Séismes et ondes sismiques. (TPE)

Ce compte-rendu de TPE sera organisé en cinq parties:

I - Introduction à la notion de séisme

II- La première partie traitera du phénomène sismique, que nous diviserons en trois sous-parties:
1) Les différentes échelles et les différents instruments permettant la mesure de l'intensité d'un séisme;
2) Les conséquences d'un séisme sur une population et/ou une région et sa géographie.
3) Deux exemples de séismes destructeurs.

III - La seconde partie évoquera plus précisément les ondes sismiques: leur nature, leurs propriétés et leur rôle lors d'un séisme. Cette partie se divisera en plusieurs sous-parties, détaillant chacune des 4 ondes sismiques connues.

IV - Travail personnel: Nous allons réaliser des schémas animés, sous forme de diaporamas, pour deux ondes, l'onde P (onde Primaire) et l'onde L (onde de Love), afin d'illustrer nos explications.

V - Conclusion du TPE

Un tremblement de terre, ou séisme, résulte de la libération brusque 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). Il se produit de très nombreux séismes tous les jours mais la plupart ne sont pas ressentis par les humains. Environ 100 000 séismes sont enregistrés par an sur la planète. Les plus puissants d'entre eux comptent parmi les catastrophes naturelles les plus destructrices (ex: le séisme de Kobe (Japon) en 1995, ou alors le séisme qui a touché le Cachemire en Octobre 2005).

Il existe également des séismes sous-marins, qui entraînent une onde pouvant être absolument dévastatrice, appelée tsunami. On se souvient bien sûr du tsunami qui a frappé les côtes indonésiennes au mois de décembre 2004 et que nous évoquerons plus loin.

Ces séismes sont plus ou moins longs : de quelques secondes à quelques minutes parfois.

Il existe deux échelles permettant de déterminer l'intensité d'un séisme; l'une est subjective, elle se base sur les dégâts causés par le séisme: c'est l'échelle de Mercalli. L'autre est objective, elle se base sur la magnitude du séisme (amplitude des vibrations par rapport à la distance à l'épicentre), c'est l'échelle de Richter.

Les tremblements de terre peuvent entraîner de graves conséquences, selon leur intensité:
- destruction de bâtiments (immeubles, maisons...);
- destruction d'infrastructures (ponts, barrages...) ainsi que les conduites de gaz par exemple, d'où des incendies;
- glissements de terrain;
- en cas de séisme sous-marin, la formation d'un tsunami, vague pouvant atteindre plusieurs mètres de hauteur, résultant du déplacement d'une masse d'eau plus ou moins grosse du à l'action des ondes;
- modifications irréversibles de la géographie d'une région;
- sans oublier les désastres humanitaires comme ceux qui ont suivi le séisme d'octobre 2005 au Cachemire et le tsunami de décembre 2004 en Indonésie.

Les deux séismes sus-cités nous serviront d'exemples pour montrer concrètement les effets des séismes, que ce soit séisme terrestre ou sous-marin.

I - Le séisme d'octobre 2005 au Cachemire (Pakistan-Inde).
Ce séisme a touché trois pays, le 8 octobre 2005: l'Inde, le Pakistan, et dans une moindre mesure, l'Afghanistan.

Ce tremblement de terre a atteint la magnitude de 7.6 sur l'échelle de Richter. Il a causé plus de 88.000 morts, et plus de 3.000.000 de sans-abri, ainsi que de très nombreux dégâts matériels (voir photos).

II - Le tsunami de décembre 2004 en Indonésie.
Ce tsunami, entraîné par un séisme sous-marin, a eu lieu le 26 décembre 2004 à 7h58, heure locale, et a atteint la magnitude de 9.2 sur l'échelle de Richter, ce qui est exceptionnel. Il faut noter que seulement 3 séismes d'une telle ampleur ont été relevés par le passé.
La vague entraînée par ce séisme a atteint en moyenne plus de 10 mètres de hauteur. Cette vague a été d'une telle violence qu'elle a détruit tout ce qui était sur son passage, et causé 223 492 victimes selon le bilan officiel.

Ce sont des ondes guidées par la surface de la Terre. Leur effet est comparable aux rides formées à la surface d’un lac.
Elles sont moins rapides que les ondes de volume mais leur amplitude est généralement plus forte.
Parmi ces ondes, on distingue les ondes de Love (ondes L) et les ondes de Raleigh (ondes R).

Les ondes L se déplacent de la même manière que les ondes S, mais sans mouvement vertical. Elles provoquent des ébranlements horizontaux qui causent de nombreux dégâts, notamment aux fondations des immeubles ou autres. Elles sont plus rapides que les ondes R.



Les ondes R , quant à elles, ont un déplacement assez complexe, à la fois vertical et horizontal, un peu elliptique.

En conclusion, on peut dire que la connaissance du rôle des ondes
mécaniques, les ondes P, S, L et R, est indispensable pour comprendre
les causes des nombreux dégâts dus aux séismes. Par exemple, lors d'un
tsunami, la vague formée est due à la masse d'eau déplacée lors du
séisme sous-marin. Dans les séismes "terrestres", les dégâts matériels
sont liés aux actions des ondes (mouvements horizontaux, verticaux...).
Les dégâts dus aux ondes peuvent être gravissimes pour la géographie
d'une région et sa population.