- - I- LA PRÉVISION DES SÉISMES EST-ELLE POSSIBLE

9 février 2009

- - I- LA PRÉVISION DES SÉISMES EST-ELLE POSSIBLE

I- LA PRÉVISION DES SÉISMES EST-ELLE POSSIBLE ?

1- Les avancées techniques des hommes

Depuis l'Antiquité, après chaque séisme destructeur et meutrier, les hommes essayent de connaître les causes du cataclysme afin que cela ne se reproduise plus jamais.

Une prévision sismisque est une recherche de méthodes permettant de prévoir précisément la date, le lieu et la magnitude d'un séisme à venir.

Nous allons nous concentrer plus particulièrement sur les prévisions à moyen terme :

Les cycles sismiques d'une région ne sont pas forcément réguliers. Il est donc impossible à partir d'une simple analyse historique de prévoir un séisme. Les scientifiques utilisent donc diverses instruments technologiques.

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L'instrument le plus fiable reste tout de même le sismomètre. C'est un détecteur de mouvements du sol qui comporte un capteur mécanique, un transducteur, un amplificateur et un enregistreur.

Les premiers sismomètres étaient des capteurs à inertie ou des pendules. La masse d'inertie pouvait être très élevée : à la station historique de Strasbourg, devenue Musée de Sismologie et Magnétisme terrestre, l'un des sismomètres a une masse de 19 tonnes par exemple.

Actuellement on utilise surtout des sismomètres électromagnétiques. Ils ne mesurent pas le mouvement du sol mais la vitesse de mouvement du sol.

Exemple d'un sismomètre utilisé aux Etats-Unis

Comment fonctionne un sismomètre?

Un sismomètre est constitué le plus souvent d'une masse et d'un bâti lié au sol. L'appareil doit être autant que possible isolé de l'extérieur, afin que les variations de température ou de pression n'affectent pas la stabilité du système.

Un mouvement du sol va entraîner un mouvement du bâti, puis un mouvement relatif entre la masse et le bâti qui porte également le système d'enregistrement. C'est donc ce mouvement relatif qui est amplifié par un système mécanique, mécanique-optique ou électronique, puis enregistré.

Un sismomètre moderne comporte en plus un système d'amortissement, nécessaire pour obtenir une bonne restitution du mouvement du sol. En effet, sans amortissement, la masse pourrait théoriquement osciller à l'infini. Dans la pratique, ce n'est pas le cas mais la masse peut continuer à osciller même si le champ excitateur a disparu. De là peuvent naître des oscillations qui ne sont plus dues au mouvement du sol. L'amortissement du système permet de remédier à cela.

Pour obtenir une bonne restitution de l'amplitude et du contenu spectral du signal d'origine, un sismomètre doit avoir une réponse quasi-linéaire.

L'enregistrement des données fonctionne avec une base de temps absolue et très précise afin de pouvoir étudier les mouvements du sol en fonction du temps, c'est indispensable notamment si l'on veut localiser l'origine d'un séisme. Cet enregistrement du mouvement de la masse en fonction du temps s'appelle sismogramme.

Les ondes sismiques qui génèrent les oscillations du sol peuvent avoir des polarisations, c'est-à-dire des directions de vibrations diverses qu'on peut décomposer suivant 3 directions: une verticale et deux horizontales, par exemple.

Il existe donc des sismomètres sensibles aux mouvements horizontaux et d'autres aux mouvements verticaux.

Mais d'autres moyen de détection basés sur la géophysique interne à différents termes existent : la sismogenèse s'intéresse aux phénomènes de microfissuration, de fracturation et de rupture qui sont à l'origine des séismes (mécanisme au foyer), la sismotectonique traite la relation entre les tremblements de terre et la tectonique et la paléosismologie tente de découvrir dans les strates géologiques des indications sur des séismes passés et de dater ceux-ci afin de recueillir des données pour les besoins d'une prévision statistique des séismes.

La sismogenèse tente d'appréhender (si elles sont appréhendables) les conditions associées au déclenchement d'un tremblement de terre dans le temps et dans l'espace, et essaie de comprendre ce qui se passe lors d'un tremblement de terre sur la ou les failles impliquées. La sismogénèse utilise deux types de représentation de la source sismique qui tendent petit à petit à se rejoindre. L'approche cinématique représente le séisme à partir de la différence de l'état de la faille avant et après la rupture.

La source sismique est alors décrite principalement par la vitesse (et ses variations) du glissement d'un point sur la faille (de l'ordre du m.s-1) lors du séisme et par la vitesse à laquelle se propage la rupture sur cette même faille (de l'ordre de quelques km.s-1). La seconde représentation est dynamique. Cette représentation part d'un état initial de la faille qui est portée à un état critique où la rupture commence (nucléation). La rupture se développe suivant des lois constitutives (par exemple la loi reliant la vitesse de glissement au frottement).

Comprendre la source sismique est fondamental pour pouvoir un jour espérer prévoir les séismes.

Système de référence fondamental historique.

La sismotectonique est la branche de la géologie et de la géophysique qui étudie les structures et les mouvements tectoniques grâce aux séismes, ainsi que les rapports entre les séismes et la tectonique. En effet, la distribution spatiale des tremblements de terre (sismicité) n'est pas aléatoire. La relation entre activité sismique et faille est importante pour la prévision sismique. Dans une vision simplifiée, la déformation due à la tectonique augmente les contraintes sur la faille. Arrivé à un certain seuil, une rupture se déclenche et la faille génère un séisme relâchant les contraintes accumulées. La faille est alors prête pour un nouveau cycle d'accumulation. Ainsi, sur un système de faille où la charge en contrainte est homogène, la faille ou le segment de faille n'ayant pas subi de forts tremblements de terre depuis longtemps devient un bon candidat pour le prochain séisme.

Carte de la sismicité mondiale depuis 1973.

L'archéosismologie ou paléosismologie est l'étude des séismes ayant eu lieu durant la préhistoire ou la protohistoire. Elle se base sur des études archéologiques, en particulier la destruction de constructions humaines, ou sur la présence de failles. Elle permet d'avoir accès à des événements extrêmement rares, et donc extrêmement violents : dans ces zones, l'énergie élastique emmagasinée n'est libérée que très rarement, et donc avec une très grande ampleur. Elle permet de combler la lacune temporelle qu'il existe entre la sismotectonique et la géodésie (échelle de temps de la dizaine d'année) et la géologie (tectonique (échelle de temps du million d'années). Elle permet en outre de mieux connaître le risque sismique d'une région, en fonction des séismes passés.

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