Diapo final - LA TERRE, PLANÈTE À HAUTS RISQUES?

Thème général:
La Terre,
planète à hauts-risques ?
Problématique générale:
Dans quelle mesure pourrait-on prévenir
certains désastres naturels et limiter les
effets nuisibles de ceux-ci?
Le sous thème:
Force, grandeur, désastre:
LES VOLCANS
La problématique:
Comment est-ce qu’on peut
prévoir l’éruption d’un volcan?
Qu’est-ce que c’est une éruption
volcanique ?
Une éruption volcanique est
un phénomène géologique
causé par l’accumulation de
magma dans la chambre
magmatique.
Caractéristiques:
1. émission de laves
2. émission de gaz volcaniques
3. création de séismes
superficiels.
Une éruption volcanique peut être
détectée à l’aide de 4 réseaux:
1. Le réseau des déformations: mesurer l’évolution
de l’écartement des bords d’une fissure d’un
volcan
2. Le réseau magnétique: étudier l’évolution du
champ magnétique lors de la remontée du magma
3. Le réseau sismique: détecter les vibrations du sol
associées à l’activité volcanique
4. Le réseau chimique: analyser les gaz émis lors de
la remontée du magma
-1Une remontée se manifeste par des
déformations du massif et le volcan se
dilate.
Il existent quatre capteurs de déformation
1. l’inclinomètre,
2. l’extensomètre
3. le distancemètre
4. les récépteurs GPS
►L’inclinomètre
- est un appareil groupé
deux par deux
permettant de déceler
d’une façon, les
moindres variations de
pente du sol dans un
secteur donné.
- sont des pendules de
silice parfaitement
solidaires de la roche.
L’extensomètre
►
Pour suivre les fissures d’un
volcan, on installe des
«extensomètres » sur
certaines fissures
centimétriques dans des dalles
de basalte.
►
Il mesure l’écartement des
bords de la fissure, et le
mouvement en trois
dimensions.
►
Chaque site est donc équipé de
trois instruments indépendants.
Le distancemètre
►
Pour détecter des
variations, les
distancemètres sont
placés sur les flancs du
volcan.
►
Le distancemètre émet un
rayon infrarouge d’une
longueur d’onde de 905
nm successivement vers
les prismes, installés sur
le flanc du volcan.
►
Le temps de parcourt,
aller et retour, est
chronométré. Ainsi on
peut déterminer la
distance entre émetteur
et réflecteur.
Les récépteurs GPS

Est un outil de navigation, qui
permet de déterminer la
position d’un point sur le globe
à l’aide de signaux émis.
►
Ainsi nous sommes en mesure
de suivre les mouvements du
volcan en temps réel grâce à
des GPS.
►
Pour ceci nous déterminons, à
des intervalles de temps
réguliers ou après chaque
éruption, les positions des
points de repère sur le terrain.
-2► Un
magnétomè
tre est un
appareil qui
sert à mesurer
l'aimantation
d'un système.
►
Un magnétomètre à
échantillon vibrant.
L'échantillon est fixé au
bout de la tige de verre
placée entre les bobines.
Les principaux sont:
-Le Vibrating Sample
Magnetometer (VSM)
-Le Superconducting
Quantum Interference
Device (SQUID)
-L'Alternating Gradient
Force
Magnetometer (AGFM)
Tous ces appareils sont capables de mesurer l'aimantation
en fonction d'un champ magnétique
►
Le VSM permet des mesures très rapides, tout en
permettant de situer l'échantillon selon n'importe quel
angle par rapport au champ magnétique.
►
Le SQUID permet des mesures très précises. Il est
possible de faire des mesures en fonction de la
température. Les mesures sont très lentes.
►
L'AGFM quant à lui permet des mesures également
précises et très rapides
LA CAMERA DE SURVEILLANCE
Deux caméras de surveillance sont implantées au
nord et au sud du volcan.
Elles transmettent toutes les 10 minutes une image
en couleur vers l’observatoire.
En cas d’éruption, elle permettent:
- une localisation précise du point d’émission
- la direction et l’intensité des coulées
-3-
►
Une accumulation de magma dans la chambre
magmatique d'un volcan provoque un séisme d'origine
volcanique. L’énergie engendré se propague sous forme
d’ondes progressives mécaniques.
►
Elles peuvent etre détécteés à l’aide des capteurs
sensibles à des ondes de basse fréquence.
►
La vitesse de propagation dépend du milieu de
propagation, donc il n’est pas facile à détécter l’ epicentre:
LES CARACTERISTIQUES DE L’ONDE
La célérité-la propriété du milieu de propagation.
v=d/Δt
<v>S.I = m/s
Plus le milieu este rigide plus la célérité est grande.
L’intensité de la perturbation peut s’éxprimer sous la forme de
l’énergie.
Les ondes sismiques se propagent à partir du foyer dans toutes les
directions qui leurs sont offertes.
La direction de propagation de l’énergie est perpendiculaire à la
surface de l`onde.
Pour détécter les vibrations du sol il faut utiliser un
sismomètre:
Les sismomètres dit «longue période »
- détectent les basses fréquences entre 0,03 à
0,1 Hz
- ont effet loin du centre d’émission
Les sismomètres dit « courte période »
- détectent les hautes fréquences supérieures à
1 Hz,
- sont mieux adaptés à l’observation des
séismes volcano-tectoniques de faible magnitude
Le principe d’un
sismomètre
►
Un sismomètre est composé
d’un aimant suspendu par
des ressorts à ses extrémités
à l’intérieur d’une bobine.
►
Lorsque des ondes sismiques
arrivent au sismomètre, la
bobine suit ces vibrations.
►
L’aimant a une vibration
propre, beaucoup plus lente
que celle de la bobine.
►
Ceci entraîne une variation
du champs magnétique dans
la bobine et génère un
courant induit alternatif.
Analyse des gaz émis lors de la
remontée du magma
-4Les gaz sont de nature variée:
- de l'eau (H2O)
- de dioxyde de carbone (CO2)
- de sulfure d'hydrogène (H2S)
- de dioxyde de soufre (SO2)
- d'acide hydrofluorique (HF)
- des composés de chlore et
d'azote.
.
La quantité de dioxyde de
soufre produite par un
volcan est proportiennelle
à son niveau d'activité.
Pour mesurer la quantité
de SO2 dans l'air on utilise
le COSPEC, un
spectromètre de
corrélation
La sonde à radon
Le radon est un gaz radioactif
qui se forme dans le magma
par désintégration de
l'uranium et du thorium.
Lors d'une montée magmatique
un dégazage de celui-ci s'effectue
par diminution de pression.
Les gaz volcaniques,
essentiellement de la vapeur
(H2O, CO2) s'échappent les
premiers à travers des fissures du
massif.
Le produit final: Une affiche scientifique
Les disciplines impliquées: physique, chimie, géologie
►
Les professeurs référents:
►
L'Équipe:
Taflan Lucia - mathématique
•
Jeder Alexandra
Patrichi Ileana – physique
•
Jelea Stefan
Popescu Cecilia - français
•
Maereanu Larisa
Visan Mariana - français
•
Nedelcu Andrei
Sources:
►
►
►
►
►
►
►
http://www.ipgp.fr/pages/0303040404.php
http://www.edusismo.org/
http://www.ac-nice.fr/svt/aster/educ/ACTIVITÉs/cookbook/techo_piezo.htm
http://www.irma-grenoble.com/PDF/mallettes/sismique/ENS_fiche10.pdf
http://boissinoth.free.fr/gaz/gaz.php
http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/objets/img_sem/XML/db/planetterre/metadata/LOM-Img98-2004-1101.xml
http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89ruption_volcanique