Les tremblements de Terre

Pourquoi y-a-t-il des tremblements de Terre ?
Comment vibre la terre ?
Comment mesure-t-on les séismes ?
Quel est le risque en France ?
Que faire en cas de séisme ?
La prédiction est-elle possible ?
Comment se protéger ?

Pourquoi y-a-t-il des tremblements de Terre ?

Il y a des tremblements de Terre car notre planète est active et que sa partie superficielle, la lithosphère, est fragile. Un séisme correspond à un mouvement sur une faille à l'intérieur de la lithosphère. Cette rupture engendre des secousses plus ou moins violentes et destructrices.

Notre planète est active. En effet, il existe un flux de chaleur qui va du centre vers l'extérieur de la terre. Ce flux de chaleur est généré par des désintégrations radioactives et engendre des cellules de convection dans l'asthénosphère.

La tectonique des plaques lithosphériques est une théorie scientifique qui propose que les déformations de la surface terrestre sont reliées aux forces internes de la terre.

Les déformations de la surface terrestre se traduisent par le découpage de la partie superficielle de la terre en un certain nombre de plaques rigides qui bougent les unes par rapport aux autres.
 
 

limite divergente
limite convergente
limite transformante

La très grande majorité des séismes est localisée sur des failles à la frontière des plaques tectoniques.

Un tremblement de terre est le résultat d'un relâchement brutal et quasi-instantané de forces géologiques qui se sont accumulées pendant des milliers d'années. Ces forces sont imposées par des déplacements lents mais continus de la lithosphère, conséquences du déplacement des plaques tectoniques (mouvements de rapprochement ou d'écartement ou bien encore de coulissage des plaques).
Les parois de la faille mises en mouvement, frottent l'une contre l'autre, de telle sorte qu'il y a dissipation de l'énergie, d'une part sous forme de chaleur obtenue par frottement, et d'autre part sous forme de vibrations, les ondes sismiques, qui se propagent dans toutes les directions à partir du foyer et que l'on peut enregistrer sur un sismomètre. On peut illustrer facilement cette notion avec l'image de la pierre jetée à l'eau. Celle-ci donne naissance à des ondes qui s'éloignent du point d'impact. De la même manière, les ondes sismiques se propagent à partir du foyer d'un tremblement de terre.

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Comment vibre la terre ?

Les ondes sismiques générées à la source se propagent à l'intérieur du globe. Leur vitesse de propagation dépend du matériau traversé et d'une manière générale elle augmente avec la profondeur. On distingues deux types d'ondes de volumes générées au niveau de la source sismique, les ondes P et les ondes S.

Les ondes P ou ondes primaires sont aussi appelées ondes de compression. Le déplacement du sol qui accompagne leur passage se fait par dilatation et compression successives, parallèlement à la direction de propagation de l'onde. Ce sont les plus rapides (6000 mètres par seconde près de la surface) et sont enregistrées en premier sur un sismogramme.

Les ondes S ou ondes secondaires sont aussi appelées ondes de cisaillement. A 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 de la Terre. Leur vitesse est plus lente que celle des ondes P, elles apparaissent en second sur les sismogrammes.

A partir d'une certaine distance on observe des ondes guidées par la surface de la Terre appellées ondes de surface. On distingues deux types d'ondes de surface, les ondes de Rayleigh et les ondes de Love. Ces ondes de surface sont moins rapides que les ondes de volume mais se propagent sur de plus grandes distances.


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Comment mesure-t-on les séismes ?

Un sismomètre est un détecteur qui enregistre le mouvements du sol en fonction du temps.

Le signal, issu du capteur, est amplifié électroniquement, puis est enregistré sous forme numérique ou sur papier.

Un tracé de séisme s'appelle un sismogramme.

Les ondes sismiques sont enregistrées en plusieurs endroits du globe par des sismomètre. Le temps d'arrivé des ondes à ces capteur permet d'estimer la localisation de la source sismique.

La magnitude d'un séisme est une valeur intrinsèque du séisme, indépendante du lieu d'observation. La magnitude n'est pas une échelle en degré, mais une fonction continue, qui peut être négative ou positive et, en principe, n'a pas de limites. En réalité, sa valeur minimale est liée à la sensibilité du sismographe. Un sismographe très sensible peut enregistrer une magnitude de l'ordre de -2, équivalente à l'énergie dégagée par la chute d'une brique sur le sol d'une hauteur de 1 mètre. Sa valeur maximale est liée à la résistance des roches aux forces tectoniques et à la longueur maximum de la faille susceptible de se fracturer d'un seul coup.

Le séisme de plus grande magnitude connu au cours de ce siècle est celui du Chili en 1960, de magnitude 9,2; la zone de rupture de la faille a atteint plus de 1000 km de long. Les séismes de magnitude supérieure à 9 sont très rares et la magnitude 10 semble être une limite raisonnable compte tenu de la solidité des roches et de la fragmentation des failles. Un séisme de magnitude 5.0 correspond à peu près à l'énergie dégagée par la bombe nucléaire qui détruisit Hiroshima. La relation qui existe entre la magnitude et l'énergie sismique libérée montre qu'un séisme de magnitude 7 libère à lui seul autant d'énergie que trente séismes de magnitude 6.

L'intensité d'un séisme est définie en un lieu par rapport aux effets produits par ce séisme, qu'ils soient seulement observés ou ressentis par l'homme (réveil, chute d'objets, fissures ...) ou qu'ils aient causés des dégâts plus ou moins importants aux constructions. L'intensité dépend du lieu d'observation des effets causés par le séisme. Elle décroît généralement lorsqu'on s'éloigne de l'épicentre du séisme mais varie aussi selon la structure géologique. Une forte intensité est souvent associée à des zones de roches molles (sable, vase, argile et remblais), alors qu'on note une faible intensité dans des zones de roches plus solides (grès). Les sismologues parlent d'effets de site.

Attention aux confusions :

- La magnitude est une valeur associée uniquement au séisme.

- L'intensité est associée au lieu d'observation.

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Quel est le risque en France ?

La France métropolitaine est une région à sismicité moyenne. Les séismes y sont essentiellement superficiels, leur foyer se situe dans la croûte terrestre. Ils résultent du rapprochement lent entre la plaque africaine et la plaque eurasienne et sont répartis le long des zones de failles et de plissements souvent anciennes.

On dénombre, en moyenne, chaque année, une vingtaine de séismes de magnitude supérieure à 3,5, alors que plusieurs milliers sont ressentis dans l'ensemble du bassin méditerranéen. Néanmoins, la France a subi dans le passé des séismes destructeurs qui se sont produits sur le territoire national ou dans des régions frontalières.

Cette sismicité est concentrée sur quelques régions : le sud-ouest pyrénéen sur le versant Nord au niveau du contact entre la zone axiale des Pyrénées d'âge primaire et les terrains plissés de l'avant-pays d'âge secondaire ; le sud-est avec en particulier la zone des plis alpins, les séismes du Briançonnais et de l'arrière pays niçois ; les fossés d'effondrement d'âge tertiaire, Fossé Rhénan, Limagnes d'Allier et de Loire et la zone du socle hercynien de la Bretagne, de la Vendée, du détroit du Poitou, du Massif Central et du sud-ouest des Vosges. Ainsi, la vieille cicatrice hercynienne coupe la France en diagonale de l'île d'Oléron aux Cévennes (plus des ramifications). Les deux grands bassins sédimentaires parisien et aquitain sont quasiment asismiques. Enfin, la Corse reste très peu sismique, bien qu'elle ait connu un séisme de magnitude 4,4 en 1978.

Sismicité historique de la France (Intensité épicentrale estimée pour les séismes de moins de 1000 ans)

Activité sismique région par région :

Les Alpes et la Provence

L'activité sismique des Alpes est liée à la déformation de la marge de la plaque européenne. Au nord, une bande sismique s'étend sur 50 km de large depuis Chamonix jusqu'à Valence. Cependant, toute cette zone provençale est peut-être actuellement le siège d'une lacune sismique, c'est-à-dire une zone reconnue comme sismique autrefois, mais dont l'activité sismique est relativement faible aujourd'hui. Ceci impose une surveillance particulière, d'autant que la densité de la population a beaucoup augmenté ces dernières décennies. Au sud, jusqu'à la Méditerranée, de Marseille à Cannes, la sismicité est nulle. On y ressent néanmoins des séismes dont les foyers se situent plus à l'Est, à partir de Nice en direction de l'Italie (cela correspondrait à la limite des plaques Afrique et Europe). Enfin, on observe une activité assez régulière et importante dans le Queyras et l'Ubaye, mais également dans les régions internes des Alpes et notamment dans le Briançonnais.

La vallée du Rhône

A l'ouest des Alpes, de Valence jusqu'en Provence occidentale et jusqu'en bordure du Massif Central, la vallée rhodanienne est une zone de rift datant de 25 Ma, et donc à l'origine d'une ligne sismique allant du Tricastin jusqu'à Cavaillon et Nîmes. La région de Montélimar a connu plusieurs séismes qui ont atteint l'intensité VIII (1772-1773, 1873 et 1901). Cette zone a été l'objet d'une surveillance accrue, suite à l'installation de centrales nucléaires.

Les Pyrénées

La chaîne des Pyrénées s'est formée suite au grand coulissage qui s'est produit voilà 100 Ma le long de la faille nord-pyrénéenne, déplaçant l'Espagne vers l'Est, suivi par un déplacement vers le nord de cette dernière. L'activité sismique est importante et assez homogène le long de l'axe. Elle est surtout concentrée dans certaines zones comme Arette, Arudy et Saint-Paul de Fenouillet qui a connu le 18 février 1996 le plus fort séisme français depuis 40 ans (Ms = 5.6), la Bigorre, Bagnères-de-Luchon et le massif de la Maladetta, Andorre. Actuellement, le Roussillon a une activité sismique faible, ce qui n'a pas été toujours le cas dans le passé avec notamment le séisme de Catalogne de 1428 qui a fait de gros dégâts.

Le fossé rhénan et l'Auvergne

Ce sont des régions en extension avec des rifts intracontinentaux datant de 30 Ma (oligocène) associés à du volcanisme (Kaiserstuhl à l'Est de Colmar; volcans d'Auvergne). La sismicité n'est pas très élevée actuellement, mais dans le passé la région a subi de fortes secousses comme le séisme de Bâle de 1356 (intensité X). Près de Clermont-Ferrand, deux séismes d'intensité VIII se sont produits en 1477 et 1490. Depuis quelques années, le Livradois (région montagneuse d'Auvergne) connaît une certaine activité sismique.

Massif armoricain, Massif central occidental, Vosges

Ces massifs correspondent à l'ancienne chaîne hercynienne (300 Ma). La sismicité est régulière, mais assez diffuse. Le séisme le plus marquant est sans doute celui de Remiremont dans les Vosges en 1682. Des séismes plus récents ont eu lieu au sud de la Bretagne (1930 dans le Morbihan; 1959 près de Quimper), à l'île d'Oléron (1972), à l'ouest du Contentin (1926), ainsi que les deux crises qui ont secoué en 1977 les régions d'Eguzon (Indre) et de Cosne d'Allier.

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Que faire en cas de séisme ?

Tout d'abord, il faut rester calme.

Si on est à l'intérieur d'une habitation, ne sortir que si les issues sont proches ou si la construction laisse de grands doutes quant à sa résistance. Ne surtout pas prendre l'ascenseur. Se protéger sous une table solide, un lit, ou se réfugier dans l'angle de deux murs porteurs. S'éloigner absolument des vitres et des objets suspendus.

Si on est à l'extérieur, ne pas rentrer. S'éloigner des bâtiments risquant de s'écrouler. Se mettre hors de portée d'objets ou de débris pouvant tomber des constructions environnantes. Ne pas rester à proximité d'une ligne électrique.

Si on est en voiture, ne pas rester sur un pont, arrêter son véhicule et attendre la fin des secousses.

Si on est enseveli sous les décombres, garder ses forces en attendant les secours. Se signaler lorsqu'on sent une présence proche.

Après le séisme, vérifier l'eau, le gaz et l'électricité, et couper s'il y a des dégâts. Ne téléphoner qu'en cas d'urgence. Écouter la radio et respecter les conseils et consignes.

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La prédiction est-elle possible ?

Depuis la découverte de la tectonique des plaques, la prévision à long terme des séismes (évaluation de l'aléa sismique d'une région) a beaucoup progressé.

En revanche la prévision à court terme (ou prédiction d'un séisme particulier) semble inaccessible. Actuellement, il n'existe pas de moyen fiable pour prédireun séisme. Certains séismes ne sont précédés d'aucune anomalie géophysique particulière (à moins que l'on ne sache pas la mesurer) et inversement, de nombreuses anomalies, considérées comme des signes précurseurs, ne sont suivies d'aucun séisme.

L'analyse de la sismicité historique et des catalogues de sismicité instrumentale, permettent toutefois d'évaluer l'aléa sismique (probabilité qu'au cours d'une période de référence, une secousse sismique atteigne ou dépasse une certaine intensité sur un site).

Des recherches mondiales sont entreprises pour mieux comprendre et prévoir les séismes. Elles sont axées sur la surveillance et l'observation des phénomènes précurseurs (variation anormale de la microsismicité locale ou régionale, déformation du sol, variation du niveau d'eau dans les puits, courants électromagnétiques souterrains, réactions de fuite des animaux...) et sur la compréhension de la physique de la rupture sismique et plus particulièrement de la phase d'initiation (transition entre l'état stable et la propagation catastrophique de la rupture sismique).

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Comment se protéger ?

Il existe des règles parasismiques. Les barrages, les établissements industriels et l'industrie nucléaire sont soumis à des règles spécifiques de construction parasismique. L'application des règles de construction parasismique permet de réduire considérablement les dommages en cas de séisme.

Au delà de 24 heures, les chances de retrouver des survivants diminuent rapidement. C'est souligner la nécessité d'une intervention rapide (localisation de la région touchée puis alerte et mobilisation des moyens).

Pour en Savoir plus


Enregistrer les séismes
Les capteurs sismologiques
Sismologie et risque sismique
La planète terre
Les plus récents tremblements de terre
La prospection sismique
La terre et ses phénomènes naturels
Geopage
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