Glossaire de la séquence didactique

GLOSSAIRE DU RISQUE SISMIQUE
ALÉA SISMIQUE
L'analyse
de
l'aléa
sismique
étudie
l'occurrence des tremblements de terre et les
mouvements forts du sol qui en découlent. On
distingue en général deux approches distinctes
: l'analyse probabiliste de l'aléa sismique (en
anglais PSHA pour Probabilistic Seismic
Hazard Analysis) et l'approche déterministe.
Ces deux approches sont complémentaires et
sont souvent utilisées ensemble.
L'approche déterministe permet de faire des
études de scénario quand la plupart des
paramètres du problème sont fixés. En
pratique, elle permet de répondre à des
demandes du type : « Quelles seraient les
accélérations du sol attendues à Sion dans le
cas d'un séisme de magnitude 6 sur la Faille
su Simplon? ». La réponse à cette question se
base souvent sur les connaissances acquises
grâce à la sismicité historique. Si le scénario
est inédit et n'a pas de réponse dans les bases
de données, alors une simulation numérique
du problème est requise.
L'approche probabiliste fait intervenir la notion
de temps et d'occurrence. Elle nécessite la
connaissance de la variation du taux de
sismicité sur le territoire. La demande typique
est la suivante : « Quelles sont les chances de
dépasser une accélération du sol de 2 m.s-2 à
Sion dans les 50 prochaines années ? ». Cette
approche permet aussi de réaliser une carte
de l'aléa sismique quand la question est
légèrement modifiée : « Quelle est
l'accélération du sol en ce point ayant 10% de
chance d'être dépassé dans les 50 prochaines
années ? ».
ÉPICENTRE
Lors d'un séisme, on désigne par épicentre la
projection en surface de la nucléation de la
rupture ou hypocentre. Le travail consistant à
déterminer la position du séisme s'appelle
localisation.
EFFET DE SITE
L’effet de site correspond à une amplification
locale des secousses sismiques. Trois cas
sont classiques :
a. la présence de sédiments lâches
amplifiant les ondes ;
b. l’existence d’une vallée comblée par
des sédiments, où les ondes sont
réfléchies ;
c. une topographie accidentée.
Exemples a) et c) d’amplification locale des séismes.
(source : « Guide de construction parasismique »,
CREALP, 2000)
FAILLE
Les failles sont des discontinuités de la croûte
terrestre qui permettent des déplacements
relatifs des masses rocheuses. Toutes les
failles ne sont pas le siège de mouvements.
Les failles ont toutes les orientations possibles
(horizontales, verticales, légèrement inclinées,
raides). Leur dimension varie de quelques
centimètres à plusieurs milliers de kilomètres.
HYPOCENTRE
Lors d’un séisme, on désigne par hypocentre
le point de départ de la rupture sismique sur la
faille. La projection de l’hypocentre sur la
surface terrestre s'appelle l’épicentre.
INTENSITÉ
Valeur comprise entre I et XII que l’on assigne
aux effets d’un tremblement de terre en se
référant à une échelle donnée. L’intensité
dépend notamment de la distance à
l’épicentre, de la profondeur de l’hypocentre et
du comportement sismique du sous-sol local.
Plus les effets sont importants, plus l’intensité
est élevée. Une intensité se réfère toujours à
un périmètre donné (village, ville, région).
« LIGNES DE VIE »
Les « lignes de vie » (« lifelines ») sont des
ouvrages d’infrastructure utilisés par une
nombreuse communauté ou placés à son
service. Leur défaillance peut avoir de graves
conséquences pour cette communauté.
Les « lignes de vie » se subdivisent en objets
localisés (stations d’épuration des eaux usées,
centraux téléphoniques,…) et en ouvrages
linéaires (routes, réseau électriques, réseau
d’approvisionnement en eau,… ).
Certaines « lignes de vie » jouent un rôle
crucial pendant et après un tremblement de
terre, notamment en ce qui concerne les
secours, la lutte contre le feu et le
rétablissement de l’économie.
MAGNITUDE
La magnitude est une mesure de la quantité
d’énergie libérée
à
l’hypocentre
d’un
tremblement de terre. Elle est déterminée au
moyen de sismogrammes.
ONDE SISMIQUE
Les ondes sismiques sont habituellement
produites lorsque des roches souterraines se
détendent en se déplaçant de manière
saccadée le long d’une zone de faille.
Elles sont plus rarement générées par d’autres
phénomènes naturels tels que volcanisme ou
effondrement de cavités naturelles ou artificiels
(minage).
ONDES P
Les ondes P ou ondes primaires appelées
aussi ondes de compression ou ondes
longitudinales. Le déplacement du sol qui
accompagne leur passage se fait par des
dilatations et des compressions successives.
Elles se déplacent parallèlement à la direction
de propagation de l'onde. Ce sont les plus
rapides (6 km.s-1 près de la surface) et donc
les premières à être enregistrées sur les
sismogrammes. Elles sont responsables du
grondement sourd que l'on peut entendre au
début d'un tremblement de terre.
ONDES S
Les ondes S ou ondes secondaires appelées
aussi ondes de cisaillement ou ondes
transversales.
À
leur
passage,
les
mouvements
du
sol
s'effectuent
perpendiculairement au sens de propagation
de l'onde. Ces ondes ne se propagent pas
dans les milieux liquides, elles sont en
particulier arrêtées par le noyau externe de la
Terre. Leur vitesse est de 4,06 km.s-1. Elles
apparaissent
en
second
sur
les
sismogrammes.
PARASISMIQUE
Qualifie
la
conception
architecturale
spécialement
adaptée
aux
risques
d'ébranlements par séismes.
PLAQUE TECTONIQUE
(OU LITHOSPHÉRIQUE)
La croûte terrestre, nommée « lithosphère », a
une épaisseur d’une centaine de kilomètres.
Elle comprend 7 grands fragments, et une
série de plus petits que l’on appelle
« plaques ».
RISQUE SISMIQUE
Il est nécessaire de faire la distinction entre
l'aléa sismique et le risque sismique. En effet
le risque sismique est l'impact de l'aléa
sismique sur l'activité humaine en général.
Ainsi on parle d'un aléa sismique élevé pour
une région ayant une activité sismique
importante. Mais à un aléa sismique élevé ne
correspond pas forcement un risque sismique
élevé si la région est déserte et ne comporte
pas de construction. En revanche même une
zone ayant une sismicité modérée peut être
considérée à haut risque dû à la densité de
population, à l'importance du construit ou bien
à la présence d'édifices sensibles (centrales
nucléaires, usines chimiques, dépôts de
carburants, ...).
SÉISME (V. TREMBLEMENT DE TERRE)
SÉISMOLOGIE (V. SISMOLOGIE)
SISMIQUE
La sismique est une méthode de prospection
qui visualise les structures géologiques en
profondeur grâce à l'analyse des échos
d'ondes sismiques. Il ne faut pas confondre la
sismique avec la sismologie, qui est l'étude
des séismes.
Les ondes sismiques étudiées peuvent avoir
des causes naturelle (tremblement de terre),
ou artificielles (camion vibreur, explosif, canon
à air, etc.).
Les ondes sismiques suivent les mêmes lois
que les ondes lumineuses. Les deux grandes
techniques de sismique sont la sismique
réflexion et la sismique réfraction.
SISMOGRAMME
Un sismogramme (ou séismogramme) est une
représentation graphique de l'enregistrement
d'une onde sismique, c’est-à-dire d'un séisme,
généralement réalisé au moyen d'un
sismographe.
L'abscisse
du
graphique
représente
habituellement le temps alors que l'ordonnée
représente
la
valeur
instantanée
de
l'accélération du point de mesure de l'onde
sismique selon un ou des axes donnés (x, y,
ou z).
La forme générale de la courbe est
classiquement
celle
d'un
oscillateur
harmonique (pendule) amorti, puisque le
sismogramme matérialise en quelque sorte le
« mouvement » ou l'accélération d'une
particule du terrain soumise à la traversée de
l'onde sismique sinusoïdale.
SISMOGRAPHE
Le sismographe est un appareil qui mesure le
mouvement du sol et l'enregistre sur un
support visuel. Un sismographe est constitué
d'une masse très lourde placée sur une barre
fixée à une de ses extrémités et qui pivote
dans un plan horizontal (pour les deux
sismographes mesurant les composantes
horizontales du déplacement) ou dans un plan
vertical (pour le sismographe mesurant la
composante verticale). La masse, en raison de
son inertie, ne bouge pas alors que le bâti de
l'appareil, fixé au sol, accompagne les
mouvements du séisme. La barre pivotante
était reliée à un crayon qui enregistrait les
mouvements sur un papier déroulant.
Pour obtenir le mouvement tridimensionnel de
l'onde sismique, il est nécessaire d'enregistrer
trois directions différentes formant un trièdre
(en général, une direction verticale, et deux
directions horizontales perpendiculaires). Les
sismographes étaient conçus pour enregistrer
une seule composante verticale ou horizontale
car la mécanique est différente. Les
observatoires sismologiques étaient donc
équipés de différents sismographes.
Aujourd'hui, l'enregistrement moderne du
mouvement du sol a évolué et le terme
sismographe n'est plus utilisé. En effet, la
détection des mouvements par un sismomètre
(capteur) et l'enregistrement digital des
données (l'acquisiteur) sont des opérations
très distinctes (cet ensemble capteuracquisiteur est souvent appelé station
sismique). La visualisation du sismogramme et
son traitement sont effectués a posteriori en
général sur ordinateur.
SISMOGRAPHIE
La sismographie est la science qui mesure les
séismes à l'aide d'instruments appelés
sismographes, qui mesurent les mouvements
du sol dans une direction donnée.
Il suffit donc de trois appareils, qui enregistrent
les déplacements dans trois directions
perpendiculaires les unes par rapport aux
autres pour caractériser le mouvement global
du sol.
SISMOLOGIE
La sismologie, ou séismologie, étudie les
séismes (tremblements de terre) et plus
généralement la propagation des ondes à
l'intérieur de la Terre. La sismologie moderne
utilise les concepts de la mécanique
newtonienne appliqués à la connaissance de
notre planète. Les différentes disciplines sont
la sismogénèse, la sismotectonique, l'aléa
sismique, la sismologie globale, la sismique
active et la sismologie spatiale.
SISMOMÈTRE
Le sismomètre est un appareil de mesure
sismologique qui est fixé à l'objet en
mouvement (le sol). Le principe de base est
une masse aimantée associée à un pendule
ou à un ressort. Le mouvement de la masse
est amortie afin de réduire la durée des
oscillations (système introduit par Emil
Wiechert en 1898). Le sismomètre le plus
diffusé a une bobine qui entoure la masse. Le
mouvement de cette dernière crée donc un
courant électrique dont la tension est
proportionnelle à la vitesse du sol. Ce type de
sismomètre est appelé électromagnétique et a
été proposé pour la première fois par Galitzin
en 1914.
Les sismomètres enregistrant la vitesse du sol
sont appelés des vélocimètres. Un autre type
de capteur est quant à lui sensible à
l'accélération
du
sol
et
est
appelé
accélérométre.
STATION SISMIQUE
Une station sismique est l'ensemble constitué
s'un capteur du mouvement (sismomètre) et
d'un enregistreur (acquisiteur de données).
TREMBLEMENT DE TERRE
Un tremblement de terre, ou séisme, résulte de
la libération d'énergie accumulée par les
déplacements et les frictions des différentes
plaques de la croûte terrestre (phénomènes
regroupés sous le nom de tectonique des
plaques). La majorité d'entre eux n'est pas
ressentie par les humains.
Le cœur d'un tremblement de terre est appelé
hypocentre. Il peut se trouver entre la surface
et jusqu'à une profondeur de 700 km. On parle
plus souvent de l'épicentre du séisme, qui est
le point de la surface de la Terre qui se trouve
à la verticale de l'hypocentre.
La puissance d'un tremblement de terre
s'appelle sa magnitude, et elle est souvent
mesurée
selon
l'échelle
de
Richter,
théoriquement illimitée, mais prenant, en
pratique, une valeur comprise entre 1 et 9. Il
existe aussi d'autres échelles, dont l'échelle
Rossi-Forel (aussi notée RF), l'échelle de
Mercalli, l'échelle Medvedev-Sponheuer-Karnik
(aussi notée MSK). Les deux dernières se
fondent sur les conséquences du séisme sur
les installations humaines.
L'instrument
d'étude
principal
des
tremblements de terre est le sismographe.
ZONE DE SUBDUCTION
Elle correspond à l’endroit où une plaque
tectonique passe sous une autre et s’enfonce
dans le manteau terrestre.