Géophysique

Géophysique 2008
Introduction :
Géophysique
Géophysique = étude de la terre par des phénomènes physique.
Globe enveloppe terrestre
Phénomène
physique
Aptitude des
courants à circuler
dans le sol
Perturbation du
champ de pesanteur
Magnétisation des
roches
Propagation des
ondes élastique
Paramètre
Méthode
Conductibilité
électrique et
électrique
électromagnétique
Densité
susceptibilité
magnétique
des roches
vitesse des
ondes
élastique
Gravimétrie
Magnétique
Sismique
La méthode sismique et sismologique, mesure la vitesse des ondes élastique Vp afin de comprendre
la propagation de l’onde électrique utilisée en I et III d’autre méthode, radioactivité, réflexion des
ondes IR.
La plupart du temps, les mesure sont faite a la surface du sol (sans abimé le terrain). En géologie on
est jamais sur de ce que l’on voit, on fait des hypothèse, toujours avoir des information géologique
pour contraindre les modèle.
I)
Sismologie et tomographie sismique.
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1. Introduction.
La sismologie est basée sur les ondes sismiques naturelles, ou sur des ondes artificielles (petite
ondes). Le sismologue va étudier les ondes sismiques (propagation) dans la terre pour connaitre sa
structure : on parle de tomographie sismique.
La sismotechtonique étudie les failles.
2. Définition.
Seisme : secousse plus ou moins violoente affectant la surface du sol du a une rupture des roches en
profondeur au niveau d’une faille. Si il y a seisme c’est qu’il y a une faille qui bouge, pas de seisme
sans faille. Un seisme dure peut de temps, quelque seconde.
L’endroit ou débute le mouvement sur la faille est le foyer ou hypocentre. Le point à la vertical du
foyer est l’épicentre ; il sera en premier atteint par le seisme.
Profondeur : minimum de quelque km, jusqu'à 670Km. Jamais en surface car les roches sont trop
fragile car inondé.
670 km = plan de wanati benioff




50% des séisme sont en zone de subduction
5% au niveau des dorsal océanique et rift continantaux
5-10% dans les chaines de collision recente
5% dans les zones décrochante.
3. Les ondes sismiques et leur parcours dans la terre.
La tomographie physique c’est le parcours des ondes dans la terre, les ondes sismiques vont être
enregistrées par des sismographes ou des sismomètres. Il faut avoir trois sismographes dans les trois
directions de l’espace pour définir la direction et l’amplitude. Appareil capable de détecté un
mouvement a un Armstrong.
Onde P : Ondes primaire se sont des ondes de compression elles entrainent compression et
dilatation dans les roches se sont les plus rapide 6.2 km/s dans l’ensemble de la croute. (Moyenne de
5.6 km/s dans le granite).Onde les plus rapide ms peu destructive elles sont plus rapide dans la
croute océanique car celle – ci est plus dense (c’est en générale lié ms pas toujours ). Ce déplace dans
tous les milieux sauf dans le vide. Elles sont similaires aux ondes sonores
Ondes S : Ondes de cisaillement ou ondes secondaire (sur les sismographe plus amples que les ondes
S) 3.6 km /s dans la croute continantal elles vibres parallélement a la direction de propagation.
Sv : Onde orienté verticalment
Sh : Onde orienté horizontalement
Ne se déplace que dans les solides c’es t grace a elle que l’on a mis en evidance que le noyaux est
fondu ces onde travers la LVZ
Les ondes P et S sont appéllé ondes de volumes car elle vont traverser la terre.
Grace au temps d’arrivé des ondes on peu calculer la position d’un épicentre
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Onde L : superficielle de surface, aussi onde de cisallement, elle possède une grande amplitude et
une grande longeur d’onde, elles sont donc tré destructrice. Vitesse de 3.3km/s dans la croute
continentale. Il existe deux grand type, les Lq qui vibre horizontalment et qui s’amortisse vers le bas.
Et les Lr vibration eleptique, deplacement horizontaux et verticaux. Ce sont des onde de surface, elle
reste dans la croute sont donc destructrice, car elle peuve faire plusieur fois le tour de la terre avan
de perdre toute leur energie.

Parcours des ondes p et s
Les ondes p et s vont subir des succesion de reflexion et de refraction sur les differente limite des
couches de la terre. Souvent la vitesse augmente avec la profondeur car la densité augmente aussi
(en général).
Les ondes p et s sont courbe sauf dans la LVZ et dans le noyaux externe. Les ondes peuvent etre
refracté en onde S et refléchie en onde S.

Station proche de l’épicentre entre 0 et 800Km
les seisme apporte juste des information sur la croute continental ou océanique. On ne ressoit que
les Pg et Sg qui on voyagé uniquement dans la croute continental.

Entre 200 et 800Km
On continu a recevoir des Pg et Sg et on reçoit des Pm et Sm qui on voyagé un peu plus vite. Elles ont
donc voyagé dans un milieu plus dense car elle arive plus vite .

Station éloigné de l’épicentre
Entre 800 et 11450Km les onde p et s on traversé uniquement le manteau et n’ont pas traversé le
noyaux.
Entre 11450 et 15900Km on parle de zone d’ombre. Peu d’onde arive a cette endroit car elle sont
dévié par le noyaux.
superieur a 15900Km on reçoit des ondes qui on traverser le noyau externe.
Gutemberg a expliqué la limite noyau manteau a l’aide de la zone d’ombre.
On reçoit des ondes S après 159000Km mais cela est du a la transformation des onde P en onde S.
une onde qui rebondit sur le noyaux est apellé PcP
La vitesse des ondes renseigne sur la nature du materiau, les variation fine de vitesse permette de
metre en évidence la LVZ entre 250 et 100Km de profondeur, ainsi qu’a 400Km il ya un saut de
vitesse du a un changement de la structure des péridotite.
4. Intensité et magnitude.

Intensité.
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On a créé plusieur echelle d’intensité au cour du temps.
L’echelle de mercalli (1902) : elle va de I a XII, elle est basé uniquement sur la constatation des dégat,
elle est donc plus utilisé car elle été tro lié au construction.
L’echelle MSK (Medvedev-Sponhever-Karnik) : chiffré de I a XII, elle est basé sur les effet du seisme,
mais cette fois on prend en compte la qualité des construction.
L’intensité augmente quand on se raproche de lépicentre.

Magnitude
La magnitude d'un tremblement de terre mesure l'énergie libérée lors d'un séisme.
L’échelle de richter est directement liéé a la puissance, l’énergie dégagé par le seisme. C’est une
echelle ouverte. Le minimum est de -2 ;-3. La magnitude 1 est trop faible pour etre ressenti , on
commence généralement a ressentire le seisme avec une magnitude de 2 ou 3. Les roche terrestre
ne peuve pa accumulé assez d’energie pour créé un seisme dépassant 10 de magnitude. Elle ne
change pas selon ou l’on est sur la terre.
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