génie sismique gc ensao 2013-2014

7/22/2019 Gnie sismique GC ENSAO 2013-2014

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Pr. M. CHOURAK

Filire: Gnie Civil

Gnie sismique

Universit Mohammed PremierEcole Nationale des Sciences Appliques,

Oujda

A.U: 2013-2014


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Gophysique

Cest la science de la Terre qui sintresse ltude de lactivit des forces physiques

responsable De lorigine, volution et structure de la Terre.

DIVISION DE LA GEOPHYSIQUE

Godsie: Forme de la Terre

Sismologie: tude de la gnration, propagation et enregistrement des ondes lastiques

dans la Terre.

Mtorologie:

Gomagntisme

Ocanographie

Volcanologie

Hidrologie


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Thmes de Sismologie


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Sismologie

tude des sismes ou tremblements de terre


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Un sisme provient du mot grec seismos, signifiant secousse, il se traduit

en surface par des vibrations du sol qui proviennent de lbranlementbrutaldes roches en profondeur par un mouvement brusque de deuxcompartiments profonds.

Il se produit suite la libration instantane dnergie lentementaccumule, au moment o le seuil de rupturemcanique des rochesestatteint

Qu'est ce qu'un sisme?


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Cest quoi le phnomne et comment se manifeste

Sisme:glissement soudain sur une surface de faille, gnrant des ondessismiques (lastiques).

Jeu de faille: Rupture en surface , dformations du sol

Emission des ondes: Mouvements vibratoires

Effets induits: - Fatigue et ruines du sol- Tassement, liqufaction, instabilit des versants..


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Causes des sismes naturels

Impact (mtorites)

ruption volcanique (diffrents des trmors)

Tectonique : jeu de faille, mouvement de plaques... exemples modalits (rebond lastique)

Prsence de forces (compression, distension,transpression....)

Accumulation dnergie

Mouvement brutal avec libration dnergie


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Impact mtoritique (-65Ma)

Cratre dimpact

CHICXULUB dansle Yucatan

(Mexique). Cratre invisible de

lextrieur, rvl

par la mthodegravimtrique


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Origine Tectonique

Dovient la rupture duneroche?

Elle est issue de lnergiequi sestaccumule dans la roche pendant des

dizaines dannes et/ou millions dannes sous l effet des contraintes

tectoniques extrieures (mouvement des plaques, monte de magma,).

Rupture du milieu

Laction dune contrainte (pression)

Dformation du milieu


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27/02/2014 10

Orig ine des sismes

Dformationlastique

Rupture Liberacin dnergie

SEISME

FAILLES SEISMES

Origine Tectonique


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dans les zonesde compression

dans les zonesd'extension

Des dplacements horizontauxLes zones decoulissage

Ces deux types de failles induisent des dplacements verticaux, appels rejets.

Sismes = ruptures = formation de failles


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Sismes = ruptures = formation de failles

Dcrochement

Faille normale


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Foyer ou hypocentre

Cest le point sur la faille ou sinitie le sisme ou l'endroit de libration de

lnergiesismique est appelfoyerou hypocentre

EpicentrePoint en surface du globe terrestre situ la verticale du foyer (c'est le premierpoint touch par les ondes sismiques).

Caractristiques dun sisme

C


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en fonction de la profondeur des sismes (foyer):

- les sismes normaux ou superficiels(profondeur < 60 km) = frontires de

plaques divergentes et frontires de plaque convergentes (fosses ocaniques);

- les sismes intermdiaires(60 < profondeur < 300 km) = frontires de

plaques convergentes;

- les sismes profonds(jusqu 700 km de profondeur) = frontires de

plaques convergentes.

Classes de sismes

Rid ift d di


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Ride ou rift = zone de divergence

Sismes superficiels


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Les frontires convergentes (Subduction)

Trois catgories de sismes

Li i d l li h h i


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Limites de plaques lithosphriques

Si t t t i d l


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Sismes et tectonique des plaques

La lithosphre se compose d'une douzaine de plaques tectoniques flottant surun magma visqueux et qui sont en mouvement les unes par rapport auxautres.

Si t t t i d l


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Sismes et tectonique des plaques

La plus part des sismes sont lis ces mouvements et se produisent auniveau des limites de plaques lithosphriques

La rpartition des sismes mondiaux enregistrs entre 1977 et 1996.Document ex osition les riva es lab. Geosciences Azur

LAf i h d lE


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LAfrique se rapproche de lEurope

De nos jours, le rapprochement se poursuit suivant une direction SE-NW, une

vitesse de 4 7 mm par an (flches rouges).Document ex osition les riva es lab. Geosciences Azur

La plaque eurasienne, au nord, chevauche la plaque africaine au sud. C'est danscette faille de chevauchement que se dclenchent les sismes de la rgion.


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lments dtudes des sismes

C t i ti d i


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C t i ti d i


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INTENSITEE, MAGNITUDE

FOYER (ou Hypocentre)

PICENTRE


Ondes sismiques

Ondes sismiq es


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Les ondes sismiques sont des ondes lastiques. L'onde peut traverser un

milieu sans le modifier. L'impulsion de dpart va "pousser" des particules

lmentaires, qui vont "pousser" d'autres particules et reprendre leur place.Ces nouvelles particules vont "pousser" les particules suivantes et reprendre

leur place, etc.

Ces ondes se propagent dans toutes les directions, on distingue:

les ondes de volumequi traversent la Terre (ondes P et ondes S)

les ondes de surface qui se propagent paralllement la surface(ondes de Love et ondes de Rayleigh)

Elles se succdent et se superposent sur les enregistrements des sismographes

Ondes sismiques


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Enregistrement

Sismographe : Principes (capteur + transducteur + ampli. +

enregistreur + horloge)

Description Sismographe vertical

Sismographe horizontal (au moins 2 par station)Sismogramme

(Mcanisme au foyer)

Instruments denregistrement des sismes


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Enregistrement

Sismographe : Principes (capteur + transducteur + ampli. +

enregistreur + horloge)

Description Sismographe vertical

Sismographe horizontal (au moins 2 par station)Sismogramme

Mcanisme au foyer




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Sismographes

Chaque station de mesure comporte trois sismographes : deuxenregistrent les mouvements horizontaux (placs nord-sud et est-ouest), le troisime enregistre les mouvements verticaux.




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Sismographe vertical droite et horizontal gauche

Instruments d enregistrement des sismes


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Sismogramme

Le sismographe distant enregistre les ondesP, S et de surface. La coupe montre lestrajectoires des ondes.


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Sisme (illustration)

Dcrochement et

Propagation desondes

Enregistrement sur un

sismographe


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Observations et valuation

Mouvements du solAction simultane et/ou successive des

diffrentes ondes

Influence de la nature et de la structure duterrain.

Roches massives : transmission immdiate desvibrations

Roches meubles : emmagasinement delnergie avant libration, dgts plus

importants

Exemples : Caire, Mexico etc.

Mcanisme de Foyer


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Faille normal

Faille inverse

Falle en dcrochement

Mcanisme de Foyer

Que ressort-on d un sismographe ?


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Elle permet de dduire l'picentreet la magnitudedu sisme qui l'a gnr

Elle reprsente les temps d arriver des ondes sismiques

Les sismographesnous permets dobtenir une trace sismique dite sismogramme

Que ressort-on d un sismographe ?

Le sismogramme


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La vitessede propagation et l'amplitudede ces ondes sont modifies

par les structures gologiques traverses.

Le sismogramme


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Courbes de rponse dun instrument


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Nature des ondes sismiques


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Les ondes de volume: Ondes P

Les ondes P ou ondesprimaires appeles aussi ondesde compression ou ondeslongitudinales.

Le dplacement du sol qui accompagne leur passage se fait par dilatation etcompression successives, paralllement la direction de propagation de l'onde.

Ce sont les plus rapides (6 km/s prs de la surface) et sont enregistres en

premier sur le sismogramme



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Les ondes de volume: Ondes S

Les ondes S ou ondes secondairesappeles aussi ondes de cisaillementou ondes transversales

A leur passage, les mouvements du sol s'effectuent perpendiculairement

au sens de propagation de l'onde

Ces ondes ne se propagent pas dans les milieux liquides,

Leur vitesse est plus lente que celle des ondes P (en surface de l ordre

de 4 km/s). elles apparaissent en second lieu sur les sismogrammes




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Les ondes de surface: onde de Love

Le dplacement est essentiellement

le mme que celui des ondes S sansmouvement vertical

Les ondes de Love provoquent unbranlement horizontal qui est lacause de nombreux dgts




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Les ondes de surface: onde de Rayleigh

Le dplacement est complexe,assez semblable celui d'unepoussire porte par une vague

Un mouvement la fois horizontal etvertical, elliptique.

Ellipse grande axe verticale et petitaxe dans la direction du dplacementde londe.




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Ondes P et S

Vp = [(K + 4/3m)/r]1/2

K = module de compression (rsistance lacompression)

m= Module de cisaillement (rsistance aucisaillement)

r= densit Vs = (m/r) 1/2




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Vitesse des rais sismiques

Loi de Snell-Descartes :

Sin i/Vp = sin r/Vp

O i = angle dincidenceVp = vitesse de londe P dans le milieu 1

R = angle de rfraction

Vp = vitesse de londe P dans le milieu 2


Localisation dun tremblement de terre


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Elle se base sur lanalyse du sismogramme et surtout la

diffrence entre le temps darrive de londe S et de londe P.

Distance picentrale


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La mthode des cerc les

Pour une station:

temps d'arrive de l'onde P: tp = d/Vptemps d'arrive de l'onde S: ts = d/Vs

Diffrence entre les deux relations prcdentes :ts - tp = d . ( 1/Vs - 1/Vp)

On connat les vitesses des ondes P et S dans la crote et on admet que :(1/Vs - 1/Vp) = 1/8

Do : d = 8 * (ts - tp)

Il ya des abaques qui donnent directement den fonction de (ts - tp)

base sur la diffrence de propagationdes ondes P et S

p

Localisation dun tremblement de terre


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Les vitesses depropagation des deuxtypes d'ondes (S et P)dans la crote terrestretablies = courbestalonnes

Pour une distance entre sisme et point denregistrement de 2000 Km, l'onde P mettra

4,5 min et l'onde S mettra 7,5 min = dcalage de 3 min

Dans lexemple, la distance correspondant un dcalage de 6 min = 5000 Km

Mthode de cercles


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Le sisme se trouve sur le primtre dun cercle

de rayon d1centr sur une premire station

denregistrement

d1

Avec une seconde station, on dtermine la distance

(d2)sparant cette station de lpicentre du sisme

Les deux points dintersection des deux cerclesdfinissent les deux localisations possibles de

lpicentre du sisme enregistr

Avec une troisime station, dtermination de ladistance (d3)sparant cette station de lpicentre du

sisme

Un seul point d intersection possible entre les trois

cercles dfinit la position prcisede l picentre du

sisme enregistr

d1

d2

d3 d2

d1

Mthode de cercles


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Intensit d'un sisme


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Elle dpend du lieu d'observation

et de la distance picentrale.

Il existe plusieurs chelles de 12 degrs.

chelle de Mercalli(1902) modifie en 1956.

chelle MSK(Medvedev-Sponheur-Karnik) cre en 1964.

chelle EMS92.

L'intensit d'un sisme est dfinie en un lieu par rapport aux effetsproduits par ce sisme (observs et ressentis par l'homme).

Intensit d'un sisme


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valuation

Intensit relative chelle M.S.K. et Mercalli

Utilisable en rgion habite

Corrlation sensation + dgts / intensit

Magnitude chelle de Richter

Mesure de lnergie libre M = log(A/T) + F(D)

Magnitude d'un sisme


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Magnitude

M = log (A/T) + F (D)

A = amplitude maximale en m T = priode des ondes de volume en s

D = distance picentrale en degr

F = terme empirique compensantlamortissement du signal

g

Intensit d'un sisme


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chelle deMercaliComporte 12degr, elle estrelative etbase sur lesdgts

domaine o lon

doit faire de laconstruction

parasismique

Un mme sisme sera ressenti avec des intensits diffrentes


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Un mme sisme sera ressenti avec des intensits diffrentesselon la distance par rapport l'picentre et selon les caractristiquesdu sol


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Exemples

Chili 1960 (M = 8,9 i-e E = 5.1024erg) Bombe atomique (Hiroshima 1944) ,E = 109erg Guadeloupe : annuellement environ 2-4

sismes de magnitude 4. Remarque : le nombre de victimes dpend

svt de circonstances fortuites et nest paspris en compte dans lchelle M.S.K.


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Comparaisons avec TNT

Magnitude Energie TNT (approx.) 4,0 6 tonnes

5,0 199t

6.0 6.270t

7.0 199.000t

8.0 6.270.000t 9.0 99.000.000t

Carte isosiste


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On appel ligne isosiste, la courbe englobant les domaines de mme intensit.Laire picentrale correspond la plage isosiste dintensit maximum

MSK


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I imperceptible La secousse n'est pas perue par les personnes, mme dans

l'environnement le plus favorable.

IIpeine ressentieLes vibrations ne sont ressenties que par quelques individus au reposdans leur habitation, plus particulirement dans les tages suprieurs des btiments.

III faibleL'intensit de la secousse est faible et n'est ressentie que par quelques personnes

l'intrieur des constructions. Des observateurs attentifs notent un lger balancement

des objets suspendus ou des lustres.

IV ressentiepar beaucoup Le sisme est ressenti l'intrieur des constructions parquelques personnes, mais trs peu le peroivent l'extrieur. Certains dormeurs sont

rveills. La population n'est pas effraye par l'amplitude de la vibration. Les fentres,

les portes et les assiettes tremblent. Les objets suspendus se balancent.

V forteLe sisme est ressenti l'intrieur des constructions par de nombreuses personnes

et par quelques personnes l'extrieur. De nombreux dormeurs s'veillent , quelques-uns sortent en courant. Les constructions sont agites d'un tremblement gnral. Les

objets suspendus sont anims d'un large balancement. Les assiettes et les verres se

choquent. La secousse est forte. Le mobilier lourd tombe. Les portes et fentres battent

avec violence ou claquent.

MSK

MSK


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VIlgers dommagesLe sisme est ressenti par la plupart des personnes, aussi bien l'intrieurqu' l'extrieur. De nombreuses personnes sont effrayes et se prcipitent vers l'extrieur. Lesobjets de petite taille tombent. De lgers dommages sur la plupart des constructions ordinairesapparaissent : fissurations des pltres ; chutes de petits dbris de pltre.

VIIdommages significatifsLa plupart des personnes sont effrayes et se prcipitent dehors. Lemobilier est renvers et les objets suspendus tombent en grand nombre. Beaucoup de btimentsordinaires sont modrment endommags : fissurations des murs ; chutes de parties dechemines.

VIII dommages importants Dans certains cas, le mobilier se renverse. Les constructionssubissent des dommages ; chutes de chemines ; lzardes larges et profondes dans les murs ;effondrements partiels ventuels.

IXdestructiveLes monuments et les statues se dplacent ou tournent sur eux mmes. Beaucoup

de btiments s'effondrent en partie, quelques uns entirement.Xtrs destructiveBeaucoup de constructions s'effondrent.

XIdvastatriceLa plupart des constructions s'effondrent.

XII catastrophique Pratiquement toutes les structures au-dessus et au-dessous du sol sontgravement endommages ou dtruites.

MSK

Carte isosiste


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Exemple dusisme d'Annecy

du 15 juillet 1996

chel

ledeMSK

Magnitude dun sisme (chelle de Richter)


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La magnitudeest mesure par le logarithme de lamplitude maximale

des ondes, mesure en microns, partir dun sismomtre plac

une distance denviron 100 km par rapport lpicentre

Du fait que lappareil de mesure nest que rarement 100 Km de lpicentre:

M = log A/T + F()

Aamplitude en microns

Tpriode en secondes

F()terme empirique = amortissement du signal sismique en fonctionde la distance (en degr)

NE PAS CONFONDRE INTENSIT ET MAGNITUDE

chelle de Richter instaure en 1935


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Un sisme de magnitude 8,5 est 100 millions de fois plus fort quun sisme

de magnitude 3

Valeur objective = une seule valeur pour un sisme donn

A ce jour, plus fort sisme = 9,5 sur l'chelle de Richter (Chili).

Depuis janvier 2000, nouvelle chelle adopte par les pays europens :

EMS 98 (European Macroseismic Scale 1998)

chelle de Richter


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Magnitude (Richter) Effets du tremblement de terre

Moins de 3,5Le sisme est non ressenti, mais enregistrpar les sismographes.

De 3,5 5,4 Il est souvent ressenti, mais sans dommage.

De 5,4 6Lgers dommages aux btiments bienconstruits, mais peut causer des dommagesmajeurs dautres btisses.

De 6,1 6,9Peut tre destructeur dans une zone de 100km la ronde.

De 7 7,9Tremblement de terre majeur. Il peut causerde srieux dommages sur une large surface.

Au-dessus de 8Cest un trs grand sisme pouvant causerde trs grands dommages dans des zones deplusieurs centaines de kilomtres.

Mesure de la magnitude (Utilisation des abaques)


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T(S)-T(P)=50 s

Ampl. Max(S)= 285 mm

on convertit le dlai entre l'onde Pet l'onde S en distance picentrale

La magnitude de Richter


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A partir des magnitudes on calcule lnergie du sisme par une formule du type:

Log E = a + b M

Les coefficients aet bsont dfinis pour chaque type de magnitude

nergie dun sisme


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Les amricains Gutenberg et Richter (1956) observent une relation linaire entrelnergie(E) libre par un sisme et une fonction logarithmique dpendant delamplitudeet de la priode de londe,de la profondeur du foyer et de la distance

picentrale du sisme.

logEjoule = 4,81,5M

Effets de sisme


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Rupture de lasurface par jeu

de failles

Destructiondes btiments

Destructions desinfrastructures

Enfoncement dun immeuble cause

des phnomnes de liqufaction

Reprise dactivit

volcanique

Tsunami ou raz de mare
http://membres.lycos.fr/afps/images/izmit/railway1.jpghttp://www.monanneeaucollege.com/4.svt.chap5.htm


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Effet des ondes sur les constructions


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Ondes L et R- gamme des "basses frquences (< 1 hertz)- nocives pour les btiments levs-destructrices des distances plus grandes que les-ondes P et S (quelques dizaines de kilomtres)

Ondes P et S- gamme des "hautes frquences (> 1 hertz)-dangereuses pour diverses catgories de

btiments bas

deux types de mouvements (et leurs combinaisons)

- la verticale du foyer, l picentre = mouvement vertical- plus loin effet dominant = horizontal, li au mouvement de la faille

Etude de l'amplification des ondes par des btiments


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Exemple de la cathdrale de Strasbourg.

Transmission des ondes travers le Globe


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Propagation des ondes vitesse : fonction de la nature et de la densit

du milieu travers rappel : P traverse liquide et solide ; S ne

passe qu travers un solide.

Les discontinuits internes du Globe sismique rflexion sismique rfraction

Les ondes de volumes se propagent en suivant les


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p p glois de l'optique gomtrique.

Onde incidente Onde rflchie

Onde transmise

Milieu V1

Milieu V2

Interface

i1 i1

i2

sini1

V1=

sini2

V2Loi de Snell-Descartes

Les lois nous permettent de dterminer ainsi les vitesses V1, V2, etLes profondeurs des interfaces.


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sini2 =

V2

V1

.sini1

V1> V2 Quelque soit i1, langle i2existe.

Pour i1= /2 ==> sini2 =V2

V11

Pour i1= 0 ==> i2= 0

V1< V2 Langle i2n existe que pour certaines valeurs de i1.


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sini2 =

V2

V1.sini1

1 2 g 2 q p 1

Pour i1= /2 ==> sini2 =V2

V11 impossible

Il existe donc un angle i1= ilimiteau-del duquel il n y a plus dondetransmise. Pour i1= ilimite, i2= /2, londe est une onde rfracteappele onde conique.

ilim

Onde coniqueV2

V1

La trajectoire courbe des rayons sismiques sexplique parL t ti d l it d d l f d


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V1

V2> V1

V3> V2

V4> V3

Laugmentation de la vitesse des ondes avec la profondeur.

Existence de zones d ombre


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Existence de zones d ombrepour les ondes P et les ondes S

Les apports de la sismologie


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La structure interne du globe

Document ex osition les riva es lab. Geosciences Azur

La connaissance

du tempsd arrive desOndes en plusieurs

point de la surfacedu globe permetdobtenir des

modles de vitesseen fonction de la

profondeur.

La structure interne de la terre


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L'intrieur de la Terre est

constitu d'une succession de

couches de proprits physiques

diffrentes:

le noyau, qui forme 17% duvolume terrestre

le manteau, qui constitue la

majorit du volume terrestre,

81%

la crote(ou corce), qui compte

pour moins de 2% en volume



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Deux discontinuits importantes

sparent crote, manteau et

noyau: la discontinuit deMohorovicic (moho) qui marque

un contraste de densit entre la

crote terrestre et le manteau, et

la discontinuit de Gutenberg

qui marque aussi un contraste

important de densit entre lemanteau et le noyau.



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Les apports de la sismologie


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La structure interne du globe

Document ex osition les riva es lab. Geosciences Azur

La connaissance

du tempsd arrive desOndes en plusieurs

point de la surfacedu globe permetdobtenir des

modles de vitesseen fonction de la

profondeur.

De quoi sont constitus le manteau et le noyau terrestres ?


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La comparaison entre l'tude des ondes sismiques et les donnesde laboratoire permettent :

- Le manteau est riche en silicates.

- Le noyau est riche en fer (Fe) et en nickel (Ni). Document site web Universit de Laval


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Socit face au risque sismique

Que faire en cas de tremblement de terre ?


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Dans tous les cas,il faut rester calme

Si vous tes la maison, dans un magasin, au bureau, l'cole

Ne sortez pas, Une exception, si vous tes au rez-de-chausse, et non loind'un espace ciel ouvert suffisamment large;

Rfugiez-vous sous les structures portantes (murs porteurs, poutres,) oubien sous un meuble robuste (table, bureau ou lit);

Tenez-vous loin des fentres, vitres, miroirs ou glaces, tableaux et meubleshauts et pesants (tagres);

Attendez la fin de la secousse. Inutile de courir tout de suite vers lesescaliers, qui seront soit dtruits, soit encombrs de gens paniqus;

Ne pas utiliser les ascenseurs qui seront en panne ou prsenteront trop derisques;

N'allez pas sur le balcon;

Que faire aprs la secousse ?


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Ouvrir la porte de la maison pour s'assurer une issue

Sortez aprs avoir rassembl tous ceux qui taient proximit devous. Aidez les personnes ges et les malades

Ne courez pas travers ou prs des constructions.

Coupez l'eau, l'lectricit et le gaz

Si vous tes bloqus par des effondrements, essayez de signaler votreprsence en frappant de temps en temps sur une canalisation mtalliqueou une poutre.

N'allumez pas de flamme nue

Vrifiez l'tat des conduites en remettant en circuit successivementl'eau, le gaz puis l'lectricit..

Immdiatement aprs la secousse

Que faire ensuite ?


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Mettez-vous l'coute de votre radio portative

Rconfortez les personnes choques, soignez les blesss autour de vous.

N'essayez pas de dplacer les personnes srieusement blesses, sauf s'il y arisque immdiat de nouvelle blessure (chute de mur, etc).

Collaborez avec les personnes charges des secours, renseignez-les.

Ne tlphonez pas, sauf pour signaler les urgences mdicales, un incendie, ..

Portez des chaussures fermes

Balayez et nettoyez les mdicaments parpills et les matriaux nocifs

Ne faites pas fonctionner les interrupteurs ou les appareils lectriques si cela

sent le gaz,

Que faire ensuite ?


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Ne touchez pas aux fils lectriques tombs terre, ni aux objets en contactavec ces fils.

Vrifiez l'tat des chemines de votre maison

Prenez garde aux objets en quilibre instable sur les tagres.

Si l'eau est coupe, faites le bilan de vos provisions

Si l'lectricit est coupe, planifiez l'utilisation de la nourriture prissable demanire consommer d'abord ce qui se gtera le plus vite.

N'encombrez pas les rues

Soyez prts pour les rpliques

valuation du Risque sismique


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valuation du Risque sismique

Le risque sismique est donc fonction :- de l'ala sismique

- des dispositions constructives prises pour diminuer le risque

Risque sismique = Ala sismique x Vulnrabilit

Risque sismique:


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Risque sismique: peut tre valu pour une construction, une ville, une rgion spcifique probabilit de perte en biens, en activits productives et en vies humainesdans un laps de temps donn augmente avec :- la densit de population

- le potentiel conomique du pays nul en l'absence de constructions et de personnes

dveloppement des socits

accroissement de leur propre vulnrabilit face aux tremblements de terre

Vulnrabilit (%) = cot des dommages attendus pour un sisme d'une intensit donne/ cot de laconstruction

0% : sismes d'intensit MSK < VI pas de dommages aux btiments

100% : sismes d'intensit MSK XI et XII constructions non parasismiques

Les volcans


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Comme les sismes, les volcans ne se rpartissent pas de faon

alatoire la surface de la plante.

Plusieurs se situent aux frontires de plaques (volcanisme de

dorsale et de zone de subduction), mais aussi l'intrieur des

plaques (volcanisme intraplaque, comme par exemple le volcanisme

de point chaud).

1) Volcanisme de dorsale

2) Volcanisme de zone de subduction

3) Volcanisme de point chaud

Les volcans


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1) Volcanisme de dorsale

2) Volcanisme de zone de subduction

2) Volcanisme de zone de subductionLes volcans


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Le volcanisme reli l'enfoncement d'une plaque sous l'autre va former des chanonsde volcans.

Dans le cas o il y a convergence entre deux portions de lithosphre ocanique, il yaura formation d'un chanon de volcans qui s'lvent au-dessus de la surface desocans pour constituer un arc insulaire

Dans le cas de la convergence entre une portion de lithosphre ocanique et uneportion de lithosphre continentale, les volcans se trouvent sur la marge du continentet forment un arc continental.

volcans de laChane desCascades dansla plaquecontinentaleNord-amricaine

Les volcans


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Le volcanisme de point chaud

Le volcanisme de point chaud est

un volcanisme intraplaque, qu'onretrouve principalement, mais pasexclusivement, sur la lithosphreocanique.

Les chanons volcaniques de pointschauds viennent appuyer la thoriede l'talement des planchersocaniques. Pour des raisons quel'on comprend encore mal, il se faiten certains points la base du

manteau suprieur, uneconcentration locale de chaleur quiamne une fusion partielle dumatriel.

Drive des continents


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Tectonique des plaques

LE CONCEPT DE LA TECTONIQUE GLOBALE


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Tectonique des plaques (drive des continents)

1 Le paralllisme des ctes de l'Atlantique


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On observe en effet uncertain paralllisme deslignes ctires entre d'unepart les Amriques et d'autrepart l'Europe - Afrique

Cela suggre que ces deuxensembles constituaient deuxmorceaux d'un mme bloc.

1. Le paralllisme des ctes de l Atlantique.



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2. La rpartition decertains fossiles.

3 L t



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3. Les tracesd'anciennesglaciations.



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4. La correspondancedes structuresgologiques.

Les limites de plaques


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a - L imi te de divergence de plaques ou zones d'accrtion ocanique

b - L imi te de convergences de plaques ou zones orogniques

Zones de subduction

Zones de subduction de

type marge continentale

active

Zones de

subduction de type

arcs insulaires

zones de coll ision in tra-continentale.

Les limites de plaquesa - Zones de divergence de plaques. ou zones d'accrti on ocanique


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g p q q



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Zones de coulissage : fail les transformantes

Ce sont des zones de cisaillement caractrises par une activitsismique intense



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Les limites de plaquesa - Zones de divergence de plaques. ou zones d'accrti on ocanique


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Palomagntisme

Les limites de plaquesa - Zones de divergence de plaques ou zones d'accrtion ocanique au niveau des


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rides mdio-ocaniques

Godynamique interne et tectonique globale

b - L imi te de convergences: Zone de subduction


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b Limi te de convergences: Zone de subduction



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La Tectonique des Plaques intgre de nombreuses donnes gologiques et permet



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q q g g g q pd'expliquer l'activit de la terre en relation avec sa godynamique interne. C'est la raisonpour laquelle on prfre aujourd'hui lui substituer le terme de Tectonique Globale.

Exercice


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Exercice

Nommez les types de marges continentales

visibles sur cet extrait de carte.

Exercice


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Identifiez sur cette coupe:

1 Les plaques tectoniques

2. Les marges continentales actives et passives

3. La zone de Benioff

4. Le coins mantellique

lments de rponse


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Formation des chanes de montagnes


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g



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Les roches sdimentaires: sont trs abondantes dans les chanes de montagnes etcontiennent des fossiles d'organismes marins, ce qui implique que les

sdiments dont elles sont drives se sont dposs dans un milieu marin;

Les roches mtamorphiques, sont d'anciennes roches sdimentaires ou ignestransformes sous l'effet de tempratures et de pressions trs levesenprofondeur, dans la crote terrestre. Ces roches mtamorphiques occupent uneportion bien dfinie de la chane de montagnes.

Les chanes de montagnes contiennent souvent des lambeaux de croteocanique (basaltes) coincs dans des failles. Ce qui explique que lessdiments qui forment la chane de montagnes se sont dposs dans un bassinmarin, et sur de la crote ocanique basaltique.

Les roches des chanes de montagnes sont dformes des degrs divers. Ce quimontre qu'il fallait des forces de compression latrales pour produire une tellegomtrie.

Formation dun ocan


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Stade riftExtension continentale

Stade driftOcanisation

Cration de croteocanique

Crote continentale

Crote infrieure

manteau

Crote non dforme

Formation dun ocan: stade drift ou mer rouge


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Formation dun ocan: Stade rifting


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Dpts sdimentaires sur les marges continentales


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Apport de sdimentspar les fleuves

Accumulation de sdimentssur une marge continentale

La thorie de la tectonique des plaques propose un modle qui tient



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La thorie de la tectonique des plaques propose un modle qui tientcompte des compressions latrales et du soulvement d'une normemasse de matriel et en identifiant le moteur responsable des forces

ncessaires la formation d'une chane de montagnes dforme.

Partons de ce qu'on appelle une marge continentale passive (c--d unemarge o il n'y a pas de mouvements tectoniques significatifs et d'unezone de subduction), comme par exemple celle de l'Atlantique actuelle, o

s'accumule sur le plateau continental et la marge du continent unprisme de sdiments provenant de l'rosion du continent.

Formation des chanes de montagnessous la pousse du tapis roulant et l'augmentation de densit, la lithosphre sef f


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fracture et l'une des lvres s'enfonce sous l'autre, crant une zone de subduction.Le mouvement de translation latrale d'une seule plaque (schma ci-dessus) setransforme alors en un systme de collision entre deux plaques, une plaque

continentale et une plaque ocanique.

On est pass d'une situation de marge passive une situation de margecontinentale active.

Au large du continent, il se forme un arc volcanique insulaire.

Le chevauchement progressif de la plaque ocanique sur ce qui reste de



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Le chevauchement progressif de la plaque ocanique sur ce qui reste deplaque ocanique du ct continental concentre le matriel qui se trouve sur lesfonds ocaniques pour former un prisme d'accrtion qui crot mesure de la

fermeture entre l'arc volcanique et le continent. La zone de subduction setransforme en zone d'obduction: la collision entre l'arc volcanique et le continentcre un chevauchement important de tout le matriel du prisme d'accrtion surla marge continentale. L'activit igne cesse et de grandes masses de rochesignes (en rouge) peuvent rester coinces dans la lithosphre.


Finalement, la poursuite du mouvement concentre encore plus de matriel et


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forme une chane dforme que l'on qualifie de chane de montagnesimmature, en ce sens que la dynamique n'est pas termine.

La marge de cette chane immature peut se transformer en une nouvelle zoneactive (subduction).

Chane immature de type AndesChane de subduction


La vritable chane de montagnes mature est celle qui sera forme par la


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La vritable chane de montagnes mature est celle qui sera forme par lacollision entre deux plaques continentales (Chane de collision).

Dans cette situation, mesure que se referme l'tau constitu par lerapprochement des deux plaques, il se construit, comme dans le cas prcdent,un prisme d'accrtion qui crot progressivement par la concentration dumatriel dans un espace de plus en plus restreint, et la chane de montagness'rige peu peu.


Avec la collisiondes deux plaques et la cessation du mouvement, la


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Chane mature de type himalayaChane de collision

chane a atteint sa hauteur maximum et acquis ses caractristiques



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Chane de lOmanChane dobduction


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Chane d obduction

Chane de lOman: Chane dobduction


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Minralogie

&ptrographie

génie sismique gc ensao 2013-2014

Documents