Les séismes

 

 

Les séismes

 

1.      Qu’est-ce qu’un séisme ?

2.    Qu’elles sont les caractéristiques d’un séisme ?

3.    Les trois catégories de séismes

4.    Comment détecte-t-on un séisme ?

5.    Mesure d’un tremblement de terre…

6.    Comment localiser un séisme à la surface de la terre ?

7.    Le cas de Sumatra

8.    Les grands séismes et tsunamis de l’histoire

 

 

La sismicité en France

 

1.      La France métropolitaine est un pays à sismicité modérée…

2.    Les DOM-TOM français d'Outre-mer ont une activité sismique assez importante…

3.    La surveillance sismique…

 

 

Les différents types d'ondes sismiques

 

1.      Les ondes de volume appartiennent à 2 catégories…

2.    Les ondes de surface se répartissent dans 2 classes…

3.    Ordre d’apparition des ondes sismiques sur un sismogramme

 

 

Organismes de détection sismiques dans le monde

 

 

Les séismes

 

 

 

Qu’est-ce qu’un séisme ?

 

On appelle séisme, ou tremblement de terre, un phénomène de rupture nette de roche au niveau d’une faille. C’est un ébranlement brutal du sol provoqué, en profondeur, par des ruptures de l’écorce terrestre.

 

Du fait des contraintes accumulées par les déplacements des plaques du globe, la croûte terrestre finit par céder en son lieu le plus fragile : la faille. Cette dernière coulisse brusquement, générant ainsi des ondes sismiques.

 

Il en résulte une libération instantanée d’énergie élastique lentement accumulée par les déplacements et les frictions des différentes plaques de la croûte terrestre (phénomènes regroupés sous le nom de tectonique des plaques).

 

 

 

Quelles sont les caractéristiques d’un séisme ?

► Le foyer ou l’hypocentre : c’est la zone où la rupture commence, et où la première onde sismique naît. C’est le lieu où l’énergie se libère. Les foyers sont localisés dans la lithosphère, entre la surface et une profondeur de 700 Km.

La localisation du foyer s’exprime par sa longitude, sa latitude et sa profondeur.

► L’épicentre : c’est le point situé en surface immédiatement au-dessus du foyer (Voir le schéma ci-dessous).

► La puissance d'un tremblement de terre s'appelle sa magnitude. Elle est souvent mesurée selon l'échelle de Richter.

 

 

 

Zone de Texte: Les trois catégories de séismes…                        Les séismes tectoniques : ce sont les plus fréquents et les plus dangereux. Ils se répartissent aux limites des plaques. La moitié d’entre eux se produisent dans les zones de subduction. Ces séismes sont connus pour être profonds (300 à ).                        Les séismes d’origine volcaniques : ils sont le résultat de l’accumulation de magma dans un volcan.                        Les séismes artificiels engendrés par des pompages profonds, l’extraction minière, les essais nucléaires…


 

 

La profondeur des séismes…

Zone de Texte: Selon leur profondeur, on dénombre trois types de séismes :
·	Les séismes superficiels (les plus fréquents) dont le foyer se trouve entre 0 et de profondeur. 
·	Les séismes intermédiaires, entre 60 et . 
·	Les séismes profonds, entre 300 et .


 

 

Comment détecte-t-on un séisme ?

L'instrument d'étude des tremblements de terre est le sismomètre. Il mesure les mouvements du sol.

De nos jours, on utilise surtout des sismomètres électromagnétiques capable d’enregistrer non pas le mouvement du sol mais sa vitesse de mouvement, ce qui rend la détection de séismes plus précise et plus rapide.

 

 

Mesure d’un tremblement de terre…

 

Les séismes sont classés suivant deux échelles :

L’échelle d’intensité : Outre les plus récentes (l'échelle MSK et EMS 98), l'échelle de Mercalli est la plus connue des échelles d’intensité. Elle indique l'intensité d'un séisme laquelle est déterminée par deux choses que l’on observe : l’ampleur des dégâts causés par un séisme, la perception qu'a eu la population du séisme.

L’échelle de magnitude ou l'échelle de Richter : elle exprime la magnitude du séisme, c’est à dire la quantité d’énergie libérée par le séisme. Elle est basée sur les mesures faites par les sismomètres.

 

 

 

Comment localiser un séisme à la surface de la terre ?

Actuellement, grâce à plusieurs milliers de stations disposées sur l'ensemble de la planète, il est possible de déterminer l'épicentre et l'hypocentre de tous les séismes de magnitude supérieure à 4 (voire même 2, selon les régions).

Les ondes P se propagent plus rapidement que les ondes S ; c'est cette propriété qui permet de localiser un séisme.

 


 

Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour localiser un tremblement de terre

 

Zone de Texte: La méthode des cercles Cette méthode nécessite l'utilisation d'au moins 3 stations d'enregistrement (stations 1, 2 et 3) situées en des lieux différents. Elles enregistrent la composante verticale des ondes P et S. Comme une onde emprunte le trajet le plus court, on peut considérer que son  trajet est une ligne droite. Le principe : A partir de la position de la station 1, on trace un cercle dont le rayon correspond à la distance qui sépare le foyer du séisme de la station 1.La même opération est effectuée pour la station 2, ce qui aboutit à l’intersection des deux cercles en deux points. La station 3 permet de trouver le point recherché. En traçant aussi un cercle autour de celle-ci,  on obtient trois arcs de cercle. Ils se coupent exactement en un seul point : c’est la position de  l'épicentre.

 

 

 

 

 

 

 

 

Zone de Texte: La méthode des hyperbolesLa méthode nécessite aussi l’utilisation de 3 stations (stations 1, 2 et 3). Mais ces dernières ne mesurent que les ondes P.Avec les résultats obtenus et des calculs on peut tracer des hyperboles pour chaque station.On obtient alors 3 hyperboles qui se coupent en un point précis : la position de l'épicentre.

 


Zone de Texte: Les méthodes actuelles Ce sont les méthodes numériques sur ordinateur qui prennent le relais des anciennes méthodes tout en gardant leur principe.Ce ne sont plus 3 stations qui sont utilisées mais une multitude, ce qui rend la méthode plus précise. L’ordinateur permet de résoudre des problème d’erreur de mesure et calcul ainsi un résultat correct.

 
    Voir : http://eost.u-strasbg.fr/pedago/fiche1/localise.fr.html

 

 

 

 

 

Zone de Texte: Qu’est qu’une faille ? C’est une fracture de la croûte terrestre en un endroit donné. Elle peut être de  profondeur variable. Les failles apparaissent à la suite d'un tremblement de terre et peuvent aussi être la cause de nouveaux séismes.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

La sismicité en France

 

 

 

 

La France métropolitaine est un pays à sismicité modérée…

Les cartes de sismicité de la France montrent que ce sont les frontières sud et est du pays qui sont les plus exposées. Les principales régions à risques sont les Alpes, le Bassin rhodanien, les Pyrénées, le Jura, les Vosges, le fossé rhénan ainsi que le Massif armoricain. Ces régions sont surveillées en permanence par un réseau de sismomètres.

Les séismes en France sont essentiellement superficiels, leur foyer se situant dans la croûte terrestre. Ils résultent du rapprochement lent entre la plaque africaine et la plaque eurasienne et sont répartis le long des zones de failles et de plissements souvent anciennes.

On dénombre en moyenne chaque année une vingtaine de séismes de magnitude supérieure à 3.5.

Mais, la France a aussi subi dans le passé des séismes destructeurs. 

 

 

Carte de la sismicité annuelle de la France pour l’année 2004


                                       Copyright: © RéVaSS + LDG, http://renass.u-strasbg.fr/ Sismicité

 

 

 

Les DOM-TOM Français d'Outre-mer ont une activité sismique assez importante…

 

Outre le risque volcanique, le risque sismique est plus important dans les DOM-TOM qu'en France métropolitaine.

C’est pour cela q’un important réseau de stations a été mis en place il y a une quinzaine d'années aux Antilles et à la Réunion.

L'activité sismique des Antilles est la plus importante parmi les DOM-TOM.

Formé par la subduction de la plaque nord-américaine sous la plaque des Caraïbes, l'archipel des Petites Antilles a connu de nombreuses catastrophes sismiques.

Dans le cas de la Réunion, l’île n’a subit pratiquement que des séismes d'origine volcanique.

Zone de Texte: La surveillance sismique…Le CNRS, et notamment son Institut national de l’Univers (INSU), est à l’origine du Réseau national de surveillance sismique (RéNaSS). Ce dernier permet une observation et l’étude des séismes qui surviennent dans la métropole mais également dans les DOM-TOM.L’ensemble des observations instrumentales est centralisé par le Bureau central sismologique français (BCSF). Il archive les données, détermine la localisation et la magnitude d’un séisme étudié et ce, à partir des enregistrements fournis par les stations sismiques.INSU : www.insu.cnrs.fr/web/article/index.phpRéNaSS : http://renass.u-strasbg.fr/BCSF : http://eost.u-strasbg.fr/bcsf/Accueil.html

 

 

 

Les différents types d'ondes sismiques

 

Les ondes sismiques sont des ondes élastiques qui se propagent dans toutes les directions.

 

On distingue les ondes de volume qui traversent la terre et les ondes de surface qui se propagent parallèlement à la surface. Elles se succèdent et se superposent sur les enregistrements des sismomètres.

 

 

Les ondes de volume appartiennent à 2 catégories…

Elles se propagent à l'intérieur du globe. Leur vitesse de propagation dépend du matériau traversé.

·        Les ondes P : on les appelle encore ondes primaires ou ondes de compression, ou encore onde longitudinale. Elles se propagent dans tous les milieux. Le déplacement du sol qui accompagne leur passage se fait par des dilatations et des compressions successives. Ce sont les plus rapides (6 Km.s-1 près de la surface) et donc les premières à être enregistrées sur les sismomètres.

 

·        Les ondes S : elles portent aussi le nom d’ondes de cisaillement ou ondes transversales. Elles ne se propagent que dans les solides. À leur passage, les mouvements du sol s'effectuent perpendiculairement au sens de propagation de l'onde. Moins rapide que les ondes P, leur vitesse est de 4,06 Km.s-1. 

 

 

 

Les ondes de surface appartiennent à 2 classes…

Les ondes de surface sont moins rapides que les ondes de volume mais leur amplitude est souvent plus forte. Elles sont guidées par la surface de la Terre.

 

 

 

Ordre d’apparition des ondes sismiques sur un sismogramme :


 

 

La visualisation du mouvement du sol lors du passage de ces ondes…

 


Copyright : © : US Geological Survey

 

 

 

 

 

Les organismes de détection sismique

 

 




BGS : British Geological Survey.
(Grande-Bretagne - http://www.earthquakes.bgs.ac.uk/

 

DMA : Decision Support for Earthquake Disasters
(Italie -
http://dma.jrc.it/Services/DSS/Earthquakes/earthquakes.asp)

 

GFU: Geophysical Intitute Prague
 (République Tchèque - http://www.ig.cas.cz/)

 

IASPEI : International Association of Sesimology ans Physics of Earth Interior.
(USA - http://www.iaspei.org/)

 

IGN : Instituto Geográfico Nacional
(Espagne - http://www.geo.ign.es/)

 

INGV : Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia
(Italie -
http://www.ingv.it)

 

ISC : International Seismological Centre.
(Grande-Bretagne - http://www.isc.ac.uk/)

 

IRIS : The Incorporated Research Institutions for Seismology.

(USA - http://www.iris.edu/)

 

KNMI : Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut
(Hollande -
http://www.knmi.nl/onderzk/seismo/)

 

LGRB : Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau
Baden-Württemberg
(Allemagne -
http://www.lgrb.uni-freiburg.de/d/fach/led/led.htm)

 

NEIC : National Earthquake Information Center

(USA - http://wwwneic.cr.usgs.gov/)

 

NOA: National Observatory of Athens
Institute of Geodynamics
(Grece -
http://www.gein.noa.gr/index-en.htm)

 

ORB : Observatoire Royal de Belgique
(Belgique - http://www.astro.oma.be/SEISMO/ )

 

ORFEUS : Observatories and Research Facilities for EUropean Seismology.
(Hollande - http://orfeus.knmi.nl/)

 

RéNaSS : Réseau National de Surveillance Sismique

(France - http://renass.u-strasbg.fr/)

 

SED : Schweizerischer Erdbebendienst (Swiss Seismological Service)
(Suisse -
http://www.seismo.ethz.ch)

 

 

Source : RéNaSS http://renass.u-strasbg.fr/NewServeur/Liens/liens.org.monde.html