Les tremblements de terre (Travaux Personnels Encadrés – Géographie - Enseignements Pratiques Interdisciplinaires)

« Les failles faille transformante La prévision à court terme La prévision à court terme est plus complexe puisqu 'il s'agit de déterminer à la fois le lieu, l'instant et la magnitude d'un séisme.

Une telle prévision repose sur l'existence de signes précurseurs .

De très nombreuses méthodes ont été testées , mais aucune n'a encore donné de résultats tangibles .

CONSÉQUENCES DES TREMBLEMENTS DE TERRE Les tremblements de terre peuvent l-------------.....,.-------------,-------------1 avoir des effets secondaires plus violents et aussi les plus meurtriers à cause de leur situation géographique souvent près des zones à forte densité de (Chili, Japon , Mexique) .

C'est aussi le seul endroit où on a des tremblements de terre profonds, jusqu'à 700 km.

Faille normale Les failles normales sont liées aux contextes de distension.

Elles sont appelées ainsi parce que la déformation entraîne un étirement des roches initiales .

Ces failles sont le résultat de mouvements d'éca rtement (divergence).

Ces zones d'écartement (naissance des plaques) correspondent à l'axe des dorsales océaniques.

Elles sont le siège de tremblements de terre nombreux mais relativement modérés.

Ces tremblements de terre se produisent à 1 000 ou 2 000 rn sous la terre au milieu des océans et dérangent assez peu l'homme.

Faille transformante Les mouvements décrochants sont typiques des failles transformantes.

Elles existent aussi en domaine continental comme en Chine , où la plupart des grandes faille s actives sont décrochantes.

Les failles en décrochement provoquent un déplacement des blocs uniquement dans le sens horizontal : ce sont des zones de coulissage.

Elles sont le siège de séismes superficiels.

Un exemple célèbre de faille transformante est la faille de San Andreas aux États-Uni s, responsable notamment du séisme de San Franci sco de 1906 .

MESURE DES TREMBLEMENTS DE TERRE LES OUnLS DE MESURE Les sismologues (géologues et géophysiciens spécialistes des tremblements de terre) sont désormais dotés d'outils de pointe pour détecter, enregistrer et interpréter les données sismiques.

Il s'agit par exemple des 4 000 sismomètres (ou sismographes) répartis sur la planète.

Les plus performants d'entre eux peuvent enregistrer à de très grandes distances des mouvements dont l'amplitude ne dépasse pas le cent millième de millimètre .

Pilotés par des ordinateurs dotés de puissants logiciels et reliés en réseau , ils permettent d'obtenir des résultats précis à grande échelle.

Installés sur des sites sensibles, d'autre s appareils de mesure enregistrent en permanence les param ètres géophysiques permettant de détecter en temps réelles prémices ou ia fin d 'un tremblement de terre (veille sismique) .

En effet, des séismes précurseurs de moindre amplitude peuvent se produire avant un séisme majeur.

De même, à proximité d 'un séisme majeur , de nouveaux séismes continuent fréquemment de sévir : ce sont les répliques.

Leur fréquence et leur magnitude décroissent peu à peu avec le temps (parfois pendant près d ' un an).

Elles sont particulièrement redoutées , car elles déclenchent souvent la destruction des constructions fragilisées par la secousse initiale.

Les méthodes de géodésie par satellite ou l'imagerie radar par satellite (SARS) sont les méthodes les plus récentes de la panoplie des géoscientifiques .

L:identification et la cartographie systématique des zones où la probabilité est grande d'avoir un séisme majeur à moyen terme (quelques dizaines d'années) ont fait des progrès importants .

Notamment les images sate llitaires permettent de déceler et d'étudier les déformations de la croûte terrestre sur de grande s étendues et dans des zones difficilement accessibles.

LES ÉCHELLES DE MESURE Les tremblements de terre sont caractérisés par deux grandeurs : la magnitude et l'intensité.

La magnitude correspond à l'énergie libérée.

C'est une caractéristique du séisme.

l'intensité correspond à l'effet du séisme en un point donné et diminue quand on s 'éloigne de l'épicentre.

Pour quantifier la puissance des séismes on fait appelle à des échelles.

Les plus connues sont : -l'échelle de Mercalli présentée en 1902 et modifiée en 1931 qui comprend 12 degrés ; -l'échelle MSK (Medvedev , Sponheuer et Karnik) propo sée en 1964 en 12 degré s; -l'échelle EMS 98 (l'échelle macrosismique européenne) dérivée de la MSK (1998); - l'échelle de Richter (1935) graduée à partir de zéro sur une échelle ouverte, donc théoriquement illimitée.

Les trois premières sont basées sur les dégâts constatés au sol.

Il s'agit donc d'une évaluation subjective réalisée à partir de témoignages humains .

Ces échelles d'intensité sont désormais peu utilisées , sauf pour étudier les séismes passés ou dresser des cartes de risques sismiques .

De son côté, l'éche lle de Richter prend en compte objectivement l'amplitude du séisme d'après les mesures des ondes fourn ies par les sismomètres.

Ces mesure s permettent de connaître avec précision la quantité d'énergie libérée depuis l'épicentre.

l'échelle de Richter est une échelle logarithmique .

Ainsi, un séisme de facteur 6 à une amplitude 10 fois plus importantes qu'un séisme de facteur 5, et 100 fois plus importante qu'un séisme de facteur 4 etc.

Un séisme de magnitude 61ibère une énergie d'environ 110 kilotonnes soit une dizaine de fois la puissance de la bombe d 'Hiroshima .

A l 'heure actuelle, le plus fort tremblement de terre mesuré sur notre planète a atteint 9,5 sur l'échelle de Richter, il a eu lieu au Chili en 1960 et a fait environ 2 000 morts.

ëéchelle de Richter met en évidence que l'amplitude des séismes n'est pas proportionnelle aux dommages causés .

PRÉVISIONS Ainsi , le tremblement Barn en Iran a fait en 2003 plus de 40 ooo morts alors qu'il a été mesuré 6,8 sur l'échelle de Richter .

La prévision à long terme l'objectif des prévi sions à long terme est d'identifier les zones sismiques , c'est-à-dire de délimiter les régions susceptibles de connaître un fort séisme à plus ou moins longue échéance .

La prise en compte de la tectonique des plaques et, surtout, l'étude de la sismicité historique et de la nature de la tectonique régionale permettent d'élaborer des modèle s.

Ainsi , en connaissant les déplacements observés dans la région étudiée et le comportement des terrains face à la contrainte ; en combinant ces données avec celles concernant les vitesses relatives des plaque s, il est possible d 'estimer l'état de contrainte d'une région .

impressionnants tels que les tsunamis (du japonais tsu signifiant port et nami, vague ).

Il s'agit d 'une série de six ou sept vagues géantes qui parcourent la surface de la mer et provoquent des raz-de-marée souvent dévastateurs.

Les tsunamis sont généralement dus à de forts tremblements de terre sous­ marins mais aussi aux éruptions volcaniques sous-marines, aux glissements de terrain ou aux chutes de grosses météorites .

Leur amplitude est liée à la géomorphologie et à la profondeur du fond sous-marin.

Les vagues déferlant à une vitesse proportionnelle à la racine carrée de la profondeur de l'océan, leur vitesse de propagation peut atteindre plusieurs centaines de kilomètres par heure en eau profonde .

Lorsque le tsunami s'approche du littoral sa vitesse décroît subitement (moins de 50 km/h) tout en conservant le même flux d'éne rgie.

À l'approche de la côte, la vague est donc brusquement freinée et s'élève jusqu 'à une quinzaine de mètre s voire, exceptionnellement une trentaine de mètres.

En raison de leur grande énergie , les tsunamis peuvent infliger de lourds dégâts aux populations et notamment faire de nombreux tués .

On a aussi constaté à la suite de tremblements de terre d 'autres types de manife stations en relation avec le monde aquatique comme des vidanges d'étangs et de lacs ou bien encore la disparition, l'apparition ou la modification du débit de certaines sources.

IJH@iwJil Comme le prouvent certaines fouilles archéologiques, l'homme tente depuis au moins deux millénaire s de se protéger des tremblements de terre en adoptant des techniques de construction appropriées.

Ce sont les effondrements des édifices bâtis par l'homme qui font le plus de victimes lors d 'un séisme .

À l'heure actuelle, la prévention par les constructions parasismiques est toujours le meilleur moyen de protéger les humain s des tremblements de terre .

L:intensité avec laquelle un séisme est ressenti dépend dans une large mesure de la nature des terrains traversés par les ondes .

On constate , par exemple, que les ouvrages bâtis sur un sol meuble subissent davantage de dommag es que ceux situés sur un sol rocheux .

Pour cela, des géologues, des géophysiciens et des mécaniciens des sols font les études préliminaires et détermin ent avec précision les emplacements convenables pour de nouvelle s constructio ns.

Lorsque les études g éologiques sont achevées, c'est au tour des architectes , des ingénieurs de structures et des entrepreneurs d'intervenir pour bâtir des habitations et des ouvrages d'art suiva nt les règles parasism iques.

Désormais , des normes de construction adaptées et l'utilisation de matér iaux résistants permettent des prouesse s technologiques dans des lieux réputés instables .

On sait notamment que, par inertie , les fondations d 'un édifice sont solidaires du sol et suivent ses déplacements lors d 'un séisme.

Par contre , les parties hors sol marq uent un temps de retard dans le mouvement ce qui provoque une déformation ou la destruction de la structure .

Les constructions parasism iques sont donc conçues pour garder des propriétés élastiques afin de reprendr e leur position initiale après un séisme.

Pour cela, on assemb le différents éléments verticaux et horizon taux qui conservent la cohésion de l'ensemble.

Cette technique, utilisée depuis des siècles par les charpentiers , est appe lée contreventement.

Outre la construction des édifices et des infrastru ctures selon des normes parasism iques, les m oyens de préventi on efficaces pour lutter contre les séismes consistent principalement à l'éducati on des popul ations et à l'organis ation anticipée des secours.

LA SISMIQUE AU SERVICE DE L'HOMME Bien souvent l'homme imite la nature à son profit , c'est le cas pour les secousses sismiques .

Un procédé d 'explor ation géologique appelé sismique-réflexion consiste à provoquer des seco usses dans le sol afin d'observ er le comportement des ondes réfléchie s par les masses rocheuses de natures différentes et les cavités enfouies dans le sous -sol.

Pour produire des ond es, 1es géophysiciens emploient des cam ions-vibreur ou provoquent des explosions.

Les ondes de choc réfléchies sont recueillies par des capteurs géophones .

Cette technologie est parfois employée pour la prospection des gisements pétroliers.

C'est aussi 1 ~- • "'elt' ..

,,_ .:- .

-i par sismique-réflexion qu'on peut connaître avec précision le relief des fonds océaniques .

On peut comparer cette méthode au phénomène d'écho : quelque s secondes après avoir crié dans une vallée encai ssée, on entend le retour de notre propre voix réfléchie par la montagne .. »