportion de bâtiments étiquetés en jaune semble être approximativement constante dans toutes les zones. Par souci de clarté, le tableau 7 présente le nombre de bâtiments évalués dans chaque zone de PGA, car les zones de 0,1 à 0,16 g et de 0,65 à 0,78 g sont considérablement plus petites et situées en zones rurales, sans agglomération importante. Par conséquent, le niveau d'évaluation est inférieur à celui des autres domaines PGA.
Suivant une approche similaire à celle utilisée en Croatie en 2020 [ 33 ], les dommages ont été analysés en fonction des caractéristiques des bâtiments : la figure 6 montre que les bâtiments de plus de 50 ans ont été significativement plus affectés par le séisme, même dans les zones à faible accélération maximale du sol (comme le nord-ouest). Voir également les tableaux 1, 2 et 8 et la section 5.2 pour les corrélations entre l’étiquette des bâtiments et leur typologie de construction, leur âge et le nombre d’étages.
Pour plus de 4 000 bâtiments, d'importants mouvements de sol ont été observés aux alentours. Ces bâtiments sont majoritairement signalés par des étiquettes rouges (87 % rouges, 12 % jaunes et 1 % vertes) et leur répartition ne semble pas directement liée aux niveaux d'accélération maximale du sol (PGA) (voir figure 7 ). En effet, une liquéfaction a été observée dans plusieurs zones où la PGA était inférieure à 0,4 g (voir section 6.1 et figure 12 ), ce qui pourrait expliquer en partie la présence d'étiquettes rouges dans les zones à faible PGA, car elle a provoqué des inclinaisons, des dommages aux fondations et aux dalles. Les autres étiquettes rouges dans les zones à faible PGA pourraient être dues à la faible qualité des bâtiments en béton préfabriqué et à la forte fragilité de l'architecture vernaculaire, comme indiqué dans les sections 6.1 et 6.2 .
Le tableau 8 confirme la prédominance des bâtiments de plain-pied (voir également le tableau 3 ), les constructions à plusieurs niveaux étant plus fréquentes en maçonnerie traditionnelle qu'avec les techniques traditionnelles locales. De plus, ces dernières semblent plus vulnérables aux dommages que les bâtiments en maçonnerie traditionnelle, indépendamment de la zone d'impact de l'accélération maximale du sol (PGA) et du nombre d'étages. Tant les bâtiments en maçonnerie traditionnelle que les bâtiments vernaculaires présentent une augmentation des dommages avec l'élévation de la PGA. On constate également que les zones géographiques ayant subi les niveaux de PGA les plus élevés sont majoritairement rurales et présentent, de fait, une proportion plus importante de bâtiments vernaculaires.
Nombre de bâtiments étiquetés en vert, en jaune, en rouge et complètement effondrés associés aux niveaux de PGA.
| Étiquette verte | Étiquette jaune | Étiquette rouge | Effondré | |||||
| 0.1–0,16 g | 1657 | 56% | 1020 | 34% | 251 | 9% | 43 | 1% |
| 0.16–0,4 g | 39,302 | 46% | 33,262 | 39% | 11,067 | 13% | 1804 | 2% |
| 0.4–0,5 g | 22,790 | 37% | 26,131 | 42% | 10,101 | 15% | 3020 | 5% |
| 0.5–0,65 g | 5405 | 20% | 11,871 | 45% | 6095 | 23% | 3178 | 12% |
| 0.65–0,78 g | 277 | 11% | 970 | 37% | 812 | 31% | 552 | 21% |
Corrélation entre l'étiquette, le type de construction, le nombre d'étages et le niveau PGA.
Un étage, deux étages, trois étages ou plus
Étiquette verte Étiquette jaune Étiquette rouge Étiquette verte Étiquette jaune Étiquette rouge Étiquette verte Étiquette jaune Étiquette rouge 0,1–0,16 g PGA 0,1–0,16 g PGA 0,1–0,16 g PGA
| CM | 1318 | 87% | 264 | 28% | 39 | 17% | 107 96% | 19 | 24% | 7 | 32% | 3 100% | 0 | – | 0 | – | ||
| Traditionnel | 196 | 13% | 669 | 72% | 187 | 83% | 5 4% | 61 | 76% | 15 | 68% | 0 0% | 0 | – | 0 | – | ||
| 0.16–0,4 g PGA | 0.16–0,4 g PGA | 0.16–0,4 g PGA | ||||||||||||||||
| CM | 24086 74% | 8370 | 29% | 2560 | 28% | 4926 87% 1578 | 44% | 609 | 40% | 608 99% 210 | 89% | 109 | 92% | |||||
| Traditionnel | 8499 | 26% | 20623 | 71% | 6542 | 72% | 719 | 13% 1992 | 56% | 895 | 60% | 7 | 1% | 25 | 11% | 10 | 8% | |
| 0.4–0,5 g PGA | 0.4–0,5 g PGA | 0.4–0,5 g PGA | ||||||||||||||||
| CM | 16079 83% | 8473 | 35% | 4127 | 44% | 2871 95% | 699 | 55% | 302 | 65% | 270 100% 46 | 85% | 38 | 93% | ||||
| Traditionnel | 3220 | 17% | 16020 | 65% | 5351 | 56% | 162 | 5% | 568 | 45% | 164 | 35% | 1 | 0% | 8 | 15% | 3 | 7% |
| 0,5 – 0,65 g de PGA 0,5 – 0,65 g de PGA 0,5 – 0,65 g de PGA | ||||||||||||||||||
| CM | 3972 79% | 2938 | 26% | 2156 | 37% | 430 | 91% | 335 | 73% | 159 | 69% | 24 | 96% | 20 | 95% | 13 | 81% | |
| Traditionnel | 1061 21% | 8361 | 74% | 3619 | 63% | 40 | 9% | 124 | 27% | 72 | 31% | 1 | 4% | 1 | 5% | 3 | 19% | |
| 0,65 – 0,78 g de PGA 0,65 – 0,78 g de PGA 0,65 – 0,78 g de PGA | ||||||||||||||||||
| CM | 201 | 73% | 161 | 17% | 151 | 19% | 1 100% | 2 | 100% | 7 | 100% | 0 | – 0 | – 0 – | ||||
| Traditionnel | 75 | 27% | 805 | 83% | 659 | 81% | 0 0% | 0 | 0% | 0 | 0% | 0 | – 0 | – 0 – | ||||
Fig. 7. Bâtiments où un mouvement de sol important a été constaté (4 025).
Différentes typologies de construction et leurs performances
Comparativement au séisme de 2010, la qualité des infrastructures s'est peut-être améliorée, mais surtout dans les zones touchées par cet événement sismique (par exemple, Port-au-Prince). Par conséquent, elles restent insuffisantes pour résister aux contraintes sismiques qui caractérisent Haïti.
Vulnérabilités typiques observées.
Dans le cadre de la construction de logements dits « incrémentaux », on a tendance à ajouter autant d’étages que possible au fil des ans, laissant ainsi les barres de départ des colonnes exposées aux intempéries pendant une durée indéterminée (voir Fig. 8 ). Ceci est également conforme aux recherches de Davy en Haïti [ 34 ].
⁃ La qualité des matériaux utilisés et des travaux de construction est médiocre (voir Fig. 8 et 9 ), comme l’ont déjà constaté d’autres études [ 10 , 34 , 35 ].
- Des recouvrements et une longueur de développement des barres d'armature inadéquats. Souvent, dans les poutres et les colonnes, les étriers sont absents (voir Fig. 9 ).
Des étages supplémentaires sont construits bien des années plus tard : les barres d’armature sont rouillées et les planchers ne sont plus alignés (voir fig. 8 et 9 ). De plus, la proximité de la mer favorise la corrosion des armatures et l’écaillage du béton.
La liaison entre les murs de remplissage et les poteaux est insuffisante : dans la structure CM, les poteaux et les poutres doivent collaborer avec les murs (voir figures 11 et 13 ). Cela peut également être l’une des causes des dommages prédominants aux murs, comme indiqué dans les tableaux 4 et 5.
Les panneaux muraux non renforcés sont trop grands et sujets à une rupture hors plan (voir Fig. 11 ). Cela peut également être l'une des causes des dommages prédominants aux murs, comme indiqué dans les tableaux 4 et 5.
Une liquéfaction importante des sols a été observée aux Cayes et dans d'autres zones géographiques (voir fig. 7 ), entraînant l'inclinaison de plusieurs bâtiments. Dans ces cas, la superstructure pouvait subir des dommages mineurs ou la dalle sur terre-plein pouvait se fissurer sous l'effet du tassement (voir fig. 12 ).
Fig. 8. Plancher supplémentaire non aligné avec les colonnes inférieures et avec des barres de départ rouillées (à gauche), coulage de béton où les agrégats sont concentrés au fond (au centre), dessous d'une dalle de béton où des barres rouillées ont écaillé le revêtement de béton (à droite) (Les Cayes, 2021).
Fig. 9. Barres récupérées dans des bâtiments effondrés, redressées et prêtes à être vendues au marché des Cayes (à gauche), poutre en béton sans étriers et armature rouillée qui recouvre le béton écaillé (au centre), escalier (à droite) (Les Cayes, 2021).
Fig. 10. Effondrement en « crêpes » (à gauche), effondrement en « étage mou » (au centre), dommages à la colonne (à droite) (Les Cayes, 2021).
Fig. 11. Effondrement d'un mur sans connexion aux murs perpendiculaires (à gauche), fissures courant indifféremment sur les murs, les colonnes et les poutres (à droite) (Les Cayes, 2021).
Les bâtiments construits selon les normes de construction traditionnelle (CM) comportaient des bandes parasismiques horizontales renforcées au niveau des appuis de fenêtre et des linteaux, ainsi que des bandes verticales renforcées permettant de réduire l'épaisseur des panneaux muraux, des colonnes et des bandes verticales, le tout étant lié aux murs de maçonnerie. Ces bâtiments ont présenté des performances nettement supérieures à celles des bâtiments porteurs et des bâtiments CM de mauvaise qualité (voir figures 10, 11 et 13 ).
Les directives du MTPTC [ 5 ] sont disponibles gratuitement pour les maçons et le grand public. Ce sont des normes rigoureuses et techniquement fiables pour la construction de bâtiments, couvrant tous les aspects de la construction. Malheureusement, la plupart des bâtiments ne semblent pas s'y conformer. Le MTPTC, l'UNOPS et Miyamoto mènent actuellement une campagne de formation à destination des propriétaires et des maçons, qui bénéficie à environ 12 000 personnes dans les départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes. L'objectif est de promouvoir la stratégie « Reconstruire en mieux » et de mieux familiariser les acteurs locaux avec les normes appropriées.
La technique de construction traditionnelle des maisons combine deux systèmes structurels très différents : (i) la charpente en bois, composée de poteaux, de poutres et d’une toiture en bois. C’est un élément très léger et flexible. Et (ii) les murs en maçonnerie de pierre, un élément lourd et peu ductile (voir Fig. 14 ).
Fig. 12. Bâtiment en attente en raison de la liquéfaction (à gauche), tassement du bâtiment dû à la liquéfaction (au centre), remontée de sable due à la liquéfaction (à droite) (Les Cayes, 2021).
Fig. 13. Maçonnerie porteuse (à gauche), maçonnerie confinée (à droite) (Cavaillon, 2021).
Fig. 14. Maison traditionnelle typique endommagée (Les Cayes 2021 et Cavaillon 2021).
Le comportement sismique observé est le suivant : ces deux systèmes distincts collaborent pour résister aux forces verticales de gravité permanentes. Cependant, lors de séismes, le système se découple de ses deux composantes. La composante lourde et non ductile (les murs de pierre) s’effondre, tandis que la composante légère et flexible (la structure en bois) résiste aux forces horizontales. En effet, la flexibilité de la structure en bois ne peut être compensée par les murs de remplissage en maçonnerie, et les pierres se détachent des murs. Dès lors, la structure en bois, légère et flexible, supporte un poids sismique très faible et peut résister aux forces horizontales en dissipant l’énergie au niveau de ses joints. Ceci concorde avec les résultats présentés dans le tableau 4 , qui montrent que les dommages aux murs constituent le type de dommage le plus fréquent, quelle que soit la catégorie attribuée.
Le système est découplé en ses deux composantes car les murs de remplissage et les éléments en bois ne sont pas reliés entre eux. Les murs ne peuvent transmettre la charge horizontale à la structure en bois. De ce fait, ils s'effondrent hors plan et ne peuvent développer de contreventement diagonal, ce qui rigidifierait la structure en compression. Comme indiqué dans d'autres études [ 20-22 ], les auteurs ont observé une performance sismique globalement satisfaisante de ces bâtiments vernaculaires, les effondrements complets et les pertes de vies humaines étant extrêmement rares.
Comparaison entre les séismes d'Haïti de 2010 et 2021
Comparativement au séisme de 2010 [ 12 ], qui a fortement touché la capitale densément peuplée, Port-au-Prince, et ses environs, le séisme de 2021 avait son épicentre en zone rurale et a affecté des villes moyennes et de petits villages sur une zone plus étendue. Les établissements sont tout aussi informels et non réglementés ; cependant, étant plus ruraux, près de la moitié des bâtiments évalués sont construits selon des techniques vernaculaires (par exemple, en bois et en pierre). Le CM représente l’autre moitié des bâtiments évalués et présente des critiques.
Des caractéristiques similaires à celles identifiées en 2010 [ 10 , 12 ] – faible qualité des matériaux de construction et détails structurels inadéquats – ont été constatées. La fissuration des murs est le type de dommage prédominant pour les deux séismes. Les auteurs estiment que la mise en œuvre des normes MTPTC pour la construction de bâtiments, élaborées après le séisme de 2010, est restée principalement cantonnée à la reconstruction autour de Port-au-Prince et n'a pas eu d'impact suffisant sur les bâtiments existants des départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes. De ce fait, la vulnérabilité de cette partie du bâti n'a pas évolué.
Malgré la différence du nombre de victimes (le séisme de 2010 a fait 100 fois plus de morts, voir tableau 9 ), celui de 2021 semble avoir causé davantage de dégâts : 61 % de bâtiments endommagés contre 46 %, et 40,8 % de bâtiments jaunis contre 26 %, bien que les données relatives aux bâtiments effondrés lors du séisme de 2010 soient incertaines. Les auteurs estiment que cela pourrait être dû à (i) un nombre plus élevé de bâtiments totalement effondrés et (ii) une densité de population beaucoup plus importante à Port-au-Prince, comparée aux départements touchés par le séisme de 2021.
Limites
Les données relatives aux bâtiments effondrés sont incomplètes, car il est impossible de recueillir ou de comprendre systématiquement toutes les informations nécessaires (nombre d'étages, usage du bâtiment, typologie de construction, etc.). De ce fait, les données collectées sur certains bâtiments effondrés sont partielles et une analyse susceptible d'apporter des éclairages intéressants sur les structures les plus endommagées lors du séisme ne peut être menée. Par ailleurs, des études géotechniques pourraient analyser l'influence potentielle des effets d'amplification du sol sur les dommages observés. Toutefois, la géologie, la topographie et la localisation des sédiments, susceptibles d'avoir induit des effets de site sur les mouvements sismiques dans le sud-ouest d'Haïti, nécessitent des recherches plus approfondies dans la littérature existante. Les courbes de fragilité définissent la probabilité de dépassement de seuils de dommages spécifiques en fonction de l'intensité sismique, et des analyses prédictives pourront être envisagées une fois que des fonctions d'ajustement (c'est-à-dire des modèles mathématiques capables de décrire la distribution des dommages) auront été identifiées. De futures études axées sur l'ingénierie structurelle avancée et disposant de connaissances adéquates sur certains détails (par exemple la résistance des matériaux de construction) pourraient approfondir l'étude de l'environnement bâti haïtien et de ses performances sismiques potentielles, notamment grâce à des courbes de fragilité et à une analyse prédictive.
Conclusions
Suite au séisme de magnitude 7,2 qui a frappé Haïti en 2021, 179 800 bâtiments ont été évalués en moins de cinq mois. Le bâti des départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes est vulnérable aux risques sismiques, puisque 61 % des bâtiments évalués ont été endommagés. L’ampleur des dommages observés augmente avec l’accélération maximale du sol (PGA) et avec l’âge du bâtiment. La liquéfaction des sols a touché environ 4 000 bâtiments, dont la grande majorité a été classée comme dangereuse. La présence de ces bâtiments classés comme dangereux dans les zones à faible PGA pourrait s’expliquer par la liquéfaction des sols, la faible qualité de construction des bâtiments en construction modulaire et une plus grande vulnérabilité aux dommages des bâtiments traditionnels. Le comportement des bâtiments à plusieurs dalles surélevées s’est avéré meilleur que celui des bâtiments de plain-pied, bien que ces derniers représentent 85 % du parc immobilier évalué et que les données concernant les structures de grande hauteur soient moins nombreuses. Cela pourrait être dû à un processus de construction plus formel pour les bâtiments de grande hauteur, l'architecture vernaculaire étant pratiquement exclue, ou à des caractéristiques inhérentes au mouvement sismique (par exemple, des périodes de vibration plus longues). Le type de dommage le plus fréquent est celui des murs, car ces derniers sont considérés comme l'un des premiers éléments à s'effondrer dans l'architecture vernaculaire et sont généralement de mauvaise qualité dans les constructions mixtes.
Comparativement au séisme de 2010 en Haïti, celui de 2021 a frappé une zone rurale et a touché une portion plus étendue et moins densément peuplée de l'île. Le nombre de victimes est relativement faible, malgré des dégâts plus importants. Ceci est probablement dû à la moindre densité de population et au nombre réduit de bâtiments complètement effondrés.
Les bâtiments en béton armé présentaient des faiblesses structurelles et des types de dommages similaires à ceux observés en 2010. La qualité des matériaux de construction est généralement faible et les détails structurels sont inadéquats (par exemple, armatures insuffisantes et rouillées, enrobage de béton insuffisant, granulats de grande taille et ronds). Cependant, lorsqu'il est bien construit, le béton armé s'est avéré plus résistant que la maçonnerie porteuse. Les réparations les plus fréquentes consistent en le remplacement des murs présentant des fissures de cisaillement dans leur plan, suivi par la réparation des fissures et la réparation des liaisons murales.
En raison de la position de l'épicentre, on a observé davantage de bâtiments traditionnels qu'au séisme de 2010 (près de la moitié des évaluations totales) : la technique vernaculaire la plus courante est la construction à ossature bois avec des murs de remplissage en maçonnerie de pierre non armée. Du point de vue de la protection des personnes, ces bâtiments ont bien résisté : le dommage typique est l'effondrement des murs de remplissage, ce qui libère la structure en bois de la pression sismique des murs
poids micro. Cette recherche rejoint d'autres études qui ont mis en évidence les qualités des techniques traditionnelles, notamment leur résilience face aux aléas naturels.
Les auteurs affirment donc qu'il est nécessaire de renforcer les structures en maçonnerie confinée à travers le pays avant qu'un autre séisme majeur ne survienne. Améliorer la qualité des matériaux de construction et garantir la conformité des détails structurels aux directives du MTPTC sont des priorités.
Nous avons également demandé par courriel si un auteur supplémentaire (mentionné ci-dessus), qui a contribué à la meilleure évaluation possible de l'article, pouvait être ajouté. Nous attendons la décision du comité de rédaction et vous remercions de votre attention.
Déclaration de contribution à la paternité de l'œuvre
H. Kit Miyamoto : Supervision, obtention de financement, conceptualisation. Giulia Jole Sechi : Rédaction – relecture et correction, rédaction – première version, gestion de projet, analyse formelle, curation des données, conceptualisation. Guilaine Victor : Obtention de financement, conceptualisation. Beverly St Come : Ressources, méthodologie, investigation. Mark Broughton : Validation, supervision, méthodologie. Amir SJ Gilani : Validation, supervision, logiciel, méthodologie. Akanksha Singh : Rédaction – relecture et correction.
Déclaration de conflits d'intérêts
Les auteurs déclarent les intérêts financiers et/ou les relations personnelles suivants, susceptibles d’être considérés comme des conflits d’intérêts potentiels : tous les auteurs indiquent avoir bénéficié d’un soutien financier du Bureau des Nations Unies pour les services d’appui aux projets (UNOSAP). Tous les auteurs indiquent avoir des liens avec le Groupe de la Banque mondiale, notamment par le biais de subventions.
Disponibilité des données
Les auteurs n'ont pas l'autorisation de partager les données.
Remerciements
Les auteurs tiennent à exprimer leur profonde gratitude à la Banque mondiale, au MTPTC et à l'UNOPS pour leur soutien financier, technique et logistique essentiel. C'est grâce aux efforts de Raymond Hygin (Ingénieur Directeur des Travaux Publics), Felipe Munevar et Mathieu Bastien (UNOPS), Subhajit Das et Zach Johnson (Miyamoto International), ainsi que de centaines d'autres ingénieurs, animateurs communautaires et chauffeurs, que cette recherche a pu être menée à bien. Un remerciement particulier est adressé à tous les travailleurs qui ont passé de longs mois sur le terrain, malgré le contexte socio-politique difficile que connaît Haïti.
Références
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- R. Okuwaki, W. Fan, La convergence oblique provoque à la fois des ruptures de poussée et de décrochement lors du séisme de magnitude 7,2 en Haïti en 2021, Geophys. Res. Lett. 49 (2022), https://doi.org/10.1029/2021GL096373 .
- Opérations européennes de protection civile et d'aide humanitaire, tremblement de terre en Haïti – mise à jour, centre de coordination des interventions d'urgence, https:// erccportal.jrc.ec.europa.eu/ECHO-Products/Echo-Flash#/daily-flash-archive/4282 , 2021. (Consulté le 14 juin 2022).
- UN-OCHA, Guide des entreprises : Réponse humanitaire au séisme en Haïti, Reliefweb, 2021. https://reliefweb.int/report/haiti/business-guide-haiti-earthquake-humanitarian-response-august-2021 . (Consulté le 14 juin 2022).
- MTPTC, Ministère des Travaux Publics, Transports et Communications – République d'Haïti : Guide de Construction et de Réparation, (nd). https://www.mtptc.gouv.ht/accueil/publications/code-construction.html le 16 juin 2022).
- ATC-20, PROCÉDURES D'ÉVALUATION DE LA SÉCURITÉ DES BÂTIMENTS APRÈS UN SÉISME, 1989. https://www.atcouncil.org/ .
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Suite au séisme de magnitude 7,2 qui a frappé Haïti en 2021, le MTPTC (Ministère des Travaux publics, des Transports et des Communications), l'UNOPS (Bureau des Nations Unies pour les services d'appui aux projets) et Miyamoto International ont mis en œuvre un programme d'évaluation des dommages et des réparations. Entre octobre 2021 et février 2022, 380 ingénieurs formés ont évalué 179 800 bâtiments dans les départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes, touchant ainsi plus de 600 000 personnes. Les évaluations ont été réalisées conformément à la norme ATC-20 et aux normes haïtiennes, grâce à une approche numérique innovante. Plus de 11 000 bâtiments étaient effondrés ou irréparables ; plus de 89 000 bâtiments étaient endommagés et réparables. Environ 88 000 bâtiments étaient en maçonnerie confinée et plus de 26 000 d'entre eux pouvaient être réparés selon les directives du MTPTC. Environ 80 000 bâtiments étaient construits selon les techniques vernaculaires du bois et de la pierre. L’ensemble de données examiné est l’un des plus importants étudiés dans l’histoire humanitaire récente et il est essentiel de tirer des enseignements des séismes passés. Nous analysons ici les faiblesses structurelles observées et les comparons à celles du séisme de 2010.
Introduction
Le 14 août 2021 à 8h29 heure locale, un séisme de magnitude 7,2 a frappé la péninsule de Tiburon, en Haïti, affectant environ 800 000 personnes [ 1 , 2 ]. Avec plus de 2 300 morts et disparus [ 3 ], le séisme de 2021 en Haïti a été le plus meurtrier de l’année. De plus, la réponse d’urgence du gouvernement haïtien et des organisations humanitaires a été compliquée par la pandémie de COVID-19, l’assassinat du président Moïse le 7 juillet 2021 et l’arrivée de la dépression tropicale Grace en Haïti deux jours seulement après le séisme [ 4 ].
En réponse au séisme, le MTPTC (Ministère des Travaux publics, des Transports et des Communications), avec le soutien financier de la Banque mondiale et l’appui organisationnel et technique de l’UNOPS (Bureau des Nations Unies pour les services d’appui aux projets) et de Miyamoto International, s’est fixé pour objectif d’évaluer les dégâts et de définir la stratégie de réparation de 120 000 bâtiments en trois mois. Entre octobre 2021 et février 2022, ce sont au total 179 800 bâtiments qui ont été évalués.
Pour mener des évaluations de cette ampleur, environ 550 ingénieurs ont été formés, parmi lesquels 380 ont été sélectionnés pour effectuer les évaluations sur le terrain. Ces évaluations ont été réalisées conformément aux codes haïtiens [ 5 ] et aux procédures ATC-20 pour les postes
Évaluation de la sécurité sismique des bâtiments [ 6 ]. Ce document est une référence reconnue pour l'évaluation des dommages sismiques [ 7 ] et propose des procédures d'évaluation rapides et détaillées des bâtiments endommagés par un séisme, permettant de les classer comme INSPECTÉS (apparemment sûrs, panneau vert), À ACCÈS LIMITÉ (panneau jaune) ou DANGEREUX (panneau rouge). Grâce à une approche numérique innovante, les ingénieurs du MTPTC ont pu fournir un rapport détaillé sur les dommages et les besoins de réparation lors d'une seule visite sur site d'une durée moyenne de 30 minutes. Une base de données contenant les informations relatives à près de 180 000 bâtiments a ainsi été créée.
Plus de dix ans après le séisme meurtrier de 2010, celui de 2021 a causé des dégâts considérables en Haïti. Les auteurs estiment que tirer les leçons des séismes passés est essentiel pour améliorer la résilience du cadre bâti. La campagne d'évaluation des dommages présentée dans cet article est la plus importante menée en réponse au séisme de 2021 en Haïti. Nous partageons ici nos conclusions sur les dommages sismiques observés, dans l'espoir d'améliorer la qualité des logements et de minimiser l'impact des futures catastrophes naturelles sur la population haïtienne.
Le manuscrit est présenté en trois parties. La première est une analyse contextuelle qui décrit l'aléa sismique et l'environnement bâti qui caractérise Haïti. La deuxième décrit les méthodes utilisées pour réaliser les évaluations des dommages sismiques et des réparations. La troisième présente les résultats quantitatifs et qualitatifs détaillés. Cette dernière partie consiste en une analyse quantitative et qualitative des bâtiments endommagés, de la localisation et de la typologie des dommages, incluant nos observations de terrain concernant les vulnérabilités récurrentes des deux principales typologies de construction rencontrées : la maçonnerie confinée et la technique traditionnelle du bois et de la pierre.
Risque sismique en Haïti
Le risque sismique en Haïti est important sur l'ensemble du territoire [ 8 ] et les infrastructures sont vulnérables aux dommages sismiques [ 9 , 10 ]. Les séismes historiques en Haïti sont réputés pour leur impact considérable, bien que peu fréquents. En 2010, un tremblement de terre de magnitude 7,0, dont l'épicentre se situait près de la capitale Port-au-Prince, a fait environ 300 000 victimes et déplacé plus d'un million de personnes [ 11 , 12 ]. Avant cette catastrophe, des séismes comparables, remontant au XVIIIe siècle (1701, 1751 et 1770), ont engendré une série d'événements sismiques dévastateurs liés au système de failles d'Enriquillo, qui traverse l'île d'Hispaniola [ 13 ].
En raison des secousses sismiques, la liquéfaction des sols peut se produire dans les sols meubles à moyennement granulaires. La pression interne de l'eau augmente au point que les grains perdent le contact entre eux, et la résistance du sol diminue. Ce phénomène sismique typique, bien que peu fréquent, a touché certaines régions d'Haïti lors du tremblement de terre de 201014,15].
Le séisme de magnitude 7,2, objet de notre étude, s'est produit le samedi 14 août 2021 à 8h29, heure locale. Son épicentre se situait en zone rurale de la région des Nippes, à 13 km au sud-est de Petit-Troup de Nippes et à 125 km au sud-ouest de Port-au-Prince [ 1 ]. Ce séisme a été généré par une faille inverse aveugle, suivie d'une faille décrochante qui a activé un réseau de failles fragmentées à l'ouest de l'hypocentre [ 2 , 16 ]. Cette rupture multifailles semble non alignée avec la limite entre les plaques caraïbe et nord-américaine, ce qui indique un système de failles régional et très variable [ 17 , 18 ]. L'hypocentre est peu profond (10 km), l'accélération maximale du sol est de 0,78 g (voir figure 1 ) et l'indice d'intensité de Mercalli modifié a atteint le niveau indiqué.
Fig. 1. Accélération maximale du sol (PGA) et épicentre du séisme (données extraites de l'USGS [ 1 ]).
de IX [ 1 ] a entraîné un mouvement de terrain permanent pouvant atteindre 40 cm et un développement des failles vers l'ouest depuis l'épicentre [ 19 ]. L'analyse menée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA et le California Institute of Technology a montré un déplacement permanent du sol pouvant atteindre 40 cm et un développement des lignes de faille vers l'ouest à partir de l'épicentre. La catastrophe a touché environ 800 000 personnes dans les régions des Nippes, de la Grand'Anse et du Sud [ 3 , 4 ]. La pandémie de COVID-19, les troubles consécutifs à l'assassinat du président haïtien et la dépression tropicale Grace, qui a frappé la côte sud d'Haïti deux jours après le séisme, ont encore aggravé la situation d'urgence [ 4 ].
L'environnement bâti haïtien
L'environnement bâti haïtien se compose principalement d'habitats informels en maçonnerie traditionnelle et de bâtiments en bois et en pierre. Ces derniers, plus fréquents en milieu rural, sont constitués d'une ossature bois et d'une toiture, avec des murs de remplissage en maçonnerie de pierre non armée (voir Fig. 2 ). Il s'agit généralement de bâtiments de plain-pied, dont le rez-de-chaussée peut être en terre crue ou en dalle de béton. Les poteaux en bois sont encastrés dans le rez-de-chaussée et reliés aux poutres par un système d'entaille et de cheville ; leur espacement est de 60 à 100 cm. Les autres fixations sont principalement des entailles, des clous et, plus rarement, des cordes. La toiture est une charpente en bois, soutenue également par des poteaux intérieurs et recouverte de tôles ondulées. Les murs de remplissage en pierre non armée ne sont pas reliés à l'ossature bois. Les pierres sont généralement anguleuses, le mortier peut être à base de terre ou contenir du ciment. Les ouvertures sont encadrées de bois et souvent enduites de plâtre. La surface au sol typique est comprise entre 15 et 50 m², et les murs intérieurs et extérieurs sont construits selon la même technique.
Les bâtiments vernaculaires haïtiens sont reconnus pour leur comportement sismique globalement positif et témoignent de la valeur du savoir-faire technique autochtone [ 20 , 21 ]. La toiture est légère et la majeure partie du poids sismique est supportée par les murs en maçonnerie non armée. Les charpentes en bois maintiennent la maçonnerie non armée, créant ainsi un système de résistance particulièrement efficace dans son plan et optimisé hors de celui-ci, les parties en maçonnerie non armée étant de dimensions limitées. Malgré leurs performances positives lors de séismes passés, les techniques traditionnelles haïtiennes, que nous aborderons partiellement ici, restent peu étudiées dans la littérature actuelle [ 22 ]. Nos résultats concernant leur performance sismique et les systèmes structuraux résistant aux charges verticales et horizontales sont présentés dans la section 4.4.
Nous désignons ici par « maçonnerie confinée » (MC) les bâtiments présentant des poteaux et des poutres légèrement armés, avec des murs de remplissage en blocs de béton non armé. Les fondations sont généralement superficielles, le plus souvent de type dalle sur terre-plein. Les planchers, en béton armé, fonctionnent comme des diaphragmes rigides : bien que lourds, ils répartissent efficacement les efforts horizontaux entre les éléments structuraux verticaux. La toiture, légère et généralement en pente, est constituée de bois et de tôles ondulées métalliques ; toutefois, notamment en milieu urbain, elle peut être plate et en béton armé. La plupart de ces bâtiments sont de plain-pied ou à un étage, avec une surface au sol de 15 à 80 m². Souvent, les matériaux de construction sont de mauvaise qualité, le personnel qualifié n’intervient pas dans le processus de construction et le comportement sismique de la MC est variable [ 10 , 23 , 24 ]. Après le séisme de 2010, l’inadéquation des méthodes et des matériaux de construction en MC a été identifiée comme l’une des principales causes de la dévastation [ 10 ].
La maçonnerie confinée peut constituer une typologie efficace pour résister aux forces horizontales, à condition que les détails structurels et la qualité des matériaux soient adéquats [ 25 ]. La maçonnerie confinée permet de confiner et de réduire la taille des murs en maçonnerie non armée (MNA) grâce à des éléments horizontaux et verticaux en béton armé. La résistance aux forces horizontales est principalement assurée par la réaction des murs dans leur plan, la résistance hors plan étant mineure. Comme illustré sur la figure 3 , un mur en maçonnerie confinée correctement est imbriqué avec les poteaux et les poutres coulés après sa construction. Ainsi, la structure en béton légèrement armé et les murs de remplissage en MNA collaborent, surpassant la performance sismique qu'ils auraient individuellement. Le MTPTC a mis à disposition gratuitement des directives couvrant l'ensemble du processus de construction de la maçonnerie confinée [ 5 ] ; il s'agit d'un document fiable et efficace auquel les maçons et les maîtres d'ouvrage peuvent se référer (voir figures 3 et 14 ).
Les cadres en béton armé pur, où les murs de remplissage sont construits après le cadre, sont également présents de manière mineure dans l'environnement bâti local (voir Fig.
3Selon CM, la qualité du matériau est faible et le nombre et la taille des barres d'armature sont inadéquats.
Fig. 2. Bâtiments en bois et en pierre endommagés (Les Cayes et Cavaillon, 2021).
Fig. 3. À gauche : bâtiment en béton armé (Les Cayes, 2021). Au centre : construction correcte d’un mur en béton armé (L’Asile, 2022). À droite : détail d’un mur en béton armé selon les directives MTPTC.
Méthodologie
À la suite du séisme du 14 août 2021, le gouvernement haïtien, par l'intermédiaire du MTPTC (Ministère des Travaux publics, Transports et Communications) et du BTB (Bureau d'évaluation technique des bâtiments), avec des fonds fournis par la Banque mondiale, un soutien logistique fourni par l'UNOPS (Bureau des Nations Unies pour les services d'appui aux projets) et un soutien technique fourni par Miyamoto International, a mis en œuvre un programme d'évaluation des dommages et de réparation qui couvrait les régions du Sud, de la Grande Anse et des Nippes.
Une formation de trois jours a été dispensée à 550 ingénieurs dans plusieurs villes d'Haïti (Port-au-Prince, Les Cayes, Jérémie et Ansé-à-Veu). Cette formation portait sur les procédures d'évaluation de la sécurité des bâtiments après un séisme, conformément à la norme ATC-20 [ 6 ], adaptée au contexte local et aux directives officielles du MTPTC [ 5 ]. Dans les années 1980, l'Applied Technology Council s'est associé à la Structural Engineers Association of California (SEAOC), au California Office of Emergency Services (OES), au California Office of Statewide Health Planning and Development (OSHPD) et à la Federal Emergency Management Agency (FEMA) afin d'élaborer des directives pour l'évaluation de la sécurité des bâtiments après un séisme. Depuis le séisme de 2010, le gouvernement haïtien a adopté la norme ATC-20 comme référence pour l'évaluation de la sécurité des bâtiments, en adaptant son cadre aux typologies de construction haïtiennes [ 12 ]. Considérant également que les ingénieurs locaux les connaissaient déjà, la réponse au séisme de 2021 a adopté les directives ATC-20 comme référence. La formation portait sur les principes du génie parasismique (par exemple, les méthodes de mesure des séismes, la sismicité en Haïti, les typologies de construction, les principes de ductilité, les périodes de vibration, les éléments non structuraux, les risques géotechniques et la liquéfaction), les faiblesses structurelles typiques (par exemple, les irrégularités verticales et horizontales, les étages mous, les colonnes captives, les chocs, les effets de torsion), les détails du processus d'évaluation (par exemple, l'évaluation initiale, détaillée et technique, les étapes de l'évaluation, la santé et la sécurité, la différence entre sécurité et dommages), les étiquettes d'évaluation des dommages (vert – inspecté et sûr, jaune – utilisation restreinte et rouge – dangereux), les détails typiques de réparation et les spécifications techniques de réparation. La sélection des ingénieurs a été déterminée par une évaluation post-formation, ce qui a permis de déployer 380 ingénieurs sur le terrain.
Entre octobre 2021 et février 2022, une équipe de 574 professionnels a mis en œuvre la collecte de données pour l'évaluation des dommages et des réparations. Chaque division était composée de trois équipes de six ingénieurs chacune, dirigées par un chef de division, soit un total de 19 ingénieurs par division. Pour les évaluations des dommages et des réparations, les ingénieurs travaillaient par binômes, avec l'appui d'un coordinateur de liaison (180 au total). Sur le terrain, 20 divisions au maximum ont été déployées, comprenant 300 ingénieurs évaluateurs, ainsi que 60 ingénieurs évaluateurs faisant également office de chefs d'équipe, et 20 chefs de division, soit un total de 380 ingénieurs MTPTC. Ces derniers étaient encadrés par 14 experts de Miyamoto International.
Les évaluations ont débuté aux Cayes, ville la plus touchée par le séisme, ainsi qu'à Jérémie et Anse-à-Veu. L'objectif était de visiter les zones les plus sinistrées des régions du Sud, de la Grande Anse et des Nippes. La stratégie de déploiement était révisée chaque semaine et les plans des zones à couvrir étaient distribués à chaque chef de division. Les équipes, se déplaçant le long des routes principales et secondaires, évaluaient tous les bâtiments (résidentiels, commerciaux, industriels, religieux, administratifs, scolaires, de santé, etc.) auxquels elles pouvaient accéder, après avoir obtenu l'autorisation de l'occupant. Le but du projet était d'évaluer le plus grand nombre possible de bâtiments dans les zones désignées. Si un bâtiment était inoccupé, la communauté locale était sollicitée pour contacter le propriétaire. Si l'évaluation du bâtiment était impossible, l'équipe poursuivait son chemin. Les enquêteurs s'éloignaient progressivement des principales villes et villages pour se diriger vers les zones rurales. Une fois arrivés dans des zones non endommagées, ils étaient redéployés vers d'autres localités identifiées par les autorités comme étant touchées par le séisme. L'avancement des opérations était suivi grâce aux cartes ArcGIS et coordonné avec les autorités locales. Haïti est l'un des pays les plus pauvres du monde [ 26 , 27 ], où les établissements informels sont extrêmement répandus et où le registre foncier est mal tenu [ 28 , 29 ]. De ce fait, il est impossible de calculer un indice d'exhaustivité des inspections.
Lors de chaque visite sur site, l'évaluation comportait deux volets : le chargé de mobilisation sociale menait une enquête sociale afin de recueillir des données sur la vulnérabilité des ménages et sur l'impact du séisme sur leurs moyens de subsistance. Par ailleurs, les ingénieurs réalisaient une expertise technique, axée sur les dommages subis par le bâtiment et, le cas échéant, sur la stratégie de réparation. Cette dernière était conforme aux normes ATC-20 et MTPTC. Les données recueillies comprenaient les caractéristiques générales du bâtiment (par exemple, surface au sol, année de construction et/ou de rénovation, nombre d'étages, technique de construction, type de toiture, type de murs, type de fondations) et le niveau de dommages (nul, mineur, modéré ou majeur) pour chaque type d'élément structurel et non structurel (par exemple, fondations, murs, dalles, toiture, poteaux, poutres, parapets). Une étiquette était attribuée à chaque bâtiment : verte (occupable en toute sécurité), jaune (accès restreint) et rouge (non sécuritaire, accès interdit). L'étiquette était apposée sur la façade principale, à proximité du code QR qui identifie le bâtiment de manière unique. Si des dommages survenaient et que le bâtiment était réparable conformément aux directives MTPTC, une évaluation des réparations était effectuée. Les directives MTPTC s'appliquent uniquement aux structures en maçonnerie confinée et attribuent un code à chaque type de réparation typique (par exemple A1 – remplacement d'un mur fissuré dans son plan, D1 –
Remplacement de linteau, F3 – réparation de fissure importante). Les ingénieurs ont pris des photos et enregistré les mesures de chaque type de réparation.
L'intégralité de la campagne de collecte de données a été réalisée numériquement : les ingénieurs et les intervenants sociaux ont utilisé une tablette et l'application open source KoBoToolbox [ 30 ] pour enregistrer les évaluations. Les questions les plus importantes (par exemple, le nom du bâtiment, sa réparabilité) étaient obligatoires et l'enquête ne pouvait être validée sans réponse. Cette procédure a permis de limiter les pertes de données. En cas d'effondrement du bâtiment, les informations relatives à ses caractéristiques (par exemple, la surface au sol, l'usage du bâtiment, son âge, son type de construction) étaient souvent impossibles à recueillir. Les ingénieurs ont alors répondu en fonction des informations confirmées par les propriétaires ou les locataires, et de leurs observations. Les données collectées ont été suivies et analysées en temps réel par une équipe internationale d'experts à l'aide d'ArcGIS et de Power BI. Les erreurs récurrentes ont été identifiées au cours de la campagne et corrigées grâce à une communication régulière et efficace avec l'équipe sur le terrain.
Grâce à un algorithme relié à la base de données, des rapports de dommages et de réparation, incluant les quantités de matériaux nécessaires, étaient générés et téléchargeables par les propriétaires via le code QR apposé sur leur bâtiment lors de la visite. Ces codes QR, imprimés par un fournisseur unique afin d'éviter les doublons, étaient distribués chaque semaine aux responsables de division.
Aperçu des résultats
179 800 bâtiments ont été évalués.
⁃ Environ 600 000 bénéficiaires ont été atteints.
⁃ Environ 10 millions de mètres carrés de bâtiments ont été évalués, avec une moyenne de 60 m² par bâtiment.
⁃ 168 144 étaient principalement destinés à un usage résidentiel (93 %), 4 356 à un usage commercial (2,4 %), 3 209 (1,8 %) à d’autres usages (par exemple, stockage, toilettes,
inconnu), 1871 scolaires (1%), 1318 religieux (0,7%), 351 soins de santé (0,1%), 270 centres communautaires, 174 industriels et 107 gouvernementaux.
- 152 613 bâtiments d'un seul étage (85 %), 16 995 bâtiments de deux étages (9 %), 1 251 bâtiments de trois étages (0,6 %), 123 bâtiments de quatre étages et 29 bâtiments jusqu'à six étages.
⁃ 61 910 bâtiments avaient moins de 10 ans (35 %), 61 323 bâtiments avaient entre 11 et 25 ans (34 %), 26 878 bâtiments avaient entre 26 et 50 ans (15 %), 5 986 avaient plus de 50 ans (3 %) et pour 23 703, l'âge de la construction était inconnu (13 %).
⁃ 88 204 étaient en maçonnerie confinée (49 %), 80 808 dans les techniques traditionnelles locales (44,9 %) (c'est-à-dire clissage ou maçonnerie de bois et de pierre).
8 636 bâtiments sont complètement effondrés (4,8 %), 28 364 sont signalés en rouge (15,8 %), 73 297 en jaune (40,8 %) et 69 503 en vert (38,6 %). La figure 4 illustre la répartition géographique des signalements, tandis que la figure 5 montre leur répartition en fonction des zones d’accélération maximale du sol (PGA). Les bâtiments traditionnels ont subi davantage de dommages que les bâtiments à structure modulaire (CM), mais, comme indiqué dans la méthodologie, les données relatives aux bâtiments effondrés sont malheureusement manquantes (voir tableau 1 ). Leur comportement est analysé plus en détail dans la section 6 .
Les tendances qui ressortent de l'analyse des niveaux de dommages en fonction de l'âge des bâtiments (voir tableau 2 et figure 6 ) montrent que le pourcentage de bâtiments classés « vert » diminue progressivement, tandis que le pourcentage de bâtiments classés « rouge » et de structures totalement effondrées augmente avec l'âge des bâtiments. Le séisme de 2010 a sensibilisé le public aux risques sismiques et aux bonnes pratiques de construction, notamment grâce à la diffusion des directives officielles du ministère de la Construction ; cela a probablement favorisé une amélioration générale des travaux de construction à partir de 2010.
D'autre part, les tendances suggèrent également que le nombre d'étiquettes vertes augmente, tandis que celui des étiquettes rouges diminue avec le nombre d'étages. Ceci pourrait s'expliquer par le fait que 85 % du parc immobilier évalué était de plain-pied et généralement de construction informelle, tandis que les bâtiments comportant un ou plusieurs étages nécessitent des investissements financiers plus importants et, probablement, l'intervention de maçons plus qualifiés, capables de mettre en œuvre des détails structurels de meilleure qualité. De plus, l'architecture vernaculaire, typiquement de plain-pied, s'est avérée particulièrement vulnérable aux dommages. Le tableau 3 montre d'ailleurs que les bâtiments de plusieurs étages sont majoritairement classés en CM. Une autre explication pourrait résider dans le fait que le type d'événement sismique survenu était plus sévère lors des périodes de vibrations des structures de plain-pied.
Étiquettes attribuées aux bâtiments évalués : étiquette verte (occupable en toute sécurité), étiquette jaune (accès restreint), étiquette rouge (dangereux), complètement effondré, pour l’ensemble des données et par typologie de construction (maçonnerie confinée et bâtiments traditionnels).
s
| Nombre total de bâtiments | Bâtiments CM | Bâtiment traditionnel | |||||||
| [N] | [%] | [N] | [%] | [N] | [%] | ||||
| Étiquette verte | 69,503 | 38.6% | 54,784 | 62.1% | 13,988 | 17.3% | |||
| Étiquette jaune | 73,297 | 40.8% | 23,141 | 26.2% | 49,274 | 61% | |||
| Étiquette rouge | 28,364 | 15.8% | 10,279 | 11.7% | 17,546 | 21.7% | |||
| Complètement effondré | 8636 | 4.8% | – | – | – | – | |||
| 179,800 | 100% | 88,204 | 100% | 80,808 | 100% |
Fig. 4. Carte des dégâts (identification des bâtiments) superposée à la carte PGA (accélération maximale du sol) d'Haïti en 2021. Conformément à la carte PGA, la plupart des dégâts sont concentrés à l'ouest de l'épicentre.
Figure 5. Répartition des bâtiments marqués en vert, en jaune, en rouge et des bâtiments complètement effondrés, en fonction des niveaux d'accélération maximale du sol (PGA). (Pour l'interprétation des références aux couleurs dans cette légende, veuillez consulter la version en ligne de cet article.)
- En outre, 70 178 bâtiments (39,1 %) ne nécessitent aucune réparation (soit parce qu'ils sont classés verts, soit parce qu'ils étaient déjà en reconstruction), 62 978 bâtiments (35 %) sont réparables mais les directives MTPTC ne s'appliquent pas (soit parce que la technique de construction n'est pas la maçonnerie confinée, soit parce que la structure du bâtiment est trop complexe et nécessite une évaluation plus approfondie), 26 464 bâtiments (14,7 %) peuvent être réparés conformément aux directives MTPTC, 20 180 bâtiments (11,2 %) ne sont pas réparables ou se sont complètement effondrés (voir tableau 4 ).
Le tableau 5 détaille les dommages subis par les principaux éléments structuraux. Pour les bâtiments modernes et vernaculaires, et conformément aux normes ATC-20, les dommages aux poteaux et aux murs correspondent principalement aux étiquettes jaunes et rouges. Les dommages aux éléments horizontaux, tels que les poutres, les dalles, les escaliers et les balcons, semblent moins fréquents. Les dommages aux murs sont les plus courants ; toutefois, les dommages aux éléments verticaux, tels que les murs et les poteaux, semblent plus importants dans les bâtiments traditionnels.
Des étiquettes ont été attribuées aux bâtiments évalués en fonction de leur âge de construction et du nombre d'étages.
Moins de 10 ans Entre 11 et 25 ans Entre 26 et 50 ans Plus de 50 ans
| [N] | [%] | [N] | [%] | [N] | [%] | [N] | [%] | |||||||
| Étiquette verte | 34,877 | 56% | 21,290 | 35% | 4545 | 17% | 644 | 11% | ||||||
| Étiquette jaune | 19,710 | 32% | 27,678 | 45% | 13,754 | 51% | 2851 | 48% | ||||||
| Étiquette rouge | 5643 | 9% | 9392 | 15% | 6651 | 25% | 1947 | 32% | ||||||
| Complètement effondré | 1680 | 3% | 2963 | 5% | 1928 | 7% | 544 | 9% | ||||||
| 61,910 | 100% | 61,323 | 100% | 26,878 | 100% | 5986 | 100% | |||||||
| À un étage À deux étages À trois étages À plus de quatre étages | ||||||||||||||
| Étiquette verte | 59,207 | 37% | 9307 | 55% | 833 | 66% | 82 | 55% | ||||||
| Étiquette jaune | 67,525 | 42% | 5419 | 32% | 259 | 21% | 51 | 34% | ||||||
| Étiquette rouge | 25,881 | 16% | 2269 | 13% | 159 | 13% | 17 | 11% | ||||||
| 152,613 | 100% | 16,995 | 100% | 1251 | 100% | 129 | 100% | |||||||
Fig. 6. Les bâtiments de plus de 50 ans ont été endommagés en moyenne de manière significativement plus importante que les autres, même dans les zones à faible PGA (par exemple au nord-ouest).
Corrélation entre le type de bâtiment et le nombre d'étages.
À un étage À deux étages À trois étages À plus de quatre étages
| Maçonnerie confinée | 74,705 | 85% | 12,052 | 13% | 1206 | 1.4% | 225 | 0.6% |
| Traditionnel | 75,887 | 93.9% | 4817 | 5.9% | 43 | 0.1% | 16 | 0.1% |
| 152,613 | 100% | 16,995 | 100% | 1251 | 100% | 129 | 100% |
| Tableau 4 |
Réparabilité des bâtiments.
Nombre de bâtiments [N] Pourcentage [%] Aucune réparation nécessaire 70 178 39,1 % Réparable – Les directives MTPTC ne s’appliquent pas 62 978 35 % Réparable – Les directives MTPTC s’appliquent 26 464 14,7 % Non réparable ou effondré 20 180 11,2 %
179 800 100 %
Dommages aux principaux éléments structuraux par étiquette de bâtiment et par typologie de construction (les pourcentages indiquent le niveau de dommage, qui peut être nul, mineur, modéré et majeur, pour chaque étiquette).
| MAÇONNERIE CONFINÉE | |||||||
| Étiquette verte | Étiquette jaune | Étiquette rouge | Dans l'ensemble | ||||
| dommages aux murs intérieurs et extérieurs | Nul | 26,009 (47.5%) | 716 (3%) | 289 (3%) | 27,014 (31%) | ||
| Mineure | 28,123 (51.4%) | 4147 (18%) | 475 (5%) | 32,745 (37%) | |||
| Modéré | 546 (1%) | 16,402 (31%) | 2084 (20%) | 19,032 (21%) | |||
| Majeur | 91 (0.1%) | 1774 (8%) | 7414 (72%) | 9279 (11%) | |||
| Les colonnes sont endommagées | Nul | 48,959 (89.4%) | 14,356 (24.4%) | 1828 (18%) | 65,143 (74%) | ||
| Mineure | 5703 (10.4%) | 5553 (24%) | 1565 (15%) | 12,821 (15%) | |||
| Modéré | 83 (0.1%) | 2989 (13%) | 3484 (34%) | 6556 (7%) | |||
| Majeur | 24 (0.1%) | 140 (0.6%) | 3385 (33%) | 3549 (4%) | |||
| Les planchers, les toits et les poutres sont endommagés | Nul | 49,317 (90%) | 16,244 (70%) | 4329 (42%) | 69,890 (79%) | ||
| Mineure | 5323 (9.8%) | 4426 (19%) | 1480 (14%) | 11,229 (13%) | |||
| Modéré | 104 (0.1%) | 2246 (10%) | 2265 (22%) | 4615 (5%) | |||
| Majeur | 25 (0.1%) | 122 (1%) | 2188 (22%) | 2335 (3%) | |||
| Les escaliers, les parapets et les balcons sont endommagés | Nul | 51,624 (94.2%) | 19,856 (86%) | 7299 (71%) | 78,779 (89%) | ||
| Mineure | 3062 (5.6%) | 2301 (10%) | 985 (10%) | 6348 (7%) | |||
| Modéré | 67 (0.1%) | 811 (3%) | 891 (8%) | 1769 (2%) | |||
| Majeur | 16 (0.1%) | 71 (1%) | 1087 (11%) | 1174 (2%) | |||
| TRADITIONNEL | |||||||
| Étiquette verte | Étiquette jaune | Étiquette rouge | Dans l'ensemble | ||||
| dommages aux murs intérieurs et extérieurs | Nul | 6337 (45.3%) | 4334 (9%) | 1304 (7%) | 11,975 (15%) | ||
| Mineure | 7276 (52%) | 5534 (11%) | 407 (3%) | 13,217 (16%) | |||
| Modéré | 322 (2.3%) | 32,526 (66%) | 3507 (20%) | 36,335 (45%) | |||
| Majeur | 51 (0.4%) | 6867 (14%) | 12,321 (70%) | 19,239 (24%) | |||
| Les colonnes sont endommagées | Nul | 12,457 (89.1%) | 32,349 (65.7%) | 5339 (30%) | 50,145 (62%) | ||
| Mineure | 1454 (10.4%) | 10,027 (20.3%) | 2083 (12%) | 13,564 (17%) | |||
| Modéré | 61 (0.4%) | 6557 (13.3%) | 4999 (28%) | 11,617 (14%) | |||
| Majeur | 14 (0.1%) | 328 (0.7%) | 5118 (30%) | 5460 (7%) | |||
| Les planchers, les toits et les poutres sont endommagés | Nul | 12,796 (91.5%) | 41,068 (83%) | 11,645 (67%) | 65,509 (81%) | ||
| Mineure | 1137 (8.1%) | 4535 (9%) | 1453 (8%) | 7125 (9%) | |||
| Modéré | 44 (0.3%) | 3510 (7%) | 1984 (11%) | 5538 (7%) | |||
| Majeur | 9 (0.1%) | 148 (1%) | 2457 (14%) | 2614 (3%) | |||
| Les escaliers, les parapets et les balcons sont endommagés | Nul | 13,087 (93.6%) | 43,882 (89%) | 13,840 (79%) | 70,809 (88%) | ||
| Mineure | 853 (6.1%) | 3053 (6%) | 961 (5%) | 4867 (6%) | |||
| Modéré | 39 (0.2%) | 2197 (4%) | 1037 (6%) | 3273 (4%) | |||
| Majeur | 7 (0.1%) | 129 (1%) | 1701 (10%) | 1837 (2%) | |||
Cela corrobore les observations de terrain (voir section 6.2 ). Il convient de noter le manque de données sur les bâtiments totalement effondrés, données qui permettraient de mieux comprendre l'ampleur des dégâts subis par les différents types de bâtiments.
À l’instar de l’approche utilisée pour évaluer les dommages subis par les églises après les séismes de 2016 en Italie [ 31 ], l’enquête a recueilli des données sur chaque mécanisme de dommage (voir tableau 6 ), lesquelles peuvent être associées à un détail de réparation conformément aux directives MTPTC. Plus d’un quart des types de réparation recensés consistent en le remplacement de murs présentant des ouvertures endommagées par cisaillement dans leur plan (en forme de X), suivi par la réparation des fissures et la remise en état des assemblages (ou clés ) des murs.
Les dégâts sont répartis dans les régions occidentales d'Haïti (départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes). Conformément aux zones d'accélération maximale du sol (PGA), la plupart des dégâts semblent s'être développés à l'ouest de l'épicentre (voir figures 1 et 4 ). Suivant une méthodologie comparable à celle adoptée pour le séisme indonésien de 2016 [ 32 ], les résultats des évaluations des dégâts (étiquettes vertes, jaunes et rouges) ont été comparés au mouvement du sol (PGA) (voir figure 5 ). Il apparaît ainsi que les étiquettes vertes prédominent dans les zones de faible PGA et diminuent progressivement en se déplaçant vers les zones de forte PGA ; tandis que les étiquettes rouges et les bâtiments effondrés augmentent progressivement avec le niveau de PGA. La proportion de bâtiments étiquetés en jaune semble être approximativement constante dans toutes les zones. Par souci de clarté, le tableau 7 présente le nombre de bâtiments évalués dans chaque zone de PGA, car les zones de 0,1 à 0,16 g et de 0,65 à 0,78 g sont considérablement plus petites et situées en zones rurales, sans agglomération importante. Par conséquent, le niveau d'évaluation est inférieur à celui des autres domaines PGA.
Suivant une approche similaire à celle utilisée en Croatie en 2020 [ 33 ], les dommages ont été analysés en fonction des caractéristiques des bâtiments : la figure 6 montre que les bâtiments de plus de 50 ans ont été significativement plus affectés par le séisme, même dans les zones à faible accélération maximale du sol (comme le nord-ouest). Voir également les tableaux 1, 2 et 8 et la section 5.2 pour les corrélations entre l’étiquette des bâtiments et leur typologie de construction, leur âge et le nombre d’étages.
Pour plus de 4 000 bâtiments, d'importants mouvements de sol ont été observés aux alentours. Ces bâtiments sont majoritairement signalés par des étiquettes rouges (87 % rouges, 12 % jaunes et 1 % vertes) et leur répartition ne semble pas directement liée aux niveaux d'accélération maximale du sol (PGA) (voir figure 7 ). En effet, une liquéfaction a été observée dans plusieurs zones où la PGA était inférieure à 0,4 g (voir section 6.1 et figure 12 ), ce qui pourrait expliquer en partie la présence d'étiquettes rouges dans les zones à faible PGA, car elle a provoqué des inclinaisons, des dommages aux fondations et aux dalles. Les autres étiquettes rouges dans les zones à faible PGA pourraient être dues à la faible qualité des bâtiments en béton préfabriqué et à la forte fragilité de l'architecture vernaculaire, comme indiqué dans les sections 6.1 et 6.2 .
Le tableau 8 confirme la prédominance des bâtiments de plain-pied (voir également le tableau 3 ), les constructions à plusieurs niveaux étant plus fréquentes en maçonnerie traditionnelle qu'avec les techniques traditionnelles locales. De plus, ces dernières semblent plus vulnérables aux dommages que les bâtiments en maçonnerie traditionnelle, indépendamment de la zone d'impact de l'accélération maximale du sol (PGA) et du nombre d'étages. Tant les bâtiments en maçonnerie traditionnelle que les bâtiments vernaculaires présentent une augmentation des dommages avec l'élévation de la PGA. On constate également que les zones géographiques ayant subi les niveaux de PGA les plus élevés sont majoritairement rurales et présentent, de fait, une proportion plus importante de bâtiments vernaculaires.
Nombre de bâtiments étiquetés en vert, en jaune, en rouge et complètement effondrés associés aux niveaux de PGA.
| Étiquette verte | Étiquette jaune | Étiquette rouge | Effondré | |||||
| 0.1–0,16 g | 1657 | 56% | 1020 | 34% | 251 | 9% | 43 | 1% |
| 0.16–0,4 g | 39,302 | 46% | 33,262 | 39% | 11,067 | 13% | 1804 | 2% |
| 0.4–0,5 g | 22,790 | 37% | 26,131 | 42% | 10,101 | 15% | 3020 | 5% |
| 0.5–0,65 g | 5405 | 20% | 11,871 | 45% | 6095 | 23% | 3178 | 12% |
| 0.65–0,78 g | 277 | 11% | 970 | 37% | 812 | 31% | 552 | 21% |
Corrélation entre l'étiquette, le type de construction, le nombre d'étages et le niveau PGA.
Un étage, deux étages, trois étages ou plus
Étiquette verte Étiquette jaune Étiquette rouge Étiquette verte Étiquette jaune Étiquette rouge Étiquette verte Étiquette jaune Étiquette rouge 0,1–0,16 g PGA 0,1–0,16 g PGA 0,1–0,16 g PGA
| CM | 1318 | 87% | 264 | 28% | 39 | 17% | 107 96% | 19 | 24% | 7 | 32% | 3 100% | 0 | – | 0 | – | ||
| Traditionnel | 196 | 13% | 669 | 72% | 187 | 83% | 5 4% | 61 | 76% | 15 | 68% | 0 0% | 0 | – | 0 | – | ||
| 0.16–0,4 g PGA | 0.16–0,4 g PGA | 0.16–0,4 g PGA | ||||||||||||||||
| CM | 24086 74% | 8370 | 29% | 2560 | 28% | 4926 87% 1578 | 44% | 609 | 40% | 608 99% 210 | 89% | 109 | 92% | |||||
| Traditionnel | 8499 | 26% | 20623 | 71% | 6542 | 72% | 719 | 13% 1992 | 56% | 895 | 60% | 7 | 1% | 25 | 11% | 10 | 8% | |
| 0.4–0,5 g PGA | 0.4–0,5 g PGA | 0.4–0,5 g PGA | ||||||||||||||||
| CM | 16079 83% | 8473 | 35% | 4127 | 44% | 2871 95% | 699 | 55% | 302 | 65% | 270 100% 46 | 85% | 38 | 93% | ||||
| Traditionnel | 3220 | 17% | 16020 | 65% | 5351 | 56% | 162 | 5% | 568 | 45% | 164 | 35% | 1 | 0% | 8 | 15% | 3 | 7% |
| 0,5 – 0,65 g de PGA 0,5 – 0,65 g de PGA 0,5 – 0,65 g de PGA | ||||||||||||||||||
| CM | 3972 79% | 2938 | 26% | 2156 | 37% | 430 | 91% | 335 | 73% | 159 | 69% | 24 | 96% | 20 | 95% | 13 | 81% | |
| Traditionnel | 1061 21% | 8361 | 74% | 3619 | 63% | 40 | 9% | 124 | 27% | 72 | 31% | 1 | 4% | 1 | 5% | 3 | 19% | |
| 0,65 – 0,78 g de PGA 0,65 – 0,78 g de PGA 0,65 – 0,78 g de PGA | ||||||||||||||||||
| CM | 201 | 73% | 161 | 17% | 151 | 19% | 1 100% | 2 | 100% | 7 | 100% | 0 | – 0 | – 0 – | ||||
| Traditionnel | 75 | 27% | 805 | 83% | 659 | 81% | 0 0% | 0 | 0% | 0 | 0% | 0 | – 0 | – 0 – | ||||
Fig. 7. Bâtiments où un mouvement de sol important a été constaté (4 025).
Différentes typologies de construction et leurs performances
Comparativement au séisme de 2010, la qualité des infrastructures s'est peut-être améliorée, mais surtout dans les zones touchées par cet événement sismique (par exemple, Port-au-Prince). Par conséquent, elles restent insuffisantes pour résister aux contraintes sismiques qui caractérisent Haïti.
Vulnérabilités typiques observées.
Dans le cadre de la construction de logements dits « incrémentaux », on a tendance à ajouter autant d’étages que possible au fil des ans, laissant ainsi les barres de départ des colonnes exposées aux intempéries pendant une durée indéterminée (voir Fig. 8 ). Ceci est également conforme aux recherches de Davy en Haïti [ 34 ].
⁃ La qualité des matériaux utilisés et des travaux de construction est médiocre (voir Fig. 8 et 9 ), comme l’ont déjà constaté d’autres études [ 10 , 34 , 35 ].
- Des recouvrements et une longueur de développement des barres d'armature inadéquats. Souvent, dans les poutres et les colonnes, les étriers sont absents (voir Fig. 9 ).
Des étages supplémentaires sont construits bien des années plus tard : les barres d’armature sont rouillées et les planchers ne sont plus alignés (voir fig. 8 et 9 ). De plus, la proximité de la mer favorise la corrosion des armatures et l’écaillage du béton.
La liaison entre les murs de remplissage et les poteaux est insuffisante : dans la structure CM, les poteaux et les poutres doivent collaborer avec les murs (voir figures 11 et 13 ). Cela peut également être l’une des causes des dommages prédominants aux murs, comme indiqué dans les tableaux 4 et 5.
Les panneaux muraux non renforcés sont trop grands et sujets à une rupture hors plan (voir Fig. 11 ). Cela peut également être l'une des causes des dommages prédominants aux murs, comme indiqué dans les tableaux 4 et 5.
Une liquéfaction importante des sols a été observée aux Cayes et dans d'autres zones géographiques (voir fig. 7 ), entraînant l'inclinaison de plusieurs bâtiments. Dans ces cas, la superstructure pouvait subir des dommages mineurs ou la dalle sur terre-plein pouvait se fissurer sous l'effet du tassement (voir fig. 12 ).
Fig. 8. Plancher supplémentaire non aligné avec les colonnes inférieures et avec des barres de départ rouillées (à gauche), coulage de béton où les agrégats sont concentrés au fond (au centre), dessous d'une dalle de béton où des barres rouillées ont écaillé le revêtement de béton (à droite) (Les Cayes, 2021).
Fig. 9. Barres récupérées dans des bâtiments effondrés, redressées et prêtes à être vendues au marché des Cayes (à gauche), poutre en béton sans étriers et armature rouillée qui recouvre le béton écaillé (au centre), escalier (à droite) (Les Cayes, 2021).
Fig. 10. Effondrement en « crêpes » (à gauche), effondrement en « étage mou » (au centre), dommages à la colonne (à droite) (Les Cayes, 2021).
Fig. 11. Effondrement d'un mur sans connexion aux murs perpendiculaires (à gauche), fissures courant indifféremment sur les murs, les colonnes et les poutres (à droite) (Les Cayes, 2021).
Les bâtiments construits selon les normes de construction traditionnelle (CM) comportaient des bandes parasismiques horizontales renforcées au niveau des appuis de fenêtre et des linteaux, ainsi que des bandes verticales renforcées permettant de réduire l'épaisseur des panneaux muraux, des colonnes et des bandes verticales, le tout étant lié aux murs de maçonnerie. Ces bâtiments ont présenté des performances nettement supérieures à celles des bâtiments porteurs et des bâtiments CM de mauvaise qualité (voir figures 10, 11 et 13 ).
Les directives du MTPTC [ 5 ] sont disponibles gratuitement pour les maçons et le grand public. Ce sont des normes rigoureuses et techniquement fiables pour la construction de bâtiments, couvrant tous les aspects de la construction. Malheureusement, la plupart des bâtiments ne semblent pas s'y conformer. Le MTPTC, l'UNOPS et Miyamoto mènent actuellement une campagne de formation à destination des propriétaires et des maçons, qui bénéficie à environ 12 000 personnes dans les départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes. L'objectif est de promouvoir la stratégie « Reconstruire en mieux » et de mieux familiariser les acteurs locaux avec les normes appropriées.
La technique de construction traditionnelle des maisons combine deux systèmes structurels très différents : (i) la charpente en bois, composée de poteaux, de poutres et d’une toiture en bois. C’est un élément très léger et flexible. Et (ii) les murs en maçonnerie de pierre, un élément lourd et peu ductile (voir Fig. 14 ).
Fig. 12. Bâtiment en attente en raison de la liquéfaction (à gauche), tassement du bâtiment dû à la liquéfaction (au centre), remontée de sable due à la liquéfaction (à droite) (Les Cayes, 2021).
Fig. 13. Maçonnerie porteuse (à gauche), maçonnerie confinée (à droite) (Cavaillon, 2021).
Fig. 14. Maison traditionnelle typique endommagée (Les Cayes 2021 et Cavaillon 2021).
Le comportement sismique observé est le suivant : ces deux systèmes distincts collaborent pour résister aux forces verticales de gravité permanentes. Cependant, lors de séismes, le système se découple de ses deux composantes. La composante lourde et non ductile (les murs de pierre) s’effondre, tandis que la composante légère et flexible (la structure en bois) résiste aux forces horizontales. En effet, la flexibilité de la structure en bois ne peut être compensée par les murs de remplissage en maçonnerie, et les pierres se détachent des murs. Dès lors, la structure en bois, légère et flexible, supporte un poids sismique très faible et peut résister aux forces horizontales en dissipant l’énergie au niveau de ses joints. Ceci concorde avec les résultats présentés dans le tableau 4 , qui montrent que les dommages aux murs constituent le type de dommage le plus fréquent, quelle que soit la catégorie attribuée.
Le système est découplé en ses deux composantes car les murs de remplissage et les éléments en bois ne sont pas reliés entre eux. Les murs ne peuvent transmettre la charge horizontale à la structure en bois. De ce fait, ils s'effondrent hors plan et ne peuvent développer de contreventement diagonal, ce qui rigidifierait la structure en compression. Comme indiqué dans d'autres études [ 20-22 ], les auteurs ont observé une performance sismique globalement satisfaisante de ces bâtiments vernaculaires, les effondrements complets et les pertes de vies humaines étant extrêmement rares.
Comparaison entre les séismes d'Haïti de 2010 et 2021
Comparativement au séisme de 2010 [ 12 ], qui a fortement touché la capitale densément peuplée, Port-au-Prince, et ses environs, le séisme de 2021 avait son épicentre en zone rurale et a affecté des villes moyennes et de petits villages sur une zone plus étendue. Les établissements sont tout aussi informels et non réglementés ; cependant, étant plus ruraux, près de la moitié des bâtiments évalués sont construits selon des techniques vernaculaires (par exemple, en bois et en pierre). Le CM représente l’autre moitié des bâtiments évalués et présente des critiques.
Des caractéristiques similaires à celles identifiées en 2010 [ 10 , 12 ] – faible qualité des matériaux de construction et détails structurels inadéquats – ont été constatées. La fissuration des murs est le type de dommage prédominant pour les deux séismes. Les auteurs estiment que la mise en œuvre des normes MTPTC pour la construction de bâtiments, élaborées après le séisme de 2010, est restée principalement cantonnée à la reconstruction autour de Port-au-Prince et n'a pas eu d'impact suffisant sur les bâtiments existants des départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes. De ce fait, la vulnérabilité de cette partie du bâti n'a pas évolué.
Malgré la différence du nombre de victimes (le séisme de 2010 a fait 100 fois plus de morts, voir tableau 9 ), celui de 2021 semble avoir causé davantage de dégâts : 61 % de bâtiments endommagés contre 46 %, et 40,8 % de bâtiments jaunis contre 26 %, bien que les données relatives aux bâtiments effondrés lors du séisme de 2010 soient incertaines. Les auteurs estiment que cela pourrait être dû à (i) un nombre plus élevé de bâtiments totalement effondrés et (ii) une densité de population beaucoup plus importante à Port-au-Prince, comparée aux départements touchés par le séisme de 2021.
Limites
Les données relatives aux bâtiments effondrés sont incomplètes, car il est impossible de recueillir ou de comprendre systématiquement toutes les informations nécessaires (nombre d'étages, usage du bâtiment, typologie de construction, etc.). De ce fait, les données collectées sur certains bâtiments effondrés sont partielles et une analyse susceptible d'apporter des éclairages intéressants sur les structures les plus endommagées lors du séisme ne peut être menée. Par ailleurs, des études géotechniques pourraient analyser l'influence potentielle des effets d'amplification du sol sur les dommages observés. Toutefois, la géologie, la topographie et la localisation des sédiments, susceptibles d'avoir induit des effets de site sur les mouvements sismiques dans le sud-ouest d'Haïti, nécessitent des recherches plus approfondies dans la littérature existante. Les courbes de fragilité définissent la probabilité de dépassement de seuils de dommages spécifiques en fonction de l'intensité sismique, et des analyses prédictives pourront être envisagées une fois que des fonctions d'ajustement (c'est-à-dire des modèles mathématiques capables de décrire la distribution des dommages) auront été identifiées. De futures études axées sur l'ingénierie structurelle avancée et disposant de connaissances adéquates sur certains détails (par exemple la résistance des matériaux de construction) pourraient approfondir l'étude de l'environnement bâti haïtien et de ses performances sismiques potentielles, notamment grâce à des courbes de fragilité et à une analyse prédictive.
Conclusions
Suite au séisme de magnitude 7,2 qui a frappé Haïti en 2021, 179 800 bâtiments ont été évalués en moins de cinq mois. Le bâti des départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes est vulnérable aux risques sismiques, puisque 61 % des bâtiments évalués ont été endommagés. L’ampleur des dommages observés augmente avec l’accélération maximale du sol (PGA) et avec l’âge du bâtiment. La liquéfaction des sols a touché environ 4 000 bâtiments, dont la grande majorité a été classée comme dangereuse. La présence de ces bâtiments classés comme dangereux dans les zones à faible PGA pourrait s’expliquer par la liquéfaction des sols, la faible qualité de construction des bâtiments en construction modulaire et une plus grande vulnérabilité aux dommages des bâtiments traditionnels. Le comportement des bâtiments à plusieurs dalles surélevées s’est avéré meilleur que celui des bâtiments de plain-pied, bien que ces derniers représentent 85 % du parc immobilier évalué et que les données concernant les structures de grande hauteur soient moins nombreuses. Cela pourrait être dû à un processus de construction plus formel pour les bâtiments de grande hauteur, l'architecture vernaculaire étant pratiquement exclue, ou à des caractéristiques inhérentes au mouvement sismique (par exemple, des périodes de vibration plus longues). Le type de dommage le plus fréquent est celui des murs, car ces derniers sont considérés comme l'un des premiers éléments à s'effondrer dans l'architecture vernaculaire et sont généralement de mauvaise qualité dans les constructions mixtes.
Comparativement au séisme de 2010 en Haïti, celui de 2021 a frappé une zone rurale et a touché une portion plus étendue et moins densément peuplée de l'île. Le nombre de victimes est relativement faible, malgré des dégâts plus importants. Ceci est probablement dû à la moindre densité de population et au nombre réduit de bâtiments complètement effondrés.
Les bâtiments en béton armé présentaient des faiblesses structurelles et des types de dommages similaires à ceux observés en 2010. La qualité des matériaux de construction est généralement faible et les détails structurels sont inadéquats (par exemple, armatures insuffisantes et rouillées, enrobage de béton insuffisant, granulats de grande taille et ronds). Cependant, lorsqu'il est bien construit, le béton armé s'est avéré plus résistant que la maçonnerie porteuse. Les réparations les plus fréquentes consistent en le remplacement des murs présentant des fissures de cisaillement dans leur plan, suivi par la réparation des fissures et la réparation des liaisons murales.
En raison de la position de l'épicentre, on a observé davantage de bâtiments traditionnels qu'au séisme de 2010 (près de la moitié des évaluations totales) : la technique vernaculaire la plus courante est la construction à ossature bois avec des murs de remplissage en maçonnerie de pierre non armée. Du point de vue de la protection des personnes, ces bâtiments ont bien résisté : le dommage typique est l'effondrement des murs de remplissage, ce qui libère la structure en bois de la pression sismique des murs
poids micro. Cette recherche rejoint d'autres études qui ont mis en évidence les qualités des techniques traditionnelles, notamment leur résilience face aux aléas naturels.
Les auteurs affirment donc qu'il est nécessaire de renforcer les structures en maçonnerie confinée à travers le pays avant qu'un autre séisme majeur ne survienne. Améliorer la qualité des matériaux de construction et garantir la conformité des détails structurels aux directives du MTPTC sont des priorités.
Nous avons également demandé par courriel si un auteur supplémentaire (mentionné ci-dessus), qui a contribué à la meilleure évaluation possible de l'article, pouvait être ajouté. Nous attendons la décision du comité de rédaction et vous remercions de votre attention.
Déclaration de contribution à la paternité de l'œuvre
H. Kit Miyamoto : Supervision, obtention de financement, conceptualisation. Giulia Jole Sechi : Rédaction – relecture et correction, rédaction – première version, gestion de projet, analyse formelle, curation des données, conceptualisation. Guilaine Victor : Obtention de financement, conceptualisation. Beverly St Come : Ressources, méthodologie, investigation. Mark Broughton : Validation, supervision, méthodologie. Amir SJ Gilani : Validation, supervision, logiciel, méthodologie. Akanksha Singh : Rédaction – relecture et correction.
Déclaration de conflits d'intérêts
Les auteurs déclarent les intérêts financiers et/ou les relations personnelles suivants, susceptibles d’être considérés comme des conflits d’intérêts potentiels : tous les auteurs indiquent avoir bénéficié d’un soutien financier du Bureau des Nations Unies pour les services d’appui aux projets (UNOSAP). Tous les auteurs indiquent avoir des liens avec le Groupe de la Banque mondiale, notamment par le biais de subventions.
Disponibilité des données
Les auteurs n'ont pas l'autorisation de partager les données.
Remerciements
Les auteurs tiennent à exprimer leur profonde gratitude à la Banque mondiale, au MTPTC et à l'UNOPS pour leur soutien financier, technique et logistique essentiel. C'est grâce aux efforts de Raymond Hygin (Ingénieur Directeur des Travaux Publics), Felipe Munevar et Mathieu Bastien (UNOPS), Subhajit Das et Zach Johnson (Miyamoto International), ainsi que de centaines d'autres ingénieurs, animateurs communautaires et chauffeurs, que cette recherche a pu être menée à bien. Un remerciement particulier est adressé à tous les travailleurs qui ont passé de longs mois sur le terrain, malgré le contexte socio-politique difficile que connaît Haïti.
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Suite au séisme de magnitude 7,2 qui a frappé Haïti en 2021, le MTPTC (Ministère des Travaux publics, des Transports et des Communications), l'UNOPS (Bureau des Nations Unies pour les services d'appui aux projets) et Miyamoto International ont mis en œuvre un programme d'évaluation des dommages et des réparations. Entre octobre 2021 et février 2022, 380 ingénieurs formés ont évalué 179 800 bâtiments dans les départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes, touchant ainsi plus de 600 000 personnes. Les évaluations ont été réalisées conformément à la norme ATC-20 et aux normes haïtiennes, grâce à une approche numérique innovante. Plus de 11 000 bâtiments étaient effondrés ou irréparables ; plus de 89 000 bâtiments étaient endommagés et réparables. Environ 88 000 bâtiments étaient en maçonnerie confinée et plus de 26 000 d'entre eux pouvaient être réparés selon les directives du MTPTC. Environ 80 000 bâtiments étaient construits selon les techniques vernaculaires du bois et de la pierre. L’ensemble de données examiné est l’un des plus importants étudiés dans l’histoire humanitaire récente et il est essentiel de tirer des enseignements des séismes passés. Nous analysons ici les faiblesses structurelles observées et les comparons à celles du séisme de 2010.
Introduction
Le 14 août 2021 à 8h29 heure locale, un séisme de magnitude 7,2 a frappé la péninsule de Tiburon, en Haïti, affectant environ 800 000 personnes [ 1 , 2 ]. Avec plus de 2 300 morts et disparus [ 3 ], le séisme de 2021 en Haïti a été le plus meurtrier de l’année. De plus, la réponse d’urgence du gouvernement haïtien et des organisations humanitaires a été compliquée par la pandémie de COVID-19, l’assassinat du président Moïse le 7 juillet 2021 et l’arrivée de la dépression tropicale Grace en Haïti deux jours seulement après le séisme [ 4 ].
En réponse au séisme, le MTPTC (Ministère des Travaux publics, des Transports et des Communications), avec le soutien financier de la Banque mondiale et l’appui organisationnel et technique de l’UNOPS (Bureau des Nations Unies pour les services d’appui aux projets) et de Miyamoto International, s’est fixé pour objectif d’évaluer les dégâts et de définir la stratégie de réparation de 120 000 bâtiments en trois mois. Entre octobre 2021 et février 2022, ce sont au total 179 800 bâtiments qui ont été évalués.
Pour mener des évaluations de cette ampleur, environ 550 ingénieurs ont été formés, parmi lesquels 380 ont été sélectionnés pour effectuer les évaluations sur le terrain. Ces évaluations ont été réalisées conformément aux codes haïtiens [ 5 ] et aux procédures ATC-20 pour les postes
Évaluation de la sécurité sismique des bâtiments [ 6 ]. Ce document est une référence reconnue pour l'évaluation des dommages sismiques [ 7 ] et propose des procédures d'évaluation rapides et détaillées des bâtiments endommagés par un séisme, permettant de les classer comme INSPECTÉS (apparemment sûrs, panneau vert), À ACCÈS LIMITÉ (panneau jaune) ou DANGEREUX (panneau rouge). Grâce à une approche numérique innovante, les ingénieurs du MTPTC ont pu fournir un rapport détaillé sur les dommages et les besoins de réparation lors d'une seule visite sur site d'une durée moyenne de 30 minutes. Une base de données contenant les informations relatives à près de 180 000 bâtiments a ainsi été créée.
Plus de dix ans après le séisme meurtrier de 2010, celui de 2021 a causé des dégâts considérables en Haïti. Les auteurs estiment que tirer les leçons des séismes passés est essentiel pour améliorer la résilience du cadre bâti. La campagne d'évaluation des dommages présentée dans cet article est la plus importante menée en réponse au séisme de 2021 en Haïti. Nous partageons ici nos conclusions sur les dommages sismiques observés, dans l'espoir d'améliorer la qualité des logements et de minimiser l'impact des futures catastrophes naturelles sur la population haïtienne.
Le manuscrit est présenté en trois parties. La première est une analyse contextuelle qui décrit l'aléa sismique et l'environnement bâti qui caractérise Haïti. La deuxième décrit les méthodes utilisées pour réaliser les évaluations des dommages sismiques et des réparations. La troisième présente les résultats quantitatifs et qualitatifs détaillés. Cette dernière partie consiste en une analyse quantitative et qualitative des bâtiments endommagés, de la localisation et de la typologie des dommages, incluant nos observations de terrain concernant les vulnérabilités récurrentes des deux principales typologies de construction rencontrées : la maçonnerie confinée et la technique traditionnelle du bois et de la pierre.
Risque sismique en Haïti
Le risque sismique en Haïti est important sur l'ensemble du territoire [ 8 ] et les infrastructures sont vulnérables aux dommages sismiques [ 9 , 10 ]. Les séismes historiques en Haïti sont réputés pour leur impact considérable, bien que peu fréquents. En 2010, un tremblement de terre de magnitude 7,0, dont l'épicentre se situait près de la capitale Port-au-Prince, a fait environ 300 000 victimes et déplacé plus d'un million de personnes [ 11 , 12 ]. Avant cette catastrophe, des séismes comparables, remontant au XVIIIe siècle (1701, 1751 et 1770), ont engendré une série d'événements sismiques dévastateurs liés au système de failles d'Enriquillo, qui traverse l'île d'Hispaniola [ 13 ].
En raison des secousses sismiques, la liquéfaction des sols peut se produire dans les sols meubles à moyennement granulaires. La pression interne de l'eau augmente au point que les grains perdent le contact entre eux, et la résistance du sol diminue. Ce phénomène sismique typique, bien que peu fréquent, a touché certaines régions d'Haïti lors du tremblement de terre de 201014,15].
Le séisme de magnitude 7,2, objet de notre étude, s'est produit le samedi 14 août 2021 à 8h29, heure locale. Son épicentre se situait en zone rurale de la région des Nippes, à 13 km au sud-est de Petit-Troup de Nippes et à 125 km au sud-ouest de Port-au-Prince [ 1 ]. Ce séisme a été généré par une faille inverse aveugle, suivie d'une faille décrochante qui a activé un réseau de failles fragmentées à l'ouest de l'hypocentre [ 2 , 16 ]. Cette rupture multifailles semble non alignée avec la limite entre les plaques caraïbe et nord-américaine, ce qui indique un système de failles régional et très variable [ 17 , 18 ]. L'hypocentre est peu profond (10 km), l'accélération maximale du sol est de 0,78 g (voir figure 1 ) et l'indice d'intensité de Mercalli modifié a atteint le niveau indiqué.
Fig. 1. Accélération maximale du sol (PGA) et épicentre du séisme (données extraites de l'USGS [ 1 ]).
de IX [ 1 ] a entraîné un mouvement de terrain permanent pouvant atteindre 40 cm et un développement des failles vers l'ouest depuis l'épicentre [ 19 ]. L'analyse menée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA et le California Institute of Technology a montré un déplacement permanent du sol pouvant atteindre 40 cm et un développement des lignes de faille vers l'ouest à partir de l'épicentre. La catastrophe a touché environ 800 000 personnes dans les régions des Nippes, de la Grand'Anse et du Sud [ 3 , 4 ]. La pandémie de COVID-19, les troubles consécutifs à l'assassinat du président haïtien et la dépression tropicale Grace, qui a frappé la côte sud d'Haïti deux jours après le séisme, ont encore aggravé la situation d'urgence [ 4 ].
L'environnement bâti haïtien
L'environnement bâti haïtien se compose principalement d'habitats informels en maçonnerie traditionnelle et de bâtiments en bois et en pierre. Ces derniers, plus fréquents en milieu rural, sont constitués d'une ossature bois et d'une toiture, avec des murs de remplissage en maçonnerie de pierre non armée (voir Fig. 2 ). Il s'agit généralement de bâtiments de plain-pied, dont le rez-de-chaussée peut être en terre crue ou en dalle de béton. Les poteaux en bois sont encastrés dans le rez-de-chaussée et reliés aux poutres par un système d'entaille et de cheville ; leur espacement est de 60 à 100 cm. Les autres fixations sont principalement des entailles, des clous et, plus rarement, des cordes. La toiture est une charpente en bois, soutenue également par des poteaux intérieurs et recouverte de tôles ondulées. Les murs de remplissage en pierre non armée ne sont pas reliés à l'ossature bois. Les pierres sont généralement anguleuses, le mortier peut être à base de terre ou contenir du ciment. Les ouvertures sont encadrées de bois et souvent enduites de plâtre. La surface au sol typique est comprise entre 15 et 50 m², et les murs intérieurs et extérieurs sont construits selon la même technique.
Les bâtiments vernaculaires haïtiens sont reconnus pour leur comportement sismique globalement positif et témoignent de la valeur du savoir-faire technique autochtone [ 20 , 21 ]. La toiture est légère et la majeure partie du poids sismique est supportée par les murs en maçonnerie non armée. Les charpentes en bois maintiennent la maçonnerie non armée, créant ainsi un système de résistance particulièrement efficace dans son plan et optimisé hors de celui-ci, les parties en maçonnerie non armée étant de dimensions limitées. Malgré leurs performances positives lors de séismes passés, les techniques traditionnelles haïtiennes, que nous aborderons partiellement ici, restent peu étudiées dans la littérature actuelle [ 22 ]. Nos résultats concernant leur performance sismique et les systèmes structuraux résistant aux charges verticales et horizontales sont présentés dans la section 4.4.
Nous désignons ici par « maçonnerie confinée » (MC) les bâtiments présentant des poteaux et des poutres légèrement armés, avec des murs de remplissage en blocs de béton non armé. Les fondations sont généralement superficielles, le plus souvent de type dalle sur terre-plein. Les planchers, en béton armé, fonctionnent comme des diaphragmes rigides : bien que lourds, ils répartissent efficacement les efforts horizontaux entre les éléments structuraux verticaux. La toiture, légère et généralement en pente, est constituée de bois et de tôles ondulées métalliques ; toutefois, notamment en milieu urbain, elle peut être plate et en béton armé. La plupart de ces bâtiments sont de plain-pied ou à un étage, avec une surface au sol de 15 à 80 m². Souvent, les matériaux de construction sont de mauvaise qualité, le personnel qualifié n’intervient pas dans le processus de construction et le comportement sismique de la MC est variable [ 10 , 23 , 24 ]. Après le séisme de 2010, l’inadéquation des méthodes et des matériaux de construction en MC a été identifiée comme l’une des principales causes de la dévastation [ 10 ].
La maçonnerie confinée peut constituer une typologie efficace pour résister aux forces horizontales, à condition que les détails structurels et la qualité des matériaux soient adéquats [ 25 ]. La maçonnerie confinée permet de confiner et de réduire la taille des murs en maçonnerie non armée (MNA) grâce à des éléments horizontaux et verticaux en béton armé. La résistance aux forces horizontales est principalement assurée par la réaction des murs dans leur plan, la résistance hors plan étant mineure. Comme illustré sur la figure 3 , un mur en maçonnerie confinée correctement est imbriqué avec les poteaux et les poutres coulés après sa construction. Ainsi, la structure en béton légèrement armé et les murs de remplissage en MNA collaborent, surpassant la performance sismique qu'ils auraient individuellement. Le MTPTC a mis à disposition gratuitement des directives couvrant l'ensemble du processus de construction de la maçonnerie confinée [ 5 ] ; il s'agit d'un document fiable et efficace auquel les maçons et les maîtres d'ouvrage peuvent se référer (voir figures 3 et 14 ).
Les cadres en béton armé pur, où les murs de remplissage sont construits après le cadre, sont également présents de manière mineure dans l'environnement bâti local (voir Fig.
3Selon CM, la qualité du matériau est faible et le nombre et la taille des barres d'armature sont inadéquats.
Fig. 2. Bâtiments en bois et en pierre endommagés (Les Cayes et Cavaillon, 2021).
Fig. 3. À gauche : bâtiment en béton armé (Les Cayes, 2021). Au centre : construction correcte d’un mur en béton armé (L’Asile, 2022). À droite : détail d’un mur en béton armé selon les directives MTPTC.
Méthodologie
À la suite du séisme du 14 août 2021, le gouvernement haïtien, par l'intermédiaire du MTPTC (Ministère des Travaux publics, Transports et Communications) et du BTB (Bureau d'évaluation technique des bâtiments), avec des fonds fournis par la Banque mondiale, un soutien logistique fourni par l'UNOPS (Bureau des Nations Unies pour les services d'appui aux projets) et un soutien technique fourni par Miyamoto International, a mis en œuvre un programme d'évaluation des dommages et de réparation qui couvrait les régions du Sud, de la Grande Anse et des Nippes.
Une formation de trois jours a été dispensée à 550 ingénieurs dans plusieurs villes d'Haïti (Port-au-Prince, Les Cayes, Jérémie et Ansé-à-Veu). Cette formation portait sur les procédures d'évaluation de la sécurité des bâtiments après un séisme, conformément à la norme ATC-20 [ 6 ], adaptée au contexte local et aux directives officielles du MTPTC [ 5 ]. Dans les années 1980, l'Applied Technology Council s'est associé à la Structural Engineers Association of California (SEAOC), au California Office of Emergency Services (OES), au California Office of Statewide Health Planning and Development (OSHPD) et à la Federal Emergency Management Agency (FEMA) afin d'élaborer des directives pour l'évaluation de la sécurité des bâtiments après un séisme. Depuis le séisme de 2010, le gouvernement haïtien a adopté la norme ATC-20 comme référence pour l'évaluation de la sécurité des bâtiments, en adaptant son cadre aux typologies de construction haïtiennes [ 12 ]. Considérant également que les ingénieurs locaux les connaissaient déjà, la réponse au séisme de 2021 a adopté les directives ATC-20 comme référence. La formation portait sur les principes du génie parasismique (par exemple, les méthodes de mesure des séismes, la sismicité en Haïti, les typologies de construction, les principes de ductilité, les périodes de vibration, les éléments non structuraux, les risques géotechniques et la liquéfaction), les faiblesses structurelles typiques (par exemple, les irrégularités verticales et horizontales, les étages mous, les colonnes captives, les chocs, les effets de torsion), les détails du processus d'évaluation (par exemple, l'évaluation initiale, détaillée et technique, les étapes de l'évaluation, la santé et la sécurité, la différence entre sécurité et dommages), les étiquettes d'évaluation des dommages (vert – inspecté et sûr, jaune – utilisation restreinte et rouge – dangereux), les détails typiques de réparation et les spécifications techniques de réparation. La sélection des ingénieurs a été déterminée par une évaluation post-formation, ce qui a permis de déployer 380 ingénieurs sur le terrain.
Entre octobre 2021 et février 2022, une équipe de 574 professionnels a mis en œuvre la collecte de données pour l'évaluation des dommages et des réparations. Chaque division était composée de trois équipes de six ingénieurs chacune, dirigées par un chef de division, soit un total de 19 ingénieurs par division. Pour les évaluations des dommages et des réparations, les ingénieurs travaillaient par binômes, avec l'appui d'un coordinateur de liaison (180 au total). Sur le terrain, 20 divisions au maximum ont été déployées, comprenant 300 ingénieurs évaluateurs, ainsi que 60 ingénieurs évaluateurs faisant également office de chefs d'équipe, et 20 chefs de division, soit un total de 380 ingénieurs MTPTC. Ces derniers étaient encadrés par 14 experts de Miyamoto International.
Les évaluations ont débuté aux Cayes, ville la plus touchée par le séisme, ainsi qu'à Jérémie et Anse-à-Veu. L'objectif était de visiter les zones les plus sinistrées des régions du Sud, de la Grande Anse et des Nippes. La stratégie de déploiement était révisée chaque semaine et les plans des zones à couvrir étaient distribués à chaque chef de division. Les équipes, se déplaçant le long des routes principales et secondaires, évaluaient tous les bâtiments (résidentiels, commerciaux, industriels, religieux, administratifs, scolaires, de santé, etc.) auxquels elles pouvaient accéder, après avoir obtenu l'autorisation de l'occupant. Le but du projet était d'évaluer le plus grand nombre possible de bâtiments dans les zones désignées. Si un bâtiment était inoccupé, la communauté locale était sollicitée pour contacter le propriétaire. Si l'évaluation du bâtiment était impossible, l'équipe poursuivait son chemin. Les enquêteurs s'éloignaient progressivement des principales villes et villages pour se diriger vers les zones rurales. Une fois arrivés dans des zones non endommagées, ils étaient redéployés vers d'autres localités identifiées par les autorités comme étant touchées par le séisme. L'avancement des opérations était suivi grâce aux cartes ArcGIS et coordonné avec les autorités locales. Haïti est l'un des pays les plus pauvres du monde [ 26 , 27 ], où les établissements informels sont extrêmement répandus et où le registre foncier est mal tenu [ 28 , 29 ]. De ce fait, il est impossible de calculer un indice d'exhaustivité des inspections.
Lors de chaque visite sur site, l'évaluation comportait deux volets : le chargé de mobilisation sociale menait une enquête sociale afin de recueillir des données sur la vulnérabilité des ménages et sur l'impact du séisme sur leurs moyens de subsistance. Par ailleurs, les ingénieurs réalisaient une expertise technique, axée sur les dommages subis par le bâtiment et, le cas échéant, sur la stratégie de réparation. Cette dernière était conforme aux normes ATC-20 et MTPTC. Les données recueillies comprenaient les caractéristiques générales du bâtiment (par exemple, surface au sol, année de construction et/ou de rénovation, nombre d'étages, technique de construction, type de toiture, type de murs, type de fondations) et le niveau de dommages (nul, mineur, modéré ou majeur) pour chaque type d'élément structurel et non structurel (par exemple, fondations, murs, dalles, toiture, poteaux, poutres, parapets). Une étiquette était attribuée à chaque bâtiment : verte (occupable en toute sécurité), jaune (accès restreint) et rouge (non sécuritaire, accès interdit). L'étiquette était apposée sur la façade principale, à proximité du code QR qui identifie le bâtiment de manière unique. Si des dommages survenaient et que le bâtiment était réparable conformément aux directives MTPTC, une évaluation des réparations était effectuée. Les directives MTPTC s'appliquent uniquement aux structures en maçonnerie confinée et attribuent un code à chaque type de réparation typique (par exemple A1 – remplacement d'un mur fissuré dans son plan, D1 –
Remplacement de linteau, F3 – réparation de fissure importante). Les ingénieurs ont pris des photos et enregistré les mesures de chaque type de réparation.
L'intégralité de la campagne de collecte de données a été réalisée numériquement : les ingénieurs et les intervenants sociaux ont utilisé une tablette et l'application open source KoBoToolbox [ 30 ] pour enregistrer les évaluations. Les questions les plus importantes (par exemple, le nom du bâtiment, sa réparabilité) étaient obligatoires et l'enquête ne pouvait être validée sans réponse. Cette procédure a permis de limiter les pertes de données. En cas d'effondrement du bâtiment, les informations relatives à ses caractéristiques (par exemple, la surface au sol, l'usage du bâtiment, son âge, son type de construction) étaient souvent impossibles à recueillir. Les ingénieurs ont alors répondu en fonction des informations confirmées par les propriétaires ou les locataires, et de leurs observations. Les données collectées ont été suivies et analysées en temps réel par une équipe internationale d'experts à l'aide d'ArcGIS et de Power BI. Les erreurs récurrentes ont été identifiées au cours de la campagne et corrigées grâce à une communication régulière et efficace avec l'équipe sur le terrain.
Grâce à un algorithme relié à la base de données, des rapports de dommages et de réparation, incluant les quantités de matériaux nécessaires, étaient générés et téléchargeables par les propriétaires via le code QR apposé sur leur bâtiment lors de la visite. Ces codes QR, imprimés par un fournisseur unique afin d'éviter les doublons, étaient distribués chaque semaine aux responsables de division.
Aperçu des résultats
179 800 bâtiments ont été évalués.
⁃ Environ 600 000 bénéficiaires ont été atteints.
⁃ Environ 10 millions de mètres carrés de bâtiments ont été évalués, avec une moyenne de 60 m² par bâtiment.
⁃ 168 144 étaient principalement destinés à un usage résidentiel (93 %), 4 356 à un usage commercial (2,4 %), 3 209 (1,8 %) à d’autres usages (par exemple, stockage, toilettes,
inconnu), 1871 scolaires (1%), 1318 religieux (0,7%), 351 soins de santé (0,1%), 270 centres communautaires, 174 industriels et 107 gouvernementaux.
- 152 613 bâtiments d'un seul étage (85 %), 16 995 bâtiments de deux étages (9 %), 1 251 bâtiments de trois étages (0,6 %), 123 bâtiments de quatre étages et 29 bâtiments jusqu'à six étages.
⁃ 61 910 bâtiments avaient moins de 10 ans (35 %), 61 323 bâtiments avaient entre 11 et 25 ans (34 %), 26 878 bâtiments avaient entre 26 et 50 ans (15 %), 5 986 avaient plus de 50 ans (3 %) et pour 23 703, l'âge de la construction était inconnu (13 %).
⁃ 88 204 étaient en maçonnerie confinée (49 %), 80 808 dans les techniques traditionnelles locales (44,9 %) (c'est-à-dire clissage ou maçonnerie de bois et de pierre).
8 636 bâtiments sont complètement effondrés (4,8 %), 28 364 sont signalés en rouge (15,8 %), 73 297 en jaune (40,8 %) et 69 503 en vert (38,6 %). La figure 4 illustre la répartition géographique des signalements, tandis que la figure 5 montre leur répartition en fonction des zones d’accélération maximale du sol (PGA). Les bâtiments traditionnels ont subi davantage de dommages que les bâtiments à structure modulaire (CM), mais, comme indiqué dans la méthodologie, les données relatives aux bâtiments effondrés sont malheureusement manquantes (voir tableau 1 ). Leur comportement est analysé plus en détail dans la section 6 .
Les tendances qui ressortent de l'analyse des niveaux de dommages en fonction de l'âge des bâtiments (voir tableau 2 et figure 6 ) montrent que le pourcentage de bâtiments classés « vert » diminue progressivement, tandis que le pourcentage de bâtiments classés « rouge » et de structures totalement effondrées augmente avec l'âge des bâtiments. Le séisme de 2010 a sensibilisé le public aux risques sismiques et aux bonnes pratiques de construction, notamment grâce à la diffusion des directives officielles du ministère de la Construction ; cela a probablement favorisé une amélioration générale des travaux de construction à partir de 2010.
D'autre part, les tendances suggèrent également que le nombre d'étiquettes vertes augmente, tandis que celui des étiquettes rouges diminue avec le nombre d'étages. Ceci pourrait s'expliquer par le fait que 85 % du parc immobilier évalué était de plain-pied et généralement de construction informelle, tandis que les bâtiments comportant un ou plusieurs étages nécessitent des investissements financiers plus importants et, probablement, l'intervention de maçons plus qualifiés, capables de mettre en œuvre des détails structurels de meilleure qualité. De plus, l'architecture vernaculaire, typiquement de plain-pied, s'est avérée particulièrement vulnérable aux dommages. Le tableau 3 montre d'ailleurs que les bâtiments de plusieurs étages sont majoritairement classés en CM. Une autre explication pourrait résider dans le fait que le type d'événement sismique survenu était plus sévère lors des périodes de vibrations des structures de plain-pied.
Étiquettes attribuées aux bâtiments évalués : étiquette verte (occupable en toute sécurité), étiquette jaune (accès restreint), étiquette rouge (dangereux), complètement effondré, pour l’ensemble des données et par typologie de construction (maçonnerie confinée et bâtiments traditionnels).
s
| Nombre total de bâtiments | Bâtiments CM | Bâtiment traditionnel | |||||||
| [N] | [%] | [N] | [%] | [N] | [%] | ||||
| Étiquette verte | 69,503 | 38.6% | 54,784 | 62.1% | 13,988 | 17.3% | |||
| Étiquette jaune | 73,297 | 40.8% | 23,141 | 26.2% | 49,274 | 61% | |||
| Étiquette rouge | 28,364 | 15.8% | 10,279 | 11.7% | 17,546 | 21.7% | |||
| Complètement effondré | 8636 | 4.8% | – | – | – | – | |||
| 179,800 | 100% | 88,204 | 100% | 80,808 | 100% |
Fig. 4. Carte des dégâts (identification des bâtiments) superposée à la carte PGA (accélération maximale du sol) d'Haïti en 2021. Conformément à la carte PGA, la plupart des dégâts sont concentrés à l'ouest de l'épicentre.
Figure 5. Répartition des bâtiments marqués en vert, en jaune, en rouge et des bâtiments complètement effondrés, en fonction des niveaux d'accélération maximale du sol (PGA). (Pour l'interprétation des références aux couleurs dans cette légende, veuillez consulter la version en ligne de cet article.)
- En outre, 70 178 bâtiments (39,1 %) ne nécessitent aucune réparation (soit parce qu'ils sont classés verts, soit parce qu'ils étaient déjà en reconstruction), 62 978 bâtiments (35 %) sont réparables mais les directives MTPTC ne s'appliquent pas (soit parce que la technique de construction n'est pas la maçonnerie confinée, soit parce que la structure du bâtiment est trop complexe et nécessite une évaluation plus approfondie), 26 464 bâtiments (14,7 %) peuvent être réparés conformément aux directives MTPTC, 20 180 bâtiments (11,2 %) ne sont pas réparables ou se sont complètement effondrés (voir tableau 4 ).
Le tableau 5 détaille les dommages subis par les principaux éléments structuraux. Pour les bâtiments modernes et vernaculaires, et conformément aux normes ATC-20, les dommages aux poteaux et aux murs correspondent principalement aux étiquettes jaunes et rouges. Les dommages aux éléments horizontaux, tels que les poutres, les dalles, les escaliers et les balcons, semblent moins fréquents. Les dommages aux murs sont les plus courants ; toutefois, les dommages aux éléments verticaux, tels que les murs et les poteaux, semblent plus importants dans les bâtiments traditionnels.
Des étiquettes ont été attribuées aux bâtiments évalués en fonction de leur âge de construction et du nombre d'étages.
Moins de 10 ans Entre 11 et 25 ans Entre 26 et 50 ans Plus de 50 ans
| [N] | [%] | [N] | [%] | [N] | [%] | [N] | [%] | |||||||
| Étiquette verte | 34,877 | 56% | 21,290 | 35% | 4545 | 17% | 644 | 11% | ||||||
| Étiquette jaune | 19,710 | 32% | 27,678 | 45% | 13,754 | 51% | 2851 | 48% | ||||||
| Étiquette rouge | 5643 | 9% | 9392 | 15% | 6651 | 25% | 1947 | 32% | ||||||
| Complètement effondré | 1680 | 3% | 2963 | 5% | 1928 | 7% | 544 | 9% | ||||||
| 61,910 | 100% | 61,323 | 100% | 26,878 | 100% | 5986 | 100% | |||||||
| À un étage À deux étages À trois étages À plus de quatre étages | ||||||||||||||
| Étiquette verte | 59,207 | 37% | 9307 | 55% | 833 | 66% | 82 | 55% | ||||||
| Étiquette jaune | 67,525 | 42% | 5419 | 32% | 259 | 21% | 51 | 34% | ||||||
| Étiquette rouge | 25,881 | 16% | 2269 | 13% | 159 | 13% | 17 | 11% | ||||||
| 152,613 | 100% | 16,995 | 100% | 1251 | 100% | 129 | 100% | |||||||
Fig. 6. Les bâtiments de plus de 50 ans ont été endommagés en moyenne de manière significativement plus importante que les autres, même dans les zones à faible PGA (par exemple au nord-ouest).
Corrélation entre le type de bâtiment et le nombre d'étages.
À un étage À deux étages À trois étages À plus de quatre étages
| Maçonnerie confinée | 74,705 | 85% | 12,052 | 13% | 1206 | 1.4% | 225 | 0.6% |
| Traditionnel | 75,887 | 93.9% | 4817 | 5.9% | 43 | 0.1% | 16 | 0.1% |
| 152,613 | 100% | 16,995 | 100% | 1251 | 100% | 129 | 100% |
| Tableau 4 |
Réparabilité des bâtiments.
Nombre de bâtiments [N] Pourcentage [%] Aucune réparation nécessaire 70 178 39,1 % Réparable – Les directives MTPTC ne s’appliquent pas 62 978 35 % Réparable – Les directives MTPTC s’appliquent 26 464 14,7 % Non réparable ou effondré 20 180 11,2 %
179 800 100 %
Dommages aux principaux éléments structuraux par étiquette de bâtiment et par typologie de construction (les pourcentages indiquent le niveau de dommage, qui peut être nul, mineur, modéré et majeur, pour chaque étiquette).
| MAÇONNERIE CONFINÉE | |||||||
| Étiquette verte | Étiquette jaune | Étiquette rouge | Dans l'ensemble | ||||
| dommages aux murs intérieurs et extérieurs | Nul | 26,009 (47.5%) | 716 (3%) | 289 (3%) | 27,014 (31%) | ||
| Mineure | 28,123 (51.4%) | 4147 (18%) | 475 (5%) | 32,745 (37%) | |||
| Modéré | 546 (1%) | 16,402 (31%) | 2084 (20%) | 19,032 (21%) | |||
| Majeur | 91 (0.1%) | 1774 (8%) | 7414 (72%) | 9279 (11%) | |||
| Les colonnes sont endommagées | Nul | 48,959 (89.4%) | 14,356 (24.4%) | 1828 (18%) | 65,143 (74%) | ||
| Mineure | 5703 (10.4%) | 5553 (24%) | 1565 (15%) | 12,821 (15%) | |||
| Modéré | 83 (0.1%) | 2989 (13%) | 3484 (34%) | 6556 (7%) | |||
| Majeur | 24 (0.1%) | 140 (0.6%) | 3385 (33%) | 3549 (4%) | |||
| Les planchers, les toits et les poutres sont endommagés | Nul | 49,317 (90%) | 16,244 (70%) | 4329 (42%) | 69,890 (79%) | ||
| Mineure | 5323 (9.8%) | 4426 (19%) | 1480 (14%) | 11,229 (13%) | |||
| Modéré | 104 (0.1%) | 2246 (10%) | 2265 (22%) | 4615 (5%) | |||
| Majeur | 25 (0.1%) | 122 (1%) | 2188 (22%) | 2335 (3%) | |||
| Les escaliers, les parapets et les balcons sont endommagés | Nul | 51,624 (94.2%) | 19,856 (86%) | 7299 (71%) | 78,779 (89%) | ||
| Mineure | 3062 (5.6%) | 2301 (10%) | 985 (10%) | 6348 (7%) | |||
| Modéré | 67 (0.1%) | 811 (3%) | 891 (8%) | 1769 (2%) | |||
| Majeur | 16 (0.1%) | 71 (1%) | 1087 (11%) | 1174 (2%) | |||
| TRADITIONNEL | |||||||
| Étiquette verte | Étiquette jaune | Étiquette rouge | Dans l'ensemble | ||||
| dommages aux murs intérieurs et extérieurs | Nul | 6337 (45.3%) | 4334 (9%) | 1304 (7%) | 11,975 (15%) | ||
| Mineure | 7276 (52%) | 5534 (11%) | 407 (3%) | 13,217 (16%) | |||
| Modéré | 322 (2.3%) | 32,526 (66%) | 3507 (20%) | 36,335 (45%) | |||
| Majeur | 51 (0.4%) | 6867 (14%) | 12,321 (70%) | 19,239 (24%) | |||
| Les colonnes sont endommagées | Nul | 12,457 (89.1%) | 32,349 (65.7%) | 5339 (30%) | 50,145 (62%) | ||
| Mineure | 1454 (10.4%) | 10,027 (20.3%) | 2083 (12%) | 13,564 (17%) | |||
| Modéré | 61 (0.4%) | 6557 (13.3%) | 4999 (28%) | 11,617 (14%) | |||
| Majeur | 14 (0.1%) | 328 (0.7%) | 5118 (30%) | 5460 (7%) | |||
| Les planchers, les toits et les poutres sont endommagés | Nul | 12,796 (91.5%) | 41,068 (83%) | 11,645 (67%) | 65,509 (81%) | ||
| Mineure | 1137 (8.1%) | 4535 (9%) | 1453 (8%) | 7125 (9%) | |||
| Modéré | 44 (0.3%) | 3510 (7%) | 1984 (11%) | 5538 (7%) | |||
| Majeur | 9 (0.1%) | 148 (1%) | 2457 (14%) | 2614 (3%) | |||
| Les escaliers, les parapets et les balcons sont endommagés | Nul | 13,087 (93.6%) | 43,882 (89%) | 13,840 (79%) | 70,809 (88%) | ||
| Mineure | 853 (6.1%) | 3053 (6%) | 961 (5%) | 4867 (6%) | |||
| Modéré | 39 (0.2%) | 2197 (4%) | 1037 (6%) | 3273 (4%) | |||
| Majeur | 7 (0.1%) | 129 (1%) | 1701 (10%) | 1837 (2%) | |||
Cela corrobore les observations de terrain (voir section 6.2 ). Il convient de noter le manque de données sur les bâtiments totalement effondrés, données qui permettraient de mieux comprendre l'ampleur des dégâts subis par les différents types de bâtiments.
À l’instar de l’approche utilisée pour évaluer les dommages subis par les églises après les séismes de 2016 en Italie [ 31 ], l’enquête a recueilli des données sur chaque mécanisme de dommage (voir tableau 6 ), lesquelles peuvent être associées à un détail de réparation conformément aux directives MTPTC. Plus d’un quart des types de réparation recensés consistent en le remplacement de murs présentant des ouvertures endommagées par cisaillement dans leur plan (en forme de X), suivi par la réparation des fissures et la remise en état des assemblages (ou clés ) des murs.
Les dégâts sont répartis dans les régions occidentales d'Haïti (départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes). Conformément aux zones d'accélération maximale du sol (PGA), la plupart des dégâts semblent s'être développés à l'ouest de l'épicentre (voir figures 1 et 4 ). Suivant une méthodologie comparable à celle adoptée pour le séisme indonésien de 2016 [ 32 ], les résultats des évaluations des dégâts (étiquettes vertes, jaunes et rouges) ont été comparés au mouvement du sol (PGA) (voir figure 5 ). Il apparaît ainsi que les étiquettes vertes prédominent dans les zones de faible PGA et diminuent progressivement en se déplaçant vers les zones de forte PGA ; tandis que les étiquettes rouges et les bâtiments effondrés augmentent progressivement avec le niveau de PGA. La proportion de bâtiments étiquetés en jaune semble être approximativement constante dans toutes les zones. Par souci de clarté, le tableau 7 présente le nombre de bâtiments évalués dans chaque zone de PGA, car les zones de 0,1 à 0,16 g et de 0,65 à 0,78 g sont considérablement plus petites et situées en zones rurales, sans agglomération importante. Par conséquent, le niveau d'évaluation est inférieur à celui des autres domaines PGA.
Suivant une approche similaire à celle utilisée en Croatie en 2020 [ 33 ], les dommages ont été analysés en fonction des caractéristiques des bâtiments : la figure 6 montre que les bâtiments de plus de 50 ans ont été significativement plus affectés par le séisme, même dans les zones à faible accélération maximale du sol (comme le nord-ouest). Voir également les tableaux 1, 2 et 8 et la section 5.2 pour les corrélations entre l’étiquette des bâtiments et leur typologie de construction, leur âge et le nombre d’étages.
Pour plus de 4 000 bâtiments, d'importants mouvements de sol ont été observés aux alentours. Ces bâtiments sont majoritairement signalés par des étiquettes rouges (87 % rouges, 12 % jaunes et 1 % vertes) et leur répartition ne semble pas directement liée aux niveaux d'accélération maximale du sol (PGA) (voir figure 7 ). En effet, une liquéfaction a été observée dans plusieurs zones où la PGA était inférieure à 0,4 g (voir section 6.1 et figure 12 ), ce qui pourrait expliquer en partie la présence d'étiquettes rouges dans les zones à faible PGA, car elle a provoqué des inclinaisons, des dommages aux fondations et aux dalles. Les autres étiquettes rouges dans les zones à faible PGA pourraient être dues à la faible qualité des bâtiments en béton préfabriqué et à la forte fragilité de l'architecture vernaculaire, comme indiqué dans les sections 6.1 et 6.2 .
Le tableau 8 confirme la prédominance des bâtiments de plain-pied (voir également le tableau 3 ), les constructions à plusieurs niveaux étant plus fréquentes en maçonnerie traditionnelle qu'avec les techniques traditionnelles locales. De plus, ces dernières semblent plus vulnérables aux dommages que les bâtiments en maçonnerie traditionnelle, indépendamment de la zone d'impact de l'accélération maximale du sol (PGA) et du nombre d'étages. Tant les bâtiments en maçonnerie traditionnelle que les bâtiments vernaculaires présentent une augmentation des dommages avec l'élévation de la PGA. On constate également que les zones géographiques ayant subi les niveaux de PGA les plus élevés sont majoritairement rurales et présentent, de fait, une proportion plus importante de bâtiments vernaculaires.
Nombre de bâtiments étiquetés en vert, en jaune, en rouge et complètement effondrés associés aux niveaux de PGA.
| Étiquette verte | Étiquette jaune | Étiquette rouge | Effondré | |||||
| 0.1–0,16 g | 1657 | 56% | 1020 | 34% | 251 | 9% | 43 | 1% |
| 0.16–0,4 g | 39,302 | 46% | 33,262 | 39% | 11,067 | 13% | 1804 | 2% |
| 0.4–0,5 g | 22,790 | 37% | 26,131 | 42% | 10,101 | 15% | 3020 | 5% |
| 0.5–0,65 g | 5405 | 20% | 11,871 | 45% | 6095 | 23% | 3178 | 12% |
| 0.65–0,78 g | 277 | 11% | 970 | 37% | 812 | 31% | 552 | 21% |
Corrélation entre l'étiquette, le type de construction, le nombre d'étages et le niveau PGA.
Un étage, deux étages, trois étages ou plus
Étiquette verte Étiquette jaune Étiquette rouge Étiquette verte Étiquette jaune Étiquette rouge Étiquette verte Étiquette jaune Étiquette rouge 0,1–0,16 g PGA 0,1–0,16 g PGA 0,1–0,16 g PGA
| CM | 1318 | 87% | 264 | 28% | 39 | 17% | 107 96% | 19 | 24% | 7 | 32% | 3 100% | 0 | – | 0 | – | ||
| Traditionnel | 196 | 13% | 669 | 72% | 187 | 83% | 5 4% | 61 | 76% | 15 | 68% | 0 0% | 0 | – | 0 | – | ||
| 0.16–0,4 g PGA | 0.16–0,4 g PGA | 0.16–0,4 g PGA | ||||||||||||||||
| CM | 24086 74% | 8370 | 29% | 2560 | 28% | 4926 87% 1578 | 44% | 609 | 40% | 608 99% 210 | 89% | 109 | 92% | |||||
| Traditionnel | 8499 | 26% | 20623 | 71% | 6542 | 72% | 719 | 13% 1992 | 56% | 895 | 60% | 7 | 1% | 25 | 11% | 10 | 8% | |
| 0.4–0,5 g PGA | 0.4–0,5 g PGA | 0.4–0,5 g PGA | ||||||||||||||||
| CM | 16079 83% | 8473 | 35% | 4127 | 44% | 2871 95% | 699 | 55% | 302 | 65% | 270 100% 46 | 85% | 38 | 93% | ||||
| Traditionnel | 3220 | 17% | 16020 | 65% | 5351 | 56% | 162 | 5% | 568 | 45% | 164 | 35% | 1 | 0% | 8 | 15% | 3 | 7% |
| 0,5 – 0,65 g de PGA 0,5 – 0,65 g de PGA 0,5 – 0,65 g de PGA | ||||||||||||||||||
| CM | 3972 79% | 2938 | 26% | 2156 | 37% | 430 | 91% | 335 | 73% | 159 | 69% | 24 | 96% | 20 | 95% | 13 | 81% | |
| Traditionnel | 1061 21% | 8361 | 74% | 3619 | 63% | 40 | 9% | 124 | 27% | 72 | 31% | 1 | 4% | 1 | 5% | 3 | 19% | |
| 0,65 – 0,78 g de PGA 0,65 – 0,78 g de PGA 0,65 – 0,78 g de PGA | ||||||||||||||||||
| CM | 201 | 73% | 161 | 17% | 151 | 19% | 1 100% | 2 | 100% | 7 | 100% | 0 | – 0 | – 0 – | ||||
| Traditionnel | 75 | 27% | 805 | 83% | 659 | 81% | 0 0% | 0 | 0% | 0 | 0% | 0 | – 0 | – 0 – | ||||
Fig. 7. Bâtiments où un mouvement de sol important a été constaté (4 025).
Différentes typologies de construction et leurs performances
Comparativement au séisme de 2010, la qualité des infrastructures s'est peut-être améliorée, mais surtout dans les zones touchées par cet événement sismique (par exemple, Port-au-Prince). Par conséquent, elles restent insuffisantes pour résister aux contraintes sismiques qui caractérisent Haïti.
Vulnérabilités typiques observées.
Dans le cadre de la construction de logements dits « incrémentaux », on a tendance à ajouter autant d’étages que possible au fil des ans, laissant ainsi les barres de départ des colonnes exposées aux intempéries pendant une durée indéterminée (voir Fig. 8 ). Ceci est également conforme aux recherches de Davy en Haïti [ 34 ].
⁃ La qualité des matériaux utilisés et des travaux de construction est médiocre (voir Fig. 8 et 9 ), comme l’ont déjà constaté d’autres études [ 10 , 34 , 35 ].
- Des recouvrements et une longueur de développement des barres d'armature inadéquats. Souvent, dans les poutres et les colonnes, les étriers sont absents (voir Fig. 9 ).
Des étages supplémentaires sont construits bien des années plus tard : les barres d’armature sont rouillées et les planchers ne sont plus alignés (voir fig. 8 et 9 ). De plus, la proximité de la mer favorise la corrosion des armatures et l’écaillage du béton.
La liaison entre les murs de remplissage et les poteaux est insuffisante : dans la structure CM, les poteaux et les poutres doivent collaborer avec les murs (voir figures 11 et 13 ). Cela peut également être l’une des causes des dommages prédominants aux murs, comme indiqué dans les tableaux 4 et 5.
Les panneaux muraux non renforcés sont trop grands et sujets à une rupture hors plan (voir Fig. 11 ). Cela peut également être l'une des causes des dommages prédominants aux murs, comme indiqué dans les tableaux 4 et 5.
Une liquéfaction importante des sols a été observée aux Cayes et dans d'autres zones géographiques (voir fig. 7 ), entraînant l'inclinaison de plusieurs bâtiments. Dans ces cas, la superstructure pouvait subir des dommages mineurs ou la dalle sur terre-plein pouvait se fissurer sous l'effet du tassement (voir fig. 12 ).
Fig. 8. Plancher supplémentaire non aligné avec les colonnes inférieures et avec des barres de départ rouillées (à gauche), coulage de béton où les agrégats sont concentrés au fond (au centre), dessous d'une dalle de béton où des barres rouillées ont écaillé le revêtement de béton (à droite) (Les Cayes, 2021).
Fig. 9. Barres récupérées dans des bâtiments effondrés, redressées et prêtes à être vendues au marché des Cayes (à gauche), poutre en béton sans étriers et armature rouillée qui recouvre le béton écaillé (au centre), escalier (à droite) (Les Cayes, 2021).
Fig. 10. Effondrement en « crêpes » (à gauche), effondrement en « étage mou » (au centre), dommages à la colonne (à droite) (Les Cayes, 2021).
Fig. 11. Effondrement d'un mur sans connexion aux murs perpendiculaires (à gauche), fissures courant indifféremment sur les murs, les colonnes et les poutres (à droite) (Les Cayes, 2021).
Les bâtiments construits selon les normes de construction traditionnelle (CM) comportaient des bandes parasismiques horizontales renforcées au niveau des appuis de fenêtre et des linteaux, ainsi que des bandes verticales renforcées permettant de réduire l'épaisseur des panneaux muraux, des colonnes et des bandes verticales, le tout étant lié aux murs de maçonnerie. Ces bâtiments ont présenté des performances nettement supérieures à celles des bâtiments porteurs et des bâtiments CM de mauvaise qualité (voir figures 10, 11 et 13 ).
Les directives du MTPTC [ 5 ] sont disponibles gratuitement pour les maçons et le grand public. Ce sont des normes rigoureuses et techniquement fiables pour la construction de bâtiments, couvrant tous les aspects de la construction. Malheureusement, la plupart des bâtiments ne semblent pas s'y conformer. Le MTPTC, l'UNOPS et Miyamoto mènent actuellement une campagne de formation à destination des propriétaires et des maçons, qui bénéficie à environ 12 000 personnes dans les départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes. L'objectif est de promouvoir la stratégie « Reconstruire en mieux » et de mieux familiariser les acteurs locaux avec les normes appropriées.
La technique de construction traditionnelle des maisons combine deux systèmes structurels très différents : (i) la charpente en bois, composée de poteaux, de poutres et d’une toiture en bois. C’est un élément très léger et flexible. Et (ii) les murs en maçonnerie de pierre, un élément lourd et peu ductile (voir Fig. 14 ).
Fig. 12. Bâtiment en attente en raison de la liquéfaction (à gauche), tassement du bâtiment dû à la liquéfaction (au centre), remontée de sable due à la liquéfaction (à droite) (Les Cayes, 2021).
Fig. 13. Maçonnerie porteuse (à gauche), maçonnerie confinée (à droite) (Cavaillon, 2021).
Fig. 14. Maison traditionnelle typique endommagée (Les Cayes 2021 et Cavaillon 2021).
Le comportement sismique observé est le suivant : ces deux systèmes distincts collaborent pour résister aux forces verticales de gravité permanentes. Cependant, lors de séismes, le système se découple de ses deux composantes. La composante lourde et non ductile (les murs de pierre) s’effondre, tandis que la composante légère et flexible (la structure en bois) résiste aux forces horizontales. En effet, la flexibilité de la structure en bois ne peut être compensée par les murs de remplissage en maçonnerie, et les pierres se détachent des murs. Dès lors, la structure en bois, légère et flexible, supporte un poids sismique très faible et peut résister aux forces horizontales en dissipant l’énergie au niveau de ses joints. Ceci concorde avec les résultats présentés dans le tableau 4 , qui montrent que les dommages aux murs constituent le type de dommage le plus fréquent, quelle que soit la catégorie attribuée.
Le système est découplé en ses deux composantes car les murs de remplissage et les éléments en bois ne sont pas reliés entre eux. Les murs ne peuvent transmettre la charge horizontale à la structure en bois. De ce fait, ils s'effondrent hors plan et ne peuvent développer de contreventement diagonal, ce qui rigidifierait la structure en compression. Comme indiqué dans d'autres études [ 20-22 ], les auteurs ont observé une performance sismique globalement satisfaisante de ces bâtiments vernaculaires, les effondrements complets et les pertes de vies humaines étant extrêmement rares.
Comparaison entre les séismes d'Haïti de 2010 et 2021
Comparativement au séisme de 2010 [ 12 ], qui a fortement touché la capitale densément peuplée, Port-au-Prince, et ses environs, le séisme de 2021 avait son épicentre en zone rurale et a affecté des villes moyennes et de petits villages sur une zone plus étendue. Les établissements sont tout aussi informels et non réglementés ; cependant, étant plus ruraux, près de la moitié des bâtiments évalués sont construits selon des techniques vernaculaires (par exemple, en bois et en pierre). Le CM représente l’autre moitié des bâtiments évalués et présente des critiques.
Des caractéristiques similaires à celles identifiées en 2010 [ 10 , 12 ] – faible qualité des matériaux de construction et détails structurels inadéquats – ont été constatées. La fissuration des murs est le type de dommage prédominant pour les deux séismes. Les auteurs estiment que la mise en œuvre des normes MTPTC pour la construction de bâtiments, élaborées après le séisme de 2010, est restée principalement cantonnée à la reconstruction autour de Port-au-Prince et n'a pas eu d'impact suffisant sur les bâtiments existants des départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes. De ce fait, la vulnérabilité de cette partie du bâti n'a pas évolué.
Malgré la différence du nombre de victimes (le séisme de 2010 a fait 100 fois plus de morts, voir tableau 9 ), celui de 2021 semble avoir causé davantage de dégâts : 61 % de bâtiments endommagés contre 46 %, et 40,8 % de bâtiments jaunis contre 26 %, bien que les données relatives aux bâtiments effondrés lors du séisme de 2010 soient incertaines. Les auteurs estiment que cela pourrait être dû à (i) un nombre plus élevé de bâtiments totalement effondrés et (ii) une densité de population beaucoup plus importante à Port-au-Prince, comparée aux départements touchés par le séisme de 2021.
Limites
Les données relatives aux bâtiments effondrés sont incomplètes, car il est impossible de recueillir ou de comprendre systématiquement toutes les informations nécessaires (nombre d'étages, usage du bâtiment, typologie de construction, etc.). De ce fait, les données collectées sur certains bâtiments effondrés sont partielles et une analyse susceptible d'apporter des éclairages intéressants sur les structures les plus endommagées lors du séisme ne peut être menée. Par ailleurs, des études géotechniques pourraient analyser l'influence potentielle des effets d'amplification du sol sur les dommages observés. Toutefois, la géologie, la topographie et la localisation des sédiments, susceptibles d'avoir induit des effets de site sur les mouvements sismiques dans le sud-ouest d'Haïti, nécessitent des recherches plus approfondies dans la littérature existante. Les courbes de fragilité définissent la probabilité de dépassement de seuils de dommages spécifiques en fonction de l'intensité sismique, et des analyses prédictives pourront être envisagées une fois que des fonctions d'ajustement (c'est-à-dire des modèles mathématiques capables de décrire la distribution des dommages) auront été identifiées. De futures études axées sur l'ingénierie structurelle avancée et disposant de connaissances adéquates sur certains détails (par exemple la résistance des matériaux de construction) pourraient approfondir l'étude de l'environnement bâti haïtien et de ses performances sismiques potentielles, notamment grâce à des courbes de fragilité et à une analyse prédictive.
Conclusions
Suite au séisme de magnitude 7,2 qui a frappé Haïti en 2021, 179 800 bâtiments ont été évalués en moins de cinq mois. Le bâti des départements du Sud, de la Grande Anse et des Nippes est vulnérable aux risques sismiques, puisque 61 % des bâtiments évalués ont été endommagés. L’ampleur des dommages observés augmente avec l’accélération maximale du sol (PGA) et avec l’âge du bâtiment. La liquéfaction des sols a touché environ 4 000 bâtiments, dont la grande majorité a été classée comme dangereuse. La présence de ces bâtiments classés comme dangereux dans les zones à faible PGA pourrait s’expliquer par la liquéfaction des sols, la faible qualité de construction des bâtiments en construction modulaire et une plus grande vulnérabilité aux dommages des bâtiments traditionnels. Le comportement des bâtiments à plusieurs dalles surélevées s’est avéré meilleur que celui des bâtiments de plain-pied, bien que ces derniers représentent 85 % du parc immobilier évalué et que les données concernant les structures de grande hauteur soient moins nombreuses. Cela pourrait être dû à un processus de construction plus formel pour les bâtiments de grande hauteur, l'architecture vernaculaire étant pratiquement exclue, ou à des caractéristiques inhérentes au mouvement sismique (par exemple, des périodes de vibration plus longues). Le type de dommage le plus fréquent est celui des murs, car ces derniers sont considérés comme l'un des premiers éléments à s'effondrer dans l'architecture vernaculaire et sont généralement de mauvaise qualité dans les constructions mixtes.
Comparativement au séisme de 2010 en Haïti, celui de 2021 a frappé une zone rurale et a touché une portion plus étendue et moins densément peuplée de l'île. Le nombre de victimes est relativement faible, malgré des dégâts plus importants. Ceci est probablement dû à la moindre densité de population et au nombre réduit de bâtiments complètement effondrés.
Les bâtiments en béton armé présentaient des faiblesses structurelles et des types de dommages similaires à ceux observés en 2010. La qualité des matériaux de construction est généralement faible et les détails structurels sont inadéquats (par exemple, armatures insuffisantes et rouillées, enrobage de béton insuffisant, granulats de grande taille et ronds). Cependant, lorsqu'il est bien construit, le béton armé s'est avéré plus résistant que la maçonnerie porteuse. Les réparations les plus fréquentes consistent en le remplacement des murs présentant des fissures de cisaillement dans leur plan, suivi par la réparation des fissures et la réparation des liaisons murales.
En raison de la position de l'épicentre, on a observé davantage de bâtiments traditionnels qu'au séisme de 2010 (près de la moitié des évaluations totales) : la technique vernaculaire la plus courante est la construction à ossature bois avec des murs de remplissage en maçonnerie de pierre non armée. Du point de vue de la protection des personnes, ces bâtiments ont bien résisté : le dommage typique est l'effondrement des murs de remplissage, ce qui libère la structure en bois de la pression sismique des murs
poids micro. Cette recherche rejoint d'autres études qui ont mis en évidence les qualités des techniques traditionnelles, notamment leur résilience face aux aléas naturels.
Les auteurs affirment donc qu'il est nécessaire de renforcer les structures en maçonnerie confinée à travers le pays avant qu'un autre séisme majeur ne survienne. Améliorer la qualité des matériaux de construction et garantir la conformité des détails structurels aux directives du MTPTC sont des priorités.
Nous avons également demandé par courriel si un auteur supplémentaire (mentionné ci-dessus), qui a contribué à la meilleure évaluation possible de l'article, pouvait être ajouté. Nous attendons la décision du comité de rédaction et vous remercions de votre attention.
Déclaration de contribution à la paternité de l'œuvre
H. Kit Miyamoto : Supervision, obtention de financement, conceptualisation. Giulia Jole Sechi : Rédaction – relecture et correction, rédaction – première version, gestion de projet, analyse formelle, curation des données, conceptualisation. Guilaine Victor : Obtention de financement, conceptualisation. Beverly St Come : Ressources, méthodologie, investigation. Mark Broughton : Validation, supervision, méthodologie. Amir SJ Gilani : Validation, supervision, logiciel, méthodologie. Akanksha Singh : Rédaction – relecture et correction.
Déclaration de conflits d'intérêts
Les auteurs déclarent les intérêts financiers et/ou les relations personnelles suivants, susceptibles d’être considérés comme des conflits d’intérêts potentiels : tous les auteurs indiquent avoir bénéficié d’un soutien financier du Bureau des Nations Unies pour les services d’appui aux projets (UNOSAP). Tous les auteurs indiquent avoir des liens avec le Groupe de la Banque mondiale, notamment par le biais de subventions.
Disponibilité des données
Les auteurs n'ont pas l'autorisation de partager les données.
Remerciements
Les auteurs tiennent à exprimer leur profonde gratitude à la Banque mondiale, au MTPTC et à l'UNOPS pour leur soutien financier, technique et logistique essentiel. C'est grâce aux efforts de Raymond Hygin (Ingénieur Directeur des Travaux Publics), Felipe Munevar et Mathieu Bastien (UNOPS), Subhajit Das et Zach Johnson (Miyamoto International), ainsi que de centaines d'autres ingénieurs, animateurs communautaires et chauffeurs, que cette recherche a pu être menée à bien. Un remerciement particulier est adressé à tous les travailleurs qui ont passé de longs mois sur le terrain, malgré le contexte socio-politique difficile que connaît Haïti.
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