Le 08 juin 2001, un tremblement de terre a secoué la Vendée et les départements limitrophes. Un autre séisme a été ressenti par la population vendéenne le 14 février 2003.
- Séisme du 08 juin 2001 :
De nombreux médias tels que TF1, FR3,
Europe Infos, Ouest-France,
Vendée matin ont rapporté l'évènement et de nombreux témoignages.
- Séisme du 14 février 2003 :
La presse écrite et en particulier Ouest-France et
Vendée matin ont écrit un article sur ce nouveau
séisme.
Les séismes forts et/ou ressentis sur le territoire métropolitain français et les séismes majeurs en
Europe et dans le monde déclenchent 24 heures sur 24 une procédure d'urgence sous la forme d'un
bulletin d'alarme émis par l'École et Observatoire des Sciences de la Terre de Strasbourg (EOST) à
destination des médias et des services publics (préfectures, sapeurs pompiers, police, ...) :
- bulletin d'alarme du séisme du 08 juin 2001,
- bulletin d'alarme du séisme du 14 février 2003.
L'intensité est conçue afin de décrire les effets d'un séisme, à un endroit donné, sur des objets
naturels, sur des installations industrielles et sur les êtres humains. Elle varie donc en fonction
de l'éloignement par rapport à l'épicentre.
Elle ne doit pas être confondue avec la magnitude qui
mesure l'énergie libérée par le séisme.
Un même séisme est perçu en des endroits différents avec des intensités
différentes alors que sa magnitude est unique.
Les sismologues utilisent deux échelles de mesures pour décrire l'intensité d'un séisme :
- L'échelle de Mercalli ou MSK64
utilisée aux États-Unis,
- L'échelle EMS-98 ou échelle macrosismique européenne
utilisée actuellement en Europe.
D'autres échelles d'intensité existent, par exemple l'échelle JMA au
Japon. Ces échelles ne sont pas équivalentes et leurs comparaisons sont
délicates.
D'après les récits des témoins et les dégâts éventuellement occasionnés par le séisme, estimez l'intensité du séisme du 14 février 2003 sur l'échelle EMS-98.
Après les séismes ressentis en Vendée, une valeur correspondant à une intensité sur l'échelle EMS-98 a été attribuée, après enquête auprès de la population, à chaque ville de la région. Les résultats sont fournis sous la forme d'un tableau d'intensités EMS-98 pour le séisme du 14 février 2003.
L'épicentre d'un séisme est le point de la surface géographique le plus proche du foyer ou hypocentre
où a débuté le séisme.
Complétez cette définition en y ajoutant la valeur de son intensité.
En utilisant la carte géographique de la Vendée et le
tableau d'intensités EMS-98 pour chaque ville, à l'aide de
couleurs différentes et judicieusement choisies, repérez sur la carte toutes les villes ayant subi
le séisme avec la même intensité. Reliez ensuite ces villes par la même courbe (cette courbe reliant
les villes ayant subi le séisme avec la même intensité est appelée courbe isoséiste). Recommencez pour
chacune des intensités indiquées dans le tableau.
En utilisant la carte des courbes isoséistes, localisez l'épicentre du séisme du 14 février 2003 et
le reporter en couleur sur la carte précédente.
Critiquez cette méthode de localisation des séismes.
On utilise des sismomètres et des sismographes. Un sismomètre est un appareil qui détecte les ondes
sismiques alors qu’un sismographe les détecte et les enregistre. Il existe plusieurs types de
sismographes selon la composante des ondes sismiques que
l'on veut enregistrer. Une onde sismique faisant vibrer le sol à la fois verticalement et horizontalement, une station
sismique aura donc besoin des trois types de sismographes pour pouvoir enregistrer la totalité des
mouvements du sol : un pour les mouvements verticaux et deux pour les mouvements horizontaux de manière
perpendiculaire (habituellement nord-sud et est-ouest).
Les traces des séismes sont enregistrées par plusieurs stations
d'enregistrement équipées de sismographes. En France métropolitaine, leur répartition permet une
couverture de tout le territoire en tenant compte de l'activité sismique de chaque région.
Il existe plus de 1 000 observatoires sismiques dans le monde, faisant des enregistrements de
manière continue. En France, on peut citer l'Institut de Physique du Globe (IPG) situé à
Strasbourg.
Un sismogramme est le tracé obtenu par un sismographe au moment
d’un séisme. On l’appelle aussi trace. Il permet de déduire l'épicentre et la magnitude du séisme
qui l'a généré. Ceci est d'autant plus intéressant que ces déductions se font à distance (parfois une
dizaine de milliers de km) puisqu'on n'a plus besoin de faire d'enquête sur le terrain comme avec des
méthodes déjà anciennes.
Il faut cependant une grande expérience pour interpréter ces traces. Certains
sismogrammes, souvent obtenus par des sismographes très
éloignés de la zone épicentrale, permettent une analyse plus facile et montrent les ondes P puis les
ondes S puis les ondes de surface (ondes de Rayleigh, ondes L).
Identifier et décrire chacun des trains d'ondes et calculer leur durée. Comment expliquer que
l'arrivée des trois trains d'ondes à la station d'enregistrement soit successive alors qu'elles
ont toutes été produites "en même temps" au moment du séisme ?
Expliquer pourquoi les scientifiques utilisent la différence des temps d'arrivée des ondes S par
rapport aux ondes P pour déterminer la distance épicentrale de la station.
Les traces enregistrées pour les séismes du 08 juin 2001 et du 14 février 2003 par différentes stations sont plus difficiles à analyser mais permettent d'extraire de nombreuses données sur les séismes qui les ont généré.
A partir de l'échelle des temps située au bas du document, retrouver l'heure précise de chacun des
séismes.
Quelle est la station la plus proche de l'épicentre dans chaque séisme ? Justifier votre réponse.
Expliquer la saturation des sismogrammes du séisme du 08 juin 2001 pour les stations OLEF et MATF.
Pourquoi ces stations ne montrent-elles pas cette saturation pour le séisme du 14 février 2003 ?
Lancer le logiciel Sismolog et afficher les traces du séisme du 14 février 2003 au format GSE contenues
dans le fichier ALPF200302140449.gse.
En utilisant les fonctionnalités du logiciel et la fiche
technique, dépouiller les sismogrammes enregistrés par chaque
station. Construire un tableau montrant : la station, l'heure d'arrivée des ondes P en
h:mn:s, l'heure d'arrivée des ondes S en h:mn:s, la différence de temps d'arrivée des ondes S par
rapport aux ondes P en s, la distance épicentrale calculée en km.
Sur la carte géographique de l'ouest de la France, tracer
chaque cercle de rayon correspondant à la distance épicentrale pour chaque station en utilisant des
couleurs différentes.
Localiser géographiquement l'épicentre du séisme du 14 février 2003 et le reporter en couleur sur la
carte. Comparer avec la localisation obtenue par la méthode des courbes isoséistes.
La localisation des téléséismes (séismes éloignés de plus de 2 200 km) est réalisée en
utilisant des tables de propagation des ondes sismiques
(tables de Jeffreys-Bullen). La distance épicentrale est alors exprimée en degrés, en se référant à
l'angle formé au centre du globe terrestre par le rayon issu de l'épicentre du séisme et le rayon issu
de la station d'enregistrement.
Analyser les tables de propagation des ondes sismiques et énoncer le principe de la localisation
des téléséismes.
b) Vitesse des ondes sismiques :
Mesure pour une propagation en surface : on construit un graphique en portant, pour chaque station, l'heure d'arrivée de
l'onde P en fonction de la distance épicentrale. Les points représentant chaque station s'alignent
selon l'hodochrone de l'onde P. On trace la droite joignant chacun des points. Le calcul de l'inverse
du coefficient directeur de cette droite donne la vitesse moyenne de l'onde P dans la crpûte terrestre
en km.s-1. On recommence ensuite la construction pour les ondes S sur le même graphique.
Sur le graphique, les deux hodochrones des ondes P et S se recoupent en un point d'abscisse 0 qui
représente la valeur approchée de l'heure origine du séisme.
En utilisant les données du tableau de dépouillement du séisme du 14 février 2003 construis
précédemment, tracer le graphique permettant de calculer la vitesse des ondes P et S de ce séisme. Calculer
la vitesse moyenne des ondes P et S dans la croûte terrestre et l'heure origine du séisme du 14 février
2003.
Vérifier par le calcul que le rapport de la vitesse des ondes P par rapport aux ondes S est voisin de
Ö3 = 1,741.
Mesure pour une propagation en profondeur : sur papier millimétré et en utilisant les
tables de propagation des ondes sismiques, tracer
l'hodographe (ensemble des courbes hodochrones = courbes de propagation des ondes sismiques)
du temps d'arrivée des ondes P et S selon la distance à l'épicentre. Reporter le tracé correspondant
aux ondes L dont la vitesse est constante et égale à 4 km.s-1.
Analyser l'hodographe. Quelle information en tirer concernant la vitesse de propagation des ondes
sismiques en profondeur du globe terrestre ?
c) Magnitude d'un séisme :
C'est une méthode de mesure établie par Richter en 1935 qui mesure l'énergie libérée par un séisme.
Elle est calculée à partir de l'amplitude des ondes sismiques enregistrées par un sismographe. Elle
varie comme le logarithme décimal de l'amplitude, c'est à dire que si le mouvement du sol est dix
fois plus fort, la magnitude augmente d'une unité. Les plus petits séismes ressentis par l'Homme ont
une magnitude de 1 alors que les plus importants ont une magnitude atteignant 9. L'échelle de
Richter étant ouverte, il n'y a pas de limite maximum à la magnitude pouvant être enregistrée.
Les géologues calculent la magnitude locale ML et la magnitude
de volume Mb d'un séisme
Le calcul de la magnitude locale d'un séisme est
cependant assez complexe car il faut tenir compte du modèle d'appareil
ayant fait l'enregistrement, de son gain et de la distance épicentrale ce
qui oblige à introduire de nombreuses corrections. On peut cependant le
simplifier en utilisant un abaque
spécial. Il suffit alors d'y reporter la distance épicentrale et
l'amplitude maximale des ondes par rapport à la position d'équilibre. En
joignant les deux points obtenus, on détermine graphiquement la magnitude
du séisme. Un plus grande précision est obtenue en calculant pour
plusieurs stations ayant enregistré le même séisme puis en faisant la
moyenne des différentes valeurs obtenues.
Si ce n'est pas déjà fait, lancer le logiciel Sismolog et afficher les traces du séisme du 14 février 2003 au format GSE contenues
dans le fichier ALPF200302140449.gse.
En utilisant les fonctionnalités du logiciel et la fiche
technique, mesurer l'amplitude des ondes S pour le deuxième
sismogramme de la station LCHF. En en utilisant l'abaque
spécial, calculer la magnitude locale du séisme du 14 février 2003.