Cours
Les séismes
Les séismes
Séismes: définition
Propriété
Un séisme se manifeste par une série de secousses brutales, brèves et localisées du sol qui peuvent modifier les paysages et faire des dégâts et des victimes dans les zones habitées.
Pour créer un mouvement il faut de l’énergie. Un séisme est une série de mouvements du sol : il y a donc eu libération d’énergie.
Définition
On appelle « magnitude » la quantité d’énergie libérée par le séisme. Elle est graduée de 1 à 9. Cette notion a été introduite par le sismologue américain Richter afin d’estimer la puissance d’un séisme.
Quand on décrit un séisme, on détermine également son « intensité », c'est-à-dire la façon dont l'environnement perçoit le séisme (fort ou faible). Elle dépend de la distance à laquelle on se trouve du séisme. Elle est graduée de 1 à 12 sur l’échelle MSK. Ce sont trois sismologues qui l’ont inventée : Medvedev, Sponheuer et Karnok.
Remarque
Il ne faut pas confondre magnitude (puissance) et intensité du séisme. Pour bien comprendre on peut faire une analogie avec l’ampoule d’une lampe : l'ampoule dégage une certaine puissance (en watts) mais on ne ressent pas la chaleur dégagée par celle-ci de la même façon en fonction de la distance à laquelle on se trouve. La puissance correspond à la magnitude, la façon dont on ressent la chaleur correspond à l’intensité.
Exemple
Le séisme d’Arette qui a eu lieu le 13 août 1967 est celui qui a été ressenti le plus violemment en France depuis celui de Lambesc (Provence) en 1909. D'une magnitude supérieure à 5,5 sur l'échelle de Richter, il a été ressenti dans toute l’Aquitaine et le nord de l’Espagne, sur 150 000 km2. Le bilan est lourd : une victime, des centaines de blessés, 62 communes déclarées sinistrées, 2 283 immeubles atteints, dont 340 irréparables.
Carte des intensités du séisme d’Arette
Données cartographiques © Google, Inst. Geogr. Nacional Carte modifiée par Sandra Rivière
Définition
On appelle isoséiste les courbes de même intensité du séisme.
Propriété
Au centre des isoséistes il y a la ville d’ARETTE où a eu lieu le séisme. C’est l’épicentre, c’est à dire le lieu à la surface de la Terre où l’intensité est la plus forte. L’intensité diminue quand on s’en éloigne.
Les vibrations horizontales et verticales du sol se propagent à 360° autour de l’épicentre. Ils provoquent des déplacements de terrains et des dégâts matériels et humains. Ils peuvent être suivis quelques heures après par des secousses secondaires moins fortes appelées répliques.
Les isoséistes permettent de voir que plus on s’éloigne de l’épicentre moins les dégâts sont importants.
Séismes: origines enregistrement
En tapant sur une bassine remplie d’eau, une onde se forme : l’eau bouge. Cela s’explique par le fait que l’énergie du choc est passée dans l’eau : c’est ce qui provoque un déplacement de l’eau sous forme de vagues.
Définition
On appelle « Onde » le nom donné aux lignes formées par un déplacement de matière dû à une vibration qui se propage dans l’espace (déplacement d’énergie qui fait vibrer le sol).
Exemple
Sur la carte des isoséistes d’Arette on constate que plus on s’éloigne de l’épicentre moins les dégâts sont importants. Cela signifie que les ondes s’affaiblissent avec la distance à l’épicentre.
Pour détecter un séisme il faut donc pouvoir détecter les vibrations c’est à dire enregistrer les ondes.
Le sismographe est l’appareil servant à enregistrer les ondes sismiques. Le tracé obtenu s’appelle un sismogramme. Il permet d’obtenir la puissance, la durée et l’heure du séisme.
Le sismographe
©RS.2017
Propriété
Le socle est fixé au sol. Quand le sol bouge, le socle et l’ensemble du mécanisme bouge avec lui excepté la masse car elle libre de bouger grâce au ressort. Ainsi la masse reste à sa place dans l’espace entraînant le stylet enregistreur avec elle. Le tracé se dessine alors sur le papier déroulant du cylindre enregistreur. Plus la vibration est forte plus le tracé sera haut.
Il existe des sismographes qui enregistrent les vibrations verticales ( comme celui du dessin suivant) et d’autres qui enregistrent les vibrations horizontales.
Sismogramme
Source : Par Luca De Siena , via wikimedia commons, Domaine public
Comme les ondes sismiques se propagent dans toutes les directions à la surface de la Terre, elles sont enregistrées en permanence par un réseau mondial de sismographes (réseau Géoscope). On peut donc obtenir un sismogramme pour un séisme ayant lieu au Japon et enregistrer également un sismogramme en France pour le même séisme mais avec un décalage de temps (environ 15 minutes pour que les ondes traversent la Terre entre le Japon et la France).
Propriété
Les roches du sous-sol subissent en permanence des contraintes (ou pressions), ainsi elles accumulent de l’énergie, se déforment et finissent par casser brutalement. Le point de rupture dans la roche est appelé « le foyer sismique » ou hypocentre ( hypo veut dire « dessous »). La rupture créée une ligne de cassure appelée « faille » et le long de laquelle les terrains vont bouger. Cette rupture et le glissement sur la faille entraînent une libération énorme d’énergie.
Cette énergie est mesurée par la magnitude du séisme. Cette énergie se propage à partir du foyer et dans toutes les directions sous forme d’ondes sismiques. Elles atteignent la surface à l’épicentre, à la verticale du foyer.
Source : Séisme-Épicentre-Hypocentre-Faille tectonique.jpg, par Lorangeo, à partir d'un travail de Dollynarak via wikimédia commons, CC-BY-SA-3.0
Conséquences et risques sismiques
Certaines zones sont menacées par des phénomènes météorologiques naturels.
Définition
On appelle «aléa », la possibilité de survenue d'une catastrophe naturelle liée par exemple à un phénomène météorologique.
Dans les zones où il existe un aléa, les individus et les biens susceptibles d’en subir les conséquences sont les enjeux.
Définition
Un enjeu est un bien, une personne, des équipements susceptibles d'être touchés par une catastrophe naturelle. Les enjeux n’ont pas tous le même degré de vulnérabilité face à l’aléa, c'est-à-dire qu’ils ne résistent pas tous de la même façon au phénomène naturel.
La combinaison de l’aléa et de la vulnérabilité des enjeux détermine le risque.
Exemple
Il est possible que dans une région l’aléa soit fort mais comme il n’y a pas d’habitants (pas d’enjeux) alors le risque est faible. Au contraire, dans une région fortement peuplée avec une forte probabilité d’apparition de phénomènes météorologique, alors le risque sera fort.
Le risque est géologique si l’aléa est géologique. Il est météorologique si l’aléa est un phénomène météorologique, etc…
Il faut donc prévenir les risques et s’en protéger.
Remarque
Le sismomètre enregistre les ondes libérées par le séisme. Donc il ne fournit des informations que pendant le séisme pas avant…. On ne peut donc pas faire de prévision concernant les séismes mais on peut essayer de déterminer les zones où il y a plus de chance que les séismes se déclenchent en utilisant les sismomètres. C’est ce qu’on appelle de la prédiction.
Le réseau national de surveillance sismique (RéNaSS) comprend une centaine de stations. Les données sont transmises au RéNaSS installé à l'Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre de Strasbourg (EOST).
Certaines zones du territoire français sont plus soumises à des séismes que d’autres et certains de ces séismes sont répertoriés depuis plus de 1000 ans.
L’étude historique des séismes permet de dessiner une carte de la sismicité en France. Elle permet de déterminer des zones à risque et dans lesquelles vont être placés les sismomètres et dans lesquelles sont va surveiller les failles.
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