INTENSITE D'UN SEISME

L'intensité d'un séisme est définie en un lieu par rapport aux effets produits par ce séisme, qu'ils

soient seulement observés ou ressentis par l'homme (réveil, chute d'objets, fissures ...) ou qu'ils

aient causés des dégâts plus ou moins importants aux constructions. On parle alors d'effets

macrosismiques.

L'intensité d'un séisme dépend du lieu d'observation des effets causés par le séisme. Elle décroît

généralement lorsqu'on s'éloigne de l'épicentre du séisme mais varie aussi selon la structure

géologique. Une forte intensité est souvent associée à des zones de roches molles (sable, vase,

argile et remblais), alors qu'on note une faible intensité dans des zones de roches plus solides

(grès).

Pour un séisme donné, on donne souvent uniquement l'intensité à l'épicentre, la plus forte

généralement : c'est l'intensité épicentrale. Aussi la valeur maximale de la magnitude est liée à la

résistance de la lithosphère aux forces tectoniques et à la longueur maximum de la faille

susceptible de se fracturer d'un seul coup.

LA SOURCE DES SEISMES

La cause d'un séisme est presque toujours la même : il est provoqué par la rupture brutale des

roches en profondeur en un point appelé foyer (à la verticale de l'épicentre) qui, le plus souvent,

se situe dans les 60 premiers kilomètres de la couche externe de la Terre. C'est le cas des séismes

superficiels qui, exceptées les quelques petites secousses d'origine volcanique, se produisent dans

la partie cassante de la croûte terrestre.

Devant la contrainte imposée par le mouvement des plaques (mouvements de rapprochement ou

d'écartement ou bien encore de coulissage des plaques rigides), les roches superficielles se

déforment de façon élastique jusqu'à un certain point de rupture à partir duquel elles cassent

brutalement le long d'une ou plusieurs failles.

Les parois de la faille mises en mouvement, frottent l'une contre l'autre de telle sorte qu'il y a

dissipation de l'énergie d'une part sous forme de chaleur obtenue par frottement, et d'autre part

sous forme de vibrations, les ondes sismiques, qui se propagent dans toutes les directions à partir

du foyer et que l'on peut enregistrer sur un sismomètre. Celle-ci donne naissance à des ondes qui

s'éloignent du point d'impact. De la même manière, les ondes sismiques se propagent à partir du

foyer d'un tremblement de terre

LES CATEGORIES DE SEISMES

Un séisme est une secousse ou une série de secousses plus ou moins violentes du sol. Les

séismes peuvent être naturels ou artificiels. Il est commode de les classer selon leur mode de

génération :

Remarques :

Les séismes tectoniques sont de loin les plus courants. Ils sont bien expliqués par la tectonique

des plaques (cas récent de l4algérie et du Japon).

Les séismes volcaniques accompagnent les éruptions volcaniques. Ils servent à la prévision des

éruptions.

Exceptés les tirs nucléaires, les séismes artificiels sont généralement de petits séismes.

LES ONDES SISMIQUES

Les ondes sismiques sont des ondes élastiques. L'onde peut traverser un milieu sans modifier

durablement ce milieu. L'impulsion de départ va "pousser" des particules élémentaires, qui vont

"pousser" d'autres particules et reprendre leur place. Ces nouvelles particules vont "pousser" les

particules suivantes et reprendre leur place, etc. Les vibrations engendrées par un séisme se

propagent dans toutes les directions. Elles se succèdent et se superposent sur les enregistrements

des sismomètres. Leur vitesse de propagation et leur amplitude sont modifiées par les structures

géologiques traversées, c'est pourquoi, les signaux enregistrés sont la combinaison d'effets liés à

la source, aux milieux traversés et aux instruments de mesure.

Ces ébranlements, qui se déplacent sous forme d'ondes, traversent le Globe et donnent des

indications irremplaçables sur sa constitution. On distingue :

Les ondes de volume

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

et d'une manière générale elle augmente avec la profondeur.

On distingue :

Les ondes P ou ondes primaires appelées aussi ondes de compression ou ondes longitudinales.

Le déplacement du sol qui accompagne leur passage se fait par dilatation et compression

successives, parallèlement à la direction de propagation de l'onde. Ce sont les plus rapides (6

km.s-1 près de la surface) et sont enregistrées en premier sur un sismogramme. Elles sont

responsables du grondement sourd que l'on peut entendre au début d'un tremblement de terre.

Les ondes S ou ondes secondaires appelées aussi ondes de cisaillement ou 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, elles sont en particulier arrêtées

par le noyau de la Terre. Leur vitesse est plus lente que celle des ondes P, elles apparaissent en

second sur les sismogrammes.

La différence des temps d'arrivée des ondes P et S suffit, connaissant leur vitesse, à donner une

indication sur l'éloignement du séisme. Les ondes de volume se propagent un peu comme les

rayons lumineux : elles peuvent être réfléchies ou réfractées, c'est-à-dire déviées à chaque

changement de milieu, au passage manteau-noyau par exemple. Elles peuvent ainsi suivre des

trajets très complexes à l'intérieur de la Terre. Leur temps de parcours dépend de ce trajet, elles

n'arrivent pas toutes en même temps au même endroit.

Les ondes de surface

Ce sont des ondes guidées par la surface de la Terre. Elles sont moins rapides que les ondes de

volume mais leur amplitude est généralement plus forte.

On peut distinguer :

L'onde de Love : le déplacement est essentiellement le même que celui des ondes S sans

mouvement vertical. Les ondes de Love provoquent un ébranlement horizontal qui est la cause

de nombreux dégâts aux fondations des édifices. L'onde de Rayleigh : le déplacement est

complexe, assez semblable à celui d'une poussière portée par une vague, un mouvement à la fois

horizontal et vertical, elliptique, en fait. Les ondes de Love se propagent à environ 4 km/s, elles

sont plus rapides que les ondes de Rayleigh.

LA SISMICITE DE LA FRANCE

La France métropolitaine est un pays à sismicité modérée.

La France est une région à sismicité moyenne. Les séismes y sont essentiellement superficiels,

leur foyer se situe 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 comme tels est le cas ici dans le Bouches-du-Rhône.

LES SISMOMETRES

Un sismomètre est un détecteur de mouvements du sol qui comporte un capteur mécanique, un

transducteur, un amplificateur, un enregistreur, une antenne et une batterie de 12 V alimentée par

un panneau solaire. L'appareil doit être autant que possible isolé de l'extérieur, afin que les

variations de température ou de pression n'affectent pas la stabilité du système.

Les premiers sismomètres étaient des capteurs à inertie ou des pendules.

Actuellement on utilise surtout des sismomètres électromagnétiques. Ils ne mesurent pas le

mouvement du sol mais la vitesse de mouvement du sol.

Le signal, issu du capteur, est amplifié électroniquement. Il est enregistré sous forme numérique

et parfois en même temps sur papier pour contrôle.

Le domaine observable des périodes des ondes sismiques est très large (de 0.1 seconde à plus de

1000 secondes), trop large pour qu'un seul sismomètre puisse les enregistrer correctement. Pour

couvrir toute cette bande de périodes, on utilisera deux types de capteurs :

le sismomètre courte période "CP" dont la période propre est centrée sur une seconde

approximativement.

le sismomètre longue période ou large bande, "LP" ou "LB", dont la période propre est centrée

sur 20 ou 30 secondes, voire beaucoup plus en utilisant des techniques d'asservissement (ex de la

houle qui provoque des vibrations sur la côte).

LES RESEAUX DE SISMOMETRES

Réseaux de sismomètres et centres de traitement

Réseau et centres mondiaux Il existe une très bonne collaboration entre les centres de sismologie. Les coordonnées spatiales

et temporelles ainsi que les magnitudes d'un séisme sont déterminées, à partir des données

envoyées par les différents observatoires mondiaux, par des centres internationaux, nationaux ou

régionaux qui éditent des bulletins hebdomadaires et mensuels : parmi les plus connus, citons le

centre Sismologique Euro-Méditerranéen (CSEM) installé à Paris et, le Bureau Central

Sismologique Français (BCSF) à Strasbourg et le Laboratoire de Détection et de Géophysique

(LDG) du Centre d'Etude Atomique (CEA) en région parisienne.

Les données recueillies par les réseaux mondiaux ont pour objectif la localisation des

tremblements de terre et aussi l'analyse des grandes structures internes du globe. Afin d'obtenir

une bonne couverture du monde, l'accent est mis sur la qualité et l'homogénéité des instruments.

Actuellement, grâce à un réseau de plusieurs milliers de stations distribuées sur l'ensemble de la

planète, il est possible de déterminer l'hypocentre de tous les séismes de magnitude supérieure à

4, quelle que soit leur région d'origine.

L'instrumentation numérique qui se développe aujourd'hui offre la possibilité de traiter des

centaines d'enregistrements très rapidement.

Réseau régional

Pour surveiller une région à risque sismique, les mailles du réseau sont beaucoup plus resserrées.

Un réseau régional comporte plusieurs stations placées autour des zones répertoriées. En France

l'interprétation des données se fait localement par le RéNaSS Réseau National de Surveillance

Sismique( (RéNaSS).

Réseaux français d'observation et de surveillance sismiques

La surveillance en temps réel de l'activité sismique du territoire est assurée 24h/24 par le Réseau

national du Laboratoire de Détection Géophysique (LDG) du CEA situé dans la région

parisienne et par le Réseau National de Surveillance Sismique (RéNaSS) installé à Strasbourg.

Ces deux réseaux se complètent pour assurer une bonne surveillance du territoire et la meilleure

localisation possible des épicentres. Ils fournissent au Bureau central sismologique français

(BCSF) dans un délai inférieur à une heure, les principaux paramètres des séismes importants

survenant en France ou dans les régions frontalières : heure origine, coordonnées, magnitude.

Ces informations sont transmises à la Sécurité civile, à la Délégation aux risques majeurs, aux

divers laboratoires de sismologie français et étrangers et le cas échéant, aux agences de presse.

Détecter, localiser : le rôle des réseaux nationaux Actuellement, les données instrumentales proviennent de stations sismologiques groupées pour

l'essentiel en deux réseaux métropolitains et un réseau aux Petites Antilles. Le réseau national du

LDG/CEA est constitué de 30 stations, dont les données sont transmises en permanence et en

temps réel par télémesure à un centre de traitement à Bruyères-le-Châtel en région parisienne. Le

réseau national de surveillance sismique (ReNaSS) comprend une centaine de stations. Il est

constitué de réseaux régionaux, de quelques stations isolées et d'observatoires sismologiques

large-bande. Les données sont transmises au ReNaSS, dont les objectifs et les missions sont :

- observer la sismicité française (et mondiale) - déterminer et diffuser les paramètres sources

des séismes du territoire métropolitain et des zones frontalières

- - centraliser et archiver les données sismologiques à des fins de recherche en Sciences de la

Terre

A partir de toutes les informations déterminées par les scientifiques, l'administration peut

"classer" une région administrative (en général un canton) dans une zone "à risques" ou non.

Ceci a ensuite une importance pour les règles de sécurité face aux risques naturels comme pour

les permis de construire par exemple.