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╩ Les sismes ╩


karim

: 15
: 25/01/2009

╩ Les sismes ╩

   karim 24, 2010 10:06 pm

Les sismes ou tremblements de terre constituent un phnomne gologique qui de tout temps a terroris les populations qui vivent dans certaines zones du globe.

Origine des tremblements de terre?

Lorsqu'un matriau rigide est soumis des contraintes de cisaillement, il va d'abord se dformer de manire lastique, puis, lorsqu'il aura atteint sa limite d'lasticit, il va se rupturer, en dgageant de faon instantane toute l'nergie qu'il a accumul durant la dformation lastique. C'est ce qui se passe lorsque la lithosphre est soumise des contraintes. Sous l'effet des contraintes causes le plus souvent par le mouvement des plaques tectoniques, la lithosphre accumule l'nergie. Lorsqu'en certains endroits, la limite d'lasticit est atteinte, il se produit une ou des ruptures qui se traduisent par des failles. L'nergie brusquement dgage le long de ces failles causent des sismes (tremblements de terre). Si les contraintes se poursuivent dans cette mme rgion, l'nergie va nouveau s'accumuler et la rupture consquente se fera dans les plans de faille dj existants. A cause des forces de friction entre les deux parois d'une faille, les dplacements le long de cette faille ne se font pas de manire continue et uniforme, mais par coups successifs, dgageant chaque fois un sisme. Dans une rgion donne, des sismes se produiront plusieurs reprises le long d'une mme faille, puisque cette dernire constitue un plan de faiblesse dans la lithosphre. A noter que les sismes ne se produisent que dans du matriel rigide. Par consquent, les sismes se produiront toujours dans la lithosphre, jamais dans l'asthnosphre qui est plastique.




Lorsqu'un sisme est dclench, un front d'ondes sismiques se propage dans la crote terrestre. On nomme foyer le lieu dans le plan de faille o se produit rellement le sisme, alors que l'picentre dsigne le point la surface terrestre la verticale du foyer.

On distingue deux grands types d'ondes mises par un sisme: les ondes de fond, celles qui se propagent l'intrieur de la terre et qui comprennent les ondes S et les ondes P, et les ondes de surface, celles qui ne se propagent qu'en surface et qui comprennent les ondes de Love et de Rayleigh.




Les ondes P sont des ondes de compression assimilables aux ondes sonores et qui se propagent dans tous les tats de la matire. Les particules se dplacent selon un mouvement avant-arrire dans la direction de la propagation de l'onde. Les ondes S sont des ondes de cisaillement qui ne se propagent que dans les solides. Les particules oscillent dans un plan vertical, angle droit par rapport la direction de propagation de l'onde. Les ondes de Love ou ondes L sont des ondes de cisaillement, comme les ondes S, mais qui oscillent dans un plan horizontal. Elles impriment au sol un mouvement de vibration latral. Les ondes de Rayleigh sont assimilables une vague; les particules du sol se dplacent selon une ellipse, crant une vritable vague qui affecte le sol lors des grands tremblements de terre.

Mesure d'un tremblement de terre?

Nous disposons de deux chelles pour valuer les tremblements de terre: l'chelle de Mercalli et l'chelle de Richter. Aujourd'hui, nous n'utilisons que celle de Richter, mais les sismes du pass ne peuvent tre valus que selon celle de Mercalli.

L'chelle de Mercalli a t dveloppe en 1902 et modifie en 1931. Elle indique l'intensit d'un sisme sur une chelle de I XII. Cette intensit est dtermine par deux choses: l'ampleur des dgts causs par un sisme et la perception qu'a eu la population du sisme. Il s'agit d'une valuation qui fait appel une bonne dose de subjectivit. De plus, la perception de la population et l'ampleur des dgts vont varier en fonction de la distance l'picentre. On a donc avec cette chelle, une chelle variable gographiquement. Mais, l'poque, on ne possdait pas les moyens d'tablir une chelle objective.




L'chelle de Richter a t instaure en 1935. Elle nous fournit ce qu'on appelle la magnitude d'un sisme, calcule partir de la quantit d'nergie dgage au foyer. Elle se mesure sur une chelle logarithmique ouverte; ce jour, le plus fort sisme a atteint 9,5 sur l'chelle de Richter (Chili). Cette fois, il s'agit d'une valeur qu'on peut qualifier d'objective: il n'y a qu'une seule valeur pour un sisme donn. Aujourd'hui, on utilise un calcul modifi du calcul originel de Richter, en faisant intervenir la dimension du segment de faille le long duquel s'est produit le sisme.

Le graphique qui suit met en relation, la magnitude des sismes, sur chelle arithmtique, et l'nergie dgage au foyer, sur chelle logarithmique; il prsente aussi une comparaison entre quelques sismes les plus connus.




Un des grands sismes du Qubec est celui de la Malbaie, en 1925. On le place ici avec une magnitude de l'ordre de 7, au mme niveau que celui de San Francisco en 1989, mais il faut voir qu'en 1925, l'chelle de Richter n'tait pas connue et qu'on ne possdait pas les instruments pour enregistrer l'nergie dgage au foyer. C'est uniquement par comparaison avec son intensit value 11 sur l'chelle de Mercalli qu'on suppose que sa magnitude tait de cet ordre. Cette courbe nous montre, qu'avec une progression arithmtique de la magnitude, l'nergie dgage au foyer crot de manire exponentielle. En clair cela signifie qu'un sisme de magnitude 8, comme celui de Mexico en 1985 n'est pas 25% plus fort qu'un sisme de magnitude 6 comme celui de Saguenay en 1988, mais 1000 fois plus fort.

Localisation d'un tremblement de terre la surface de la plante?

En moins d'une heure aprs un tremblement de terre, on nous annonce son picentre. Comment arrive-t-on localiser aussi rapidement et avec autant de prcision un sisme?

Les ondes P se propagent plus rapidement que les ondes S; c'est cette proprit qui permet de localiser un sisme. Les ondes sismiques sont enregistres en plusieurs endroits du globe par des appareils qu'on nomme sismographes. En gros, il s'agit d'un appareil capable de "sentir" les vibrations du roc; ces vibrations sont transmises une aiguille qui les inscrit sur un cylindre qui tourne une vitesse constante. On obtient un enregistrement du type de celui-ci.





En un lieu donn, comme les ondes P arrivent en premier, il y aura sur l'enregistrement sismographique un dcalage entre le dbut d'enregistrement des deux types d'ondes; ici par exemple, il y a un retard de 6 minutes des ondes S par rapport aux ondes P.

Les vitesses de propagation des deux types d'ondes dans la crote terrestre ont t tablies et on possde par consquent des courbes talonnes, comme celle-ci.




Ce graphique nous dit, par exemple, que pour franchir une distance de 2000 kilomtres, l'onde P mettra 4,5 minutes, alors que l'onde S mettra 7,5 minutes pour parcourir la mme distance; il y a un dcalage de 3 minutes. Pour un sisme donn, il s'agit de trouver quelle distance sur ce graphique correspond le dcalage obtenu sur l'enregistrement sismographique; on obtient alors la distance entre le sisme et le point d'enregistrement. Dans notre exemple, la distance qui correspond un dcalage de 6 minutes est de 5000 km. Ceci ne nous donne cependant pas le lieu du sisme la surface du globe. Pour connatre ce point, il nous faut au moins trois enregistrements.




Dans cet exemple, considrons les enregistrements d'un sisme en trois points: Halifax, Vancouver et Miami. Les enregistrements indiquent que le sisme se situe dans un rayon de 560 km d'Halifax, un rayon de 3900 km de Vancouver et un rayon de 2500 km de Miami. On situe donc le sisme au point d'intersection des trois cercles, soit La Malbaie. En pratique, on utilise videmment plus que trois points.

Tsunami et raz de mare: catastrophe conscutive un sisme.

Le tsunami (nom tir du japonais) engendre un phnomne particulirement destructeur conscutif un mouvement du fond sous-marin gnr par un sisme, une ruption volcanique ou un glissement de terrain. Il est en quelque sorte sournois parce qu'il peut survenir plusieurs heures aprs l'vnement. Ce schma illustre la nature d'un tsunami engendr par un soulvement du fond marin caus par un sisme.




(A) Le soulvement du fond marin engendre un gonflement de la masse d'eau. Ce gonflement donne lieu une vague qui en surface de l'ocan est peine perceptible (de quelques centimtres moins d'un mtre d'amplitude en gnral), mais qui s'enfle en eau peu profonde pour atteindre des amplitudes pouvant aller jusqu' 30 m. La vitesse de propagation de ces vagues est de 500 800 km/heure en eau profonde (milliers de mtres), diminuant quelques dizaines de km/heure en eau peu profonde (moins de 100 m). La priodicit des vagues est de l'ordre de 15 60 minutes. Ainsi, un tsunami initi par un mouvement du fond marin la suite d'un sisme qui se sera produit 1000 km des ctes viendra frapper ces dernires environ 2 heures plus tard. On peut aisment imaginer l'effet destructeur de telles vagues dferlantes sur les ctes habites et les populations. Le phnomne de la vague dferlante qui balaie tout sur son passage est appele raz de mare.
(B) À l'approche de la premire vague de tsunami, il se produit d'abord un retrait de la mer (ce qui est de nature attirer les curieux!).
(C) Vient ensuite la premire vague.
(D) Celle-ci peut tre suivie d'un second retrait, puis d'une autre vague, et ainsi de suite. On compte normalement quelques vagues seulement qui en gnral diminuent progressivement en amplitude.

Le 26 dcembre 2004, l'le de Sumatra (Indonsie) a connu un des plus grands sismes jamais enregistrs (M = 9,0). Ce dernier a engendr un puissant tsunami qui s'est propag dans tout le golfe du Bengale et dans l'ocan indien, causant une destruction inde--SS--ible

    / 17, 2017 10:18 pm