Thème : Ondes et particules, Observer Type de ressources : R

Thème : Ondes et particules, Observer
Type de ressources : Ressource à caractère documentaire.
Notions et contenus :
 Extraire et exploiter des informations sur les manifestations des ondes mécaniques dans la
matière.
Compétence travaillée ou évaluée :
 Rechercher, extraire et organiser l’information utile
 Mobiliser ses connaissances
 Choisir de manière argumentée ce qui est à retenir dans des ensembles
Résumé : L’exemple du séisme survenu au Japon en mars 2010, permet l’étude de quelques
caractéristiques des ondes sismiques.
Autres ressources : http://media.eduscol.education.fr/file/Lycee/82/6/ondes_sismiques_111826.pdf
http://crdp.ac-amiens.fr/seismes/seismes.pdf
Mots clefs : ondes sismiques
Académie où a été produite la ressource : Académie de Strasbourg
Sciences physiques
Programme de terminale S, Ondes et particules, Observer
Les ondes sismiques.
Problématiques :

Quelles sont les manifestations des ondes sismiques ?
Sites à visiter :
http://eost.u-strasbg.fr/pedago/Accueil.html
http://www.mssmat.ecp.fr/Les-ondes-sismiques,501
1. Une terrible catastrophe…
Vidéos du séisme : http://www.tuxboard.com/seisme-au-japon-tsunami-11-mars-2011/
Enregistrement audio sous-marin :http://listentothedeep.com/acoustics/index2.php?web=soundlibrary&lang=en
1) 1) Où et quand a eu lieu ce séisme ?
1) 2) Quels sont les effets du séisme ?
1) 3) Quelle est la conduite à tenir lors d’un séisme de cette importance ?
1) 4) Quels ont été les dommages collatéraux particulièrement graves lors de ce tremblement de terre ?
1) 5) Quel est le bilan en vies humaines et en dégâts matériels ?
2. Intensité et magnitude
On a pu lire dans la presse :
« Le Japon a été touché par un terrible séisme, d’une magnitude de 8.9 sur l’échelle de Richter. »
2) 1) Définir les termes magnitude et intensité.
2) 2) Est- ce que le terme magnitude est utilisé à bon escient par les médias ?
2) 3) Il existe également l’échelle de Mercalli et l’échelle MSK. Expliquer les différences entre ces diverses échelles.
3. Enregistrements
Les simulations informatiques établies par les chercheurs ont montré qu'au point de l'interface de contact avec le
Japon sur la plaque pacifique, une plaque tectonique océanique au fond de l'océan Pacifique, un déséquilibre de près
de 25 mètres a été entraîné par le séisme. Certaines données indiquent même un déplacement de 27 mètres à
certains endroits ainsi qu'un mouvement vertical de 7 mètres. Les scientifiques ont utilisé ces données pour calculer le
déplacement vertical des fonds marins, qui dans ce cas, se sont déroulés sur une région de 500 km de long et 100 km
de large. Les scientifiques du GFZ, Rongjiang Wang et Thomas Walter, ont également découvert qu'en raison des
déplacements horizontaux, l'île de Honshu a été déplacée de 5 mètres en direction de l'est.
Enregistrements du séisme par les stations du réseau mondial français GEOSCOPE. Les ondes émises par le séisme
arrivent plus tardivement aux stations les plus éloignées du séisme. © GEOSCOPE.
Sismogrammes du séisme du Japon du 11 Mars 2011 (Mw=9) enregistrés par les stations du Réseau Large Bande
Permanent (France métropolitaine). Les données représentées correspondent à l’enregistrement de la composante
verticale et on été filtrées avec un filtre passe bas à 100s. On observe clairement après l’arrivée des ondes P (ondes
de pression) et S (ondes de cisaillement) les ondes de surface R, de type R1 et R2, qui présentent des variations du
temps d’arrivée opposées. © RLBP
3) 1) Que signifient les lettres P, S, R1 et R2 ?
3) 2) Donner les caractéristiques de ces ondes.
3) 3) Attribuer chaque schéma à une onde.
3) 4) A partir des enregistrements que peut-on dire des vitesses de ces ondes les unes par rapport aux autres ?
3) 5) Sachant que la vitesse des ondes P est de 6 km/s et que la vitesse des ondes S est de 4 km/s, quelle est
l’intervalle de temps entre l’arrivée des 2 types d’ondes à Tokyo qui se situe à 340 km de l’épicentre.
3) 6) Pour le sismogramme suivant, à quelle distance se trouve-t-on de l’épicentre ?
3) 7) Proposer un protocole afin de situer l’épicentre d’un séisme.
3) 8) Quelles sont les ondes qui font le plus de dégâts ? Expliquer. Comment peut-on se protéger ?
4. Conclusion
Le Japon est un pays particulièrement exposé aux risques sismiques. Malgré les normes parasismiques sévères en
vigueur, un séisme d’une telle ampleur a ravagé le pays tout entier et a soulevé des polémiques sur l’utilisation de
l’énergie nucléaire dans le monde entier.
Pourquoi la France est-elle particulièrement concernée par ces débats ?