1. Le séisme - Perso-sdt

24/09/2014
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Zoom 1/2
2014 UE Libre
Plan
•1. Le séisme : rupture sur une faille
–1A. Elasticité des roches-> contraintes, résistance -> rupture
–1B. Types de mouvements
–1C. Le rebond élastique (Ried 1910) : Les phases inter -, co-, post-sismiques, le
cycle
•2. Séismes: évaluation, distribution temps-espace,
lois d’échelle
–2A. Mesures - Principes de localisation
–2B. Magnitude, intensité, correspondances entre failles actives et magnitudes
–2C. Distribution dans le temps et l’espace: liens avec la vitesse relative des
plaques
•3. La protection contre le risque sismique
–3A. Notions d’aléa et de vulnérabilité
–3B. Prévision des tremblements de terre: la prédiction court, moyen, long
terme par l’analyse des cycles et par la modélisation
–3C. Prévision du mouvement du sol: la prévention
–3D. Génie parasismique
Les différentes « échelles » (OUVERTES) de magnitude
•La magnitude locale ML(Richter): ML = logA + B
A (en mm) = amplitude maximale mesurée avec un sismographe Wood Anderson, B la correction de la distance –
définie en 1935
•La magnitude de surface Ms: utilisée pour les séismes lointains, dits téléséismes, à profondeur inférieure à
80 km. Elle se calcule à partir de l'amplitude des ondes de surface – définie en 1936
•La magnitude de volume mb: définie pour tous les téléséismes et en particulier pour les séismes profonds,
car ceux-ci génèrent difficilement des ondes de surface. Elle est calculée à partir de l'amplitude de l'onde P –
définie en 1956
•La magnitude de moment Mw(Kanamori) : définie en 1979 pour tous les séismes, notamment les « forts »:
Mw= 2/3*log( M0) - 6
Mo est le moment sismique (en N.m)
2. Séismes: évaluation, distribution temps
-
espace, lois
d’échelle
–2B. Magnitude, intensité, correspondances entre failles actives et magnitudes
Magnitude : renseigne sur l’énergie libérée lors du séisme
Remarque: toutes ces « échelles » convergent si les valeurs sont bien déterminées

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ILLUSTRATION:
Correspondance graphique
entre magnitude et distance
au foyer – Amplitude
maximum des ondes en
champ proche
BILAN:
- « échelle » ouverte,
continue
-Avant: basée sur les
amplitudes (ou la durée): ML,
Ms, mb
-Aujourd’hui: magnitude de
moment sismique Mw,
dépendant de l’énergie
sismique libérée
2. Séismes: évaluation, distribution temps
-
espace, lois
d’échelle
Magnitude
EXEMPLE :ML
Changement en
Magnitude
Changement en mouvement du
sol (Déplacement) Changement en énergie
1.0 10 fois ~32 fois
0.5 3.2 fois ~5.5 fois
0.3 2 fois ~3 fois
0.1 1.3 fois ~1.4 fois
–2B. Magnitude, intensité, correspondances entre failles actives et
magnitudes
Magnitude: Passage d’un degré à l’autre…
Compléments: Voir http://www.techno-science.net/

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Intensité: effets constatés
-Echelle de Mercalli (1902), modifiée en 1956
- Echelle MSK créée en 1964, du nom des trois sismologues européens Medvedev,
Sponheuer et Karnik.
–2B. Magnitude, intensité, correspondances
entre failles actives et magnitudes
Extrait de Larroque et Virieux, 2001
-définie en un lieu par rapport aux effets
produits par ce séisme
-dépend donc du lieu d'observation,
contrairement à la magnitude!
Energie des séismes -> paramètre prédominant : Surface de la Rupture et
donc … longueur de la faille réactivée
-> Correspondances entre failles actives et magnitudes:
Extrait de Larroque et Virieux, 2001
Mo = µ . S . D
en N.m
µ = Coefficient de
rigidité (N.m-2)
S = Surface de la faille
qui a subi la rupture =
L x W
D = Glissement sur la
faille
–2B. Magnitude, intensité, correspondances entre failles actives et
magnitudes
L = Longueur
W = Largeur
L
W

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Les lois d’échelle: espace (M-S)
log (sub surface rupture length km)
rupture length (km)
Moment magnitude
10
100
200
1000
2000
4.5 5.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5
Alaska 1964
Lisbon 1755
Chile 1960
?
Sumatra 2004
L
Log(S)
–2B. Magnitude, intensité, correspondances entre failles actives et magnitudes
Fréquence des séismes:
connu depuis quelques années à
quelques siècles, selon les
magnitudes
Magnitude Ms >8 7 6 5 4 3
Nombre au-dessus de la magnitude Ms1 à 2 20 100 1500 7500 plus de 100 000
Nombre moyen de séismes dans le monde chaque année
2. Séismes: évaluation, distribution
temps-espace, lois d’échelle
–2C. Distribution dans le temps et l’espace: liens avec la
vitesse relative des plaques
Grands séismes, quand?

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Etude de la distribution temporelle des séismes
http://www.esc2010.eu/Images/archaeoseismology.pdf
http://www.emsc-csem.org/News/esc2010/?k=1&item=10
–2C. Distribution dans le temps et l’espace: liens avec la vitesse relative
des plaques
Voir Partie 2A
Sismicité historique
1ère carte de sismicité historique des
Alpes (Rothé, 1941)
-Information importante pour la réduction
du risque sismique
-Avantage: élargit la connaissance des cycles
sismiques d’une région donnée
-Inconvénients: imprécisions de localisation,
magnitude, complexité de la rupture -> usage
délicat…
-> Avec la sismicité instrumentale: à la base
des cartes de zonage macrosismique
(sismotectonique)
-Périodes historiques couvertes: de
quelques centaines d’années à quelques
milliers d’années, selon l’ancienneté des
civilisations et le transfert des savoirs
Grands séismes, quand?