SÉISMES ET SISMOLOGIE Ondes sismiques
La sismologie est l'art d'interpréter les enregistrements de mouvements du sol générés par les séismes (tremblements de terre). Pour le non-spécialiste, les séismes sont assimilés aux catastrophes qu'ils occasionnent. Pour le sismologue, ils ont bien d'autres facettes. Ils permettent notamment de sonder les structures profondes de la Terre et d'étudier son fonctionnement interne. La plupart des mouvements sismiques ne sont pas ressentis par l'homme et seuls des instruments très sensibles – les sismomètres – peuvent les détecter. On peut fixer les débuts de cette sismologie dite instrumentale à la fin du xixe siècle.
Pour comprendre l'origine et la nature des mouvements sismiques, il faut étudier les forces qui les ont engendrés ainsi que les propriétés des matériaux terrestres qui permettent d’expliquer pourquoi et comment les mouvements sismiques se propagent sous forme d'ondes à travers la Terre entière.
En sismologie, une propriété essentielle des matériaux solides constituant la Terre est leur élasticité. Un solide est dit « élastique » si la déformation que provoque l'application d'une force disparaît une fois cette force ôtée. C'est le cas d'un ressort qui reprend sa longueur initiale après relâchement de la force qui l'étirait ou le comprimait. Lorsqu'un milieu élastique entre en mouvement, l’inertie du milieu intervient et on est face à une question qualifiée de dynamique en physique. Un diapason qui résonne après avoir été frappé, un bloc de gelée qui oscille dans une assiette, un bâtiment vacillant sous l'effet d'un séisme, voilà autant d'exemples de comportement dynamique de corps solides élastiques.
Le passage d'une onde sismique déforme les roches de façon infime, même lorsque le mouvement et l'accélération du sol sont importants. Les petites déformations créées par un passage d'ondes sismiques relèvent d’un comportement élastique. Toutefois, de petits défauts dans l’élasticité des roches entraînent une légère dissipation d'énergie qui provoque une décroissance de l'amplitude des ondes au cours de leur propagation.
Les ondes sismiques
Deux types de déformations existent dans un solide élastique. Selon que l'on comprime un objet ou qu'on le déforme en le cisaillant, deux types d'ondes sismiques leur sont associés. Les ondes P (dites ondes primaires) sont des ondes de compression-décompression, à l’image du son dans l’air ; le mouvement associé se trouve dans la direction de propagation de l'onde. Les ondes S (dites ondes secondaires) sont des ondes de cisaillement qui se propagent plus lentement ; le mouvement associé est perpendiculaire à la direction de propagation de l'onde. Les ondes S et P sont des ondes dites de volume car elles se propagent dans les profondeurs de la Terre.
Les ondes P et S émises lors d'un séisme interagissent avec les structures qu'elles rencontrent. L’obstacle le plus marqué qu’elles puissent rencontrer est tout simplement la surface du sol. Cette dernière agit comme un miroir qui renvoie vers le bas les ondes sismiques provenant des profondeurs. L’interaction complexe des ondes sismiques avec la surface donne naissance à une série d'ondes diffractées qui se déplacent parallèlement à la surface de la Terre. Ce sont les ondes dites de surface (soit de type Rayleigh, soit de type Love) qui arrivent après les ondes de volume P et S, plus rapides. Après de très gros séismes, toutes les ondes sismiques interfèrent et finissent par faire entrer en résonance la Terre entière. Le globe terrestre vibre alors un peu comme un diapason, mais à des fréquences beaucoup plus basses. La fréquence d'oscillation de la Terre la plus basse est de l'ordre de 0,3 millihertz (environ 54 minutes de période), alors qu'un diapason standard sonne le [...]
La suite de cet article est accessible aux abonnés
- Des contenus variés, complets et fiables
- Accessible sur tous les écrans
- Pas de publicité
Déjà abonné ? Se connecter
Écrit par
- Michel CARA : ancien professeur à l'université de Strasbourg
Classification
Pour citer cet article
Michel CARA. SÉISMES ET SISMOLOGIE - Ondes sismiques [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Médias
Variation de la vitesse des ondes sismiques S observées à 150 kilomètres de profondeur
M. Cara/ Unistra
Spectre des vibrations sphéroïdales de la Terre dues à un séisme
Encyclopædia Universalis France
Différentes ondes sismiques
Encyclopædia Universalis France
Autres références
-
ALERTE SISMIQUE ET TSUNAMIS
- Écrit par Zacharie DUPUTEL
- 351 mots
- 1 média
La sismologie joue un rôle très important dans la réduction de l'impact des grands séismes sur nos sociétés. Les ondes sismiques se propagent beaucoup plus rapidement qu'un tsunami en pleine mer ; elles apportent donc une information cruciale sur la source sismique avant l'arrivée du tsunami sur les...
-
LIGURIE SÉISME DE (1887)
- Écrit par Christophe LARROQUE
- 926 mots
- 2 médias
Le matin du 23 février 1887, à 5 heures, un tremblement de terre détruisit le village de Bussana, en Italie, et des dégâts importants se produisirent sur plus de 100 kilomètres de côte, en particulier à Imperia, Menton et Nice. Plus de trois cents villages furent sérieusement affectés par les secousses....
-
ÉROSION ET SÉISMES
- Écrit par Philippe STEER
- 922 mots
Les séismes, ou tremblements de terre, constituent une des manifestations les plus catastrophiques de la dynamique de la Terre. Les séismes et leurs dégâts secondaires, comme les glissements de terrain et les tsunamis, sont responsables d’un coût humain et matériel très important. Ainsi les séismes...
-
FAILLE NORD-ANATOLIENNE SÉISMES DE LA
- Écrit par Yves GAUTIER
- 434 mots
Le 17 août 1999, à 3 heures 2 minutes du matin, un violent séisme de magnitude 7,4 a ébranlé le nord-ouest de la Turquie. Le bilan est lourd : officiellement 17 118 victimes, auxquelles il faut ajouter de 20 000 à 30 000 personnes disparues. C'est le plus grave séisme pour ce pays depuis...
-
HAÏTI SÉISME D' (2010)
- Écrit par Robin LACASSIN
- 483 mots
- 1 média
Le 12 janvier 2010, une catastrophe sismique majeure a frappé la région de Port-au-Prince, dans le sud de Haïti. Le nombre de victimes est très élevé (au moins 220 000), cela malgré une magnitude (Mw) sur l'échelle de Richter assez courante : Mw = 7 ; de quinze à vingt séismes atteignent cette...
-
KATMANDOU SÉISME DE (2015)
- Écrit par Yves GAUTIER
- 781 mots
- 1 média
Le 25 avril 2015, à 11 h 56 (heure locale), un important séisme de magnitude 7,8 frappe le centre du Népal. Il est suivi par de nombreuses répliques, dont une de magnitude 6,7 le lendemain du choc principal. Le 12 mai, un nouveau séisme se produit avec les mêmes caractéristiques géophysiques...
-
MAROC SÉISME AU (2023)
- Écrit par Jérôme VAN DER WOERD
- 1 122 mots
- 2 médias
Le 8 septembre 2023, à 23 h 11 (heure locale), un violent séisme d’une magnitude de 6,8 (magnitude de moment ou Mw) a secoué la région du Maroc située au sud-ouest de Marrakech. Suivi par de nombreuses répliques, dont une de magnitude 5 à peine vingt minutes plus tard, il a fait près de 3...
-
MESSINE SÉISME DE (1908)
- Écrit par Yves GAUTIER
- 502 mots
-
MEXIQUE SÉISMES DU (2017)
- Écrit par Robin LACASSIN
- 1 485 mots
- 2 médias
-
PALÉOSISMOLOGIE
- Écrit par Yann KLINGER
- 2 332 mots
Les séismes représentent un risque très important, notamment pour les populations urbaines. À l'heure actuelle, il est cependant impossible de prédire les séismes, du moins à court terme. Si de nombreuses pistes ont été explorées, et cela reste un domaine de recherche très actif, aucun pas décisif...
-
ÉQUATEUR SÉISME EN (2016)
- Écrit par Robin LACASSIN
- 1 267 mots
- 2 médias
Le tremblement de terre du 16 avril 2016, dont la magnitude de moment (Mw) – représentation de l’énergie mise en jeu par le séisme, où celle-ci est multipliée par 30 à chaque incrément, et seule mesure fiable de l’intensité des grands séismes – fut de 7,8, est survenu en Équateur...
-
SÉISMES ET EXPLOITATION PÉTROLIÈRE
- Écrit par Robin LACASSIN
- 1 501 mots
- 3 médias
L'exploitation du pétrole et du gaz naturel provoque classiquement des séismes faibles à modérés. Cela a été le cas en France, par exemple, du gisement de Lacq (Pyrénées-Atlantiques), puisque des tremblements de terre de magnitude inférieure ou égale à 4 ont accompagné l'activité de ce site...
-
TURQUIE ET SYRIE SÉISMES EN (2023)
- Écrit par Robin LACASSIN
- 1 791 mots
- 3 médias
-
ACCÉLÉROMÈTRES SPATIAUX
- Écrit par Raphaël F. GARCIA, Pierre TOUBOUL
- 4 883 mots
- 3 médias
Un seul séisme de magnitude 9, à Tōhoku au Japon en mars 2011, a pu être détecté par le satellite Goce. Nos simulations montrent que d'autres séismes de fortes magnitudes (supérieure à 8) auraient pu être détectés. Cependant, des problèmes techniques sur le satellite ont empêché d'avoir des données... -
ALASKA
- Écrit par Claire ALIX, Yvon CSONKA
- 6 048 mots
- 10 médias
...cinquante-sept volcans recensés se trouvent presque tous sur les îles Aléoutiennes ou la péninsule d'Alaska. La majorité d'entre eux ont été actifs dès 1760. L'éruption la plus importante des temps modernes a été celle du mont Katmai, en 1912 ; elle a transformé la région adjacente en un désert spectaculaire,... -
ALGÉRIE
- Écrit par Charles-Robert AGERON, Universalis, Sid-Ahmed SOUIAH, Benjamin STORA, Pierre VERMEREN
- 41 835 mots
- 25 médias
...en Algérie : tellien, atlasique et saharien. Ce dispositif morpho-structural est le résultat de la collision entre les plaques européenne et africaine, une collision dont les effets tectoniques se ressentent encore de nos jours dans la partie la plus septentrionale de l'Algérie, qui connaît des séismes... -
ANDINE CHAÎNE
- Écrit par François MÉGARD
- 5 726 mots
- 4 médias
...En surface, ce phénomène s'initie au long de la profonde fosse océanique qui borde le continent à l'ouest. La subduction est à l'origine des nombreux séismes et du volcanisme récent et actif qui sont caractéristiques des Andes. Les foyers des séismes se situent pour une part dans la plaque océanique... - Afficher les 47 références
Voir aussi
- FRÉQUENCE, physique
- ONDES SISMIQUES
- PROPAGATION DES ONDES
- MESURE INSTRUMENTS DE
- CAPTEURS
- DENSITÉ
- CATASTROPHES NATURELLES
- FAILLE DE SAN ANDREAS
- FAILLES
- CONTRAINTES, mécanique
- COMPRESSION, physique
- SISMOLOGIE
- CONTINENT
- LOVE ONDES DE
- NOYAU, géophysique
- MODÈLE, géologie et géophysique
- SOUS-MARINE GÉOLOGIE
- ASTHÉNOSPHÈRE
- SISMICITÉ ou SÉISMICITÉ
- ÉPICENTRE, sismologie
- FOYER ou HYPOCENTRE, sismologie
- GRAINE, géophysique
- SISMIQUES ZONES
- TREMBLEMENT DE TERRE
- MAGNITUDE, sismologie
- CROÛTE TERRESTRE ou ÉCORCE TERRESTRE
- CROÛTE OCÉANIQUE
- DÉFORMATION DES ROCHES
- RICHTER ÉCHELLE DE
- RAYLEIGH ONDES DE
- CROÛTE CONTINENTALE
- PLAQUES, géophysique
- OSCILLATION, mécanique
- SAN FRANCISCO SÉISME DE (1906)
- CISAILLEMENT, tectonique
- SISMOGRAPHIE
- RISQUES NATURELS
- GÉOLOGIE HISTOIRE DE LA
- ALÉA SISMIQUE
- GUTENBERG-RICHTER LOI DE
- MAGNITUDE DE MOMENT, sismologie
- SISMOMÈTRE
- REID HARRY FIELDING (1859-1944)
- MOMENT SISMIQUE
- JEFFREYS HAROLD (1891-1989)
- LEHMANN INGE (1888-1993)
- TOMOGRAPHIE SISMIQUE
- TERRE STRUCTURE DE LA
