αi = angle d`incidence αr = angle de réflexion β = angle de réfraction

Lycée Saint Martin
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49022 Angers cedex 02
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NOM :
SVT
Prénom :
DEVOIR
Classe : Première S
:: La tectonique des plaques : l’histoire d’un modèle ::
Exercice (type « Partie 2 – Premier exercice » de l'épreuve écrite du baccalauréat)
On s'intéresse à l'étude de la propagation des ondes sismiques pour établir la structure du
globe terrestre. Le temps que mettent les ondes sismiques pour atteindre un appareil d'enregistrement
(sismomètre) à partir de leur point d'émission (foyer) renseigne sur la nature et l'épaisseur des couches
de matières qu'elles traversent. Ce temps dépend de la distance qu'elles parcourent, donc de la trajectoire
qu'elles suivent. Mais ce temps dépend aussi de leur vitesse de propagation qui change selon la nature de
la matière traversée. Dans un contexte de croûte océanique d'une part, et de croûte continentale
d'autre part, on veut d'abord indiquer la vitesse de propagation des ondes dans les différentes
couches. Et ensuite suivre la trajectoire des ondes réfractées uniquement (l'angle d'incidence
initial devra être non nul).
Document de référence 1 – Lois de Snell-Descartes
αi = angle d'incidence
αr = angle de réflexion
β = angle de réfraction
V1 = vitesse de propagation dans
le milieu 1
V2 = vitesse de propagation dans
le milieu 2
αi = αr
Si V1 < V2 alors β > αi
Si V1 > V2 alors β < αi
Si αi=0 alors β=0
Document de référence 2 – Vitesse de Document de référence 3 – Vitesse de
propagation des ondes P dans différentes propagation
des
ondes
P
à
différentes
matières
profondeurs dans la croûte continentale.
Matière
Vitesse (km.s-1)
Profondeur (m)
Vitesse (km.s-1)
Eau
1,5
De 0 à 20
1,6
Roches sédimentaires
1,6 à 3,5
De 20 à 30
1,8
Roches granitiques
De 5,5 à 6
De 30 jusqu'au Moho
5,5
Basalte
6,5
Après le Moho
8
Gabbro
7,5
Péridotite
8
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NOM et Prénom :
Sur le schéma qui suit, d'une coupe de terrain au niveau d'un océan, représentez la trajectoire des ondes
sismiques partant du foyer F, en direction de la surface de l'océan d'une part, et vers l'intérieur du globe
d'autre part. Annotez votre tracé, en particulier justifiez les modifications de trajectoire éventuelles.
Précisez la vitesse de propagation des ondes.
Surface de
l'océan
Couche de
sédiments
Couche de
basaltes
Couche de
gabbros
F
Manteau
supérieur
Profondeur
(Unité arbitraire – Échelle
réelle non respectée)
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NOM et Prénom :
Sur le schéma qui suit, d'une coupe de terrain au niveau d'un continent, représentez la trajectoire des
ondes sismiques produites par un tir de mine réalisé à 5m de profondeur (T) [au niveau de l'endroit
indiqué par la flèche], jusqu'à 50km de profondeur, sachant que le Moho est à 35km de profondeur à cet
endroit. Annotez votre tracé, en particulier justifiez les modifications de trajectoire éventuelles. Précisez la
vitesse de propagation des ondes.
Surface du sol
0
50
100
500
1 000
5 000
10 000
50 000
Profondeur (m)
Attention ! L'échelle n'est pas linéaire
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