Les différents types d’ondes d’un séisme

Les ondes sismiques sont des ondes élastiques qui peuvent traverser un milieu en le modifiant selon l’intensité du séisme. L’impulsion de départ va "entamer" les particules élémentaires présentes dans le milieu, qui vont "pousser" d’autres particules avant de reprendre leur place,se propageant suivant une réaction en chaîne. Lors d’un séisme les ondes P et S se propagent dans toutes les directions (Fig 36).

3.1.5.1 Les ondes de volume

Elles se propagent à l'intérieur du globe. Leur vitesse de propagation dépend du matériau traversé et, d'une manière générale, cette dernière augmente avec la profondeur car le matériau traversé devient plus rigide. Pour un matériau donné, la masse volumique augmente généralement moins vite avec la pression que la rigidité, ce qui se traduit par une corrélation positive simplement apparente entre la masse volumique et la vitesse.

3.1.5.1.1 Les ondes P

les ondes P ou ondes primaires appelées aussi ondes de compression ou ondes longitudinales (ondes P car ondes de Pression). Le déplacement du sol qui accompagne leur passage se fait par des dilatations et des compressions successives. Ces déplacements du sol sont parallèles à la direction de propagation de l'onde. Elles se propagent dans tous les milieux et sont les plus rapides (6 km⋅s^-1 près de la surface), parcourant le chemin le plus court, même par noyau terrestre, et sont donc les premières à être enregistrées sur les sismogrammes. Elles

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sont responsables du grondement sourd que l'on peut entendre au début d'un tremblement de terre.

3.1.5.1.2 Les ondes S

les ondes S ou ondes secondaires appelées aussi ondes de cisaillement (shearwaves d'où ondes S) 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

3.1.5.2 Les ondes de surface

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 corps, leur amplitude est généralement plus forte, mais décroit rapidement avec la distance à la surface qui les guide.

3.1.5.2.1 L’onde de Love

C'est un anglais Augustus Edward Hough Love qui a découvert son existence en 1911. Son déplacement est comparable à celui des ondes S sans le mouvement vertical. Les ondes de Love provoquent un ébranlement horizontal qui est la cause de nombreux dégâts aux fondations d'un édifice qui n'est pas une construction parasismique.

3.1.5.2.1 L’onde de Rayleigh

Elle a été découverte par John William Strutt Rayleigh en 1885. Son déplacement est complexe, le mouvement est semblable à celui d’une vague

Fig. 36 Les différents types d ondes

52 3.1.6 La magnitude

Cette échelle est en rapport avec l’énergie libérée durant le séisme ou magnitude à l’épicentre.

La magnitude est calculée à partir de l’amplitude des ondes sismiques et dépend de leur sensibilité. Cette mesure est exprimée par une fonction logarithmique de l’amplitude des ondes. L’échelle de Richterest une fonction logarithmique, elle est fonction de la quantité d’énergie libérée. C’est une échelle ouverte elle peut aller au delà de 10 degrés (Fig.37).

Fig. 37 Echelle de Richter

53 3.1.7 L’intensité d un séisme.

Caractérise les effets et dégâts produits par les séismes. Elle comporte 12 degrés basés sur ce qu’ont ressenti les personnes ainsi que sur l’analyse des dégâts (Tableau 8).

Tableau 8 : Echelle de Mercalli

Degrés Observations

I Aucun mouvement n'est perçu. Le séisme n'est détecté que par des instruments sensibles et quelques personnes dans des conditions particulières.

II Quelques personnes peuvent sentir un mouvement si elles sont au repos et/ou dans les étages élevés de grands immeubles.

III À l'intérieur de bâtisses, beaucoup de gens sentent un léger mouvement. Les objets suspendus bougent. En revanche, à l'extérieur, rien n'est ressenti.

IV À l'intérieur, la plupart des gens ressentent un mouvement. Les objets suspendus bougent, mais aussi les fenêtres, plats, assiettes, loquets de porte.

V

La plupart des gens ressentent le mouvement. Les personnes sommeillant sont réveillées. Les portes claquent, la vaisselle se casse, les tableaux bougent, les petits objets se déplacent, les arbres oscillent, les liquides peuvent déborder de récipients

ouverts.

VI

Tout le monde sent le tremblement de terre. Les gens ont la marche troublée, les objets et tableaux tombent, le plâtre des murs peut se fendre, les arbres et les

buissons sont secoués. Des dommages légers peuvent se produire dans des bâtiments mal construits, mais aucun dommage structural.

VII

Les gens ont du mal à tenir debout. Les conducteurs sentent leur voiture secouée.

Quelques meubles peuvent se briser. Des briques peuvent tomber des immeubles.

Les dommages sont modérés dans les bâtiments bien construits, mais peuvent être considérables dans les autres.

VIII Les chauffeurs ont du mal à conduire. Les maisons avec de faibles fondations bougent. De grandes structures telles que des cheminées ou des immeubles, peuvent

se tordre et se briser. Les bâtiments bien construits subissent de légers dommages,

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contrairement aux autres qui en subissent de sévères. Les branches des arbres se cassent. Les collines peuvent se fissurer si la terre est humide. Le niveau de l'eau

dans les puits peut changer.

IX Tous les immeubles subissent de gros dommages. Les maisons sans fondations se déplacent. Quelques conduits souterrains se brisent. La terre se fissure.

X

La plupart des bâtiments et leurs fondations sont détruits. Il en est de même pour quelques ponts. Des barrages sont sérieusement endommagés. Des éboulements se produisent. L'eau est détournée de son lit. De larges fissures apparaissent sur le sol.

Les rails de chemin de fer se courbent.

XI La plupart des constructions s'effondrent. Des ponts sont détruits. Les conduits souterrains sont détruits.

XII Presque tout est détruit. Le sol bouge en ondulant. De grands pans de roches peuvent se déplacer.

Remarque :

La magnitude et l'intensité sont deux mesures différentes. L'intensité est une mesure des dommages causés par un tremblement de terre. Alors qu'un séisme a théoriquement une seule valeur de magnitude (en pratique plusieurs valeurs de magnitude peuvent être citées, selon la manière dont les calculs ont été réalisés), l'intensité varie en fonction de l'endroit où l'observateur se trouve. Il existe des relations reliant l'intensité maximale ressentie et la magnitude mais elles sont très dépendantes du contexte géologique local.

Ces relations servent en général à retrouver la magnitude des tremblements de terre historiques.