Magnitude et intensité des séismes.

L’échelle de Richter est toujours qualifiée « d’ouverte » par les journalistes. « Qu’il y ait ou non une limite supérieure à la violence d’un séisme est incertain, bien que Gutenberg et Richter (1959) aient fourni des arguments en faveur d’une limite », (Howell, Tazieff, 1969, p. 67). L’échelle de magnitude de Richter enregistre l’ampleur des ondes secondaires (S) qui cisaillent les roches et provoquent la plupart des dégâts à la surface. Les ondes primaires se propagent dans tous les milieux (y compris les océans et l’atmosphère) et produisent le grondement sourd caractéristique de nombreux séismes.

D'ailleurs, à propos du bruit des séismes, pour l'anecdote, j'ai relevé le fait que Alexis Perrey effectue, en se basant sur les sons émis, des distinctions entre séismes lorsqu’il affirme (1843, p. 615-616) que « les secousses sont tantôt précédées, tantôt accompagnées et tantôt suivies de bruits, de détonations, de sifflements, soit dans les entrailles du globe, soit dans l’atmosphère. Ces bruits présentent même des singularités bien remarquables. Souvent aussi les commotions se font dans un profond silence ; (…). Durant les secousses ressenties dans les vallées du Félis et du Pô, du 2 avril au 18 mai 1808, le bruit, quand il a existé, a toujours précédé l’ébranlement des édifices qui alors a été considérable, bien que le mouvement souterrain fût moins fort. Aussi les habitants redoutaient-ils plus les secousses avec détonation que celles qui avaient lieu sans bruit ».

Pour mesurer les effets d’un séisme, plutôt que la magnititude ou le bruit, c’est une échelle d’intensité des effets à la surface qui est retenue ; un rappel s’impose : la plus couramment utilisée en remplacement de l’échelle de Rossi-Forel (qui était graduée sur dix degrés) est celle dite de Mercalli, établie par Guiseppe Mercalli (1850-1914) en 1902, modifiée en 1931 et 1956, graduée de I à XII. Une autre, très comparable de 1964, dite de M.S.K. (car conçue par Medvedev, Sponheuer et Karnik), également graduée sur douze degrés (voir Cara, 1989, p. 49, d’après Mayer Rosa, 1986), était très répandue en Europe, mais est rarement présentée dans son exhaustivité. Cette échelle a elle aussi été modifiée pour devenir l’échelle EMS 98 (European Macroseismic 1998) qui constitue désormais, depuis janvier 2000 en France, la grille des estimations officielles des intensités, pour chaque lieu concerné.

Bibliographie:

- HOWELL Benjamin Franklin, TAZIEFF Haroun (pour les notes complémentaires), Introduction à la géophysique, 1969, Paris, Masson, 398 p.

- PERREY Alexis, « Nouvelles recherches sur les tremblements de terre ressentis en Europe et dans les parties adjacentes de l’Afrique et de l’Asie, de 1801 à juin 1843 », Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des sciences, Institut de France, tome XVII, 608-625.

- CARA Michel, Géophysique, 1989, Paris, Dunod-Bordas, Géosciences, 186 p.

Je voudrais simplement apporter une précision sur l'étude de la propagation des ondes sismiques. Les ondes L sont des ondes de surface, et donc ne se propagent pas à l'intérieur du globe. En revanche, les ondes P et S subissent toute une série de refractions et de refléxions qui les diffusent à l'intérieur de la Terre.
Ces changements de direction qu'elles subissent sont dus au passage des ondes dans un milieu différent (de par son état physique ou sa composition chimique). Ainsi, l'étude de la propagation des ondes P et S a permi de déterminer indirectement la structure interne et la composition chimique du globe terrestre.
Nous savons donc que la Terre présente une hétérogénéité verticale, puisqu'elle est constituée de différentes enveloppes :
_ la croûte terrestre (composée de la croûte continentale et de la croûte océanique)
_ le manteau supérieur
_ le manteau inférieur
_ le noyau externe
_ le noyau interne
Cette répartition est due à la masse volumique des composants des différentes couches : les éléments les plus lourds (fer, nickel...) se retrouvent au centre de la Terre, et les plus légers (silicium, aluminium...) à la surface.

Merci beaucoup pour ce texte à la fois précis et synthétique Bells. Tu mentionnes très justement deux types d'ondes sismiques.

Tu rappelles très justement que les différences entre ces deux types d'ondes permettent de comprendre la structure d'un astre comme la Terre. Je tiens aussi à rappeler ou préciser que les deux sortes d'ondes P et S, bien que différentes, ne sont pas indépendantes l'une de l'autre. C'est d'un grand intérêt pour les prédictions de tremblement de terre:

Citation :

Quelques poignées de secondes gagnées sur les séismes
LE MONDE | 10.06.06 | 15h31 • Mis à jour le 10.06.06 | 15h31

Le gouvernement japonais tente de mieux protéger sa population contre les séismes. Alors que l'Archipel enregistre plus de mille secousses sismiques par an, un nouveau système de détection va être installé dès l'été 2006. La nouveauté ? Prévenir, de quelques à plusieurs dizaines de secondes à l'avance, l'arrivée de puissants tremblements de terre. Un délai certes très court, mais qui pourrait permettre d'éviter, par exemple, un déraillement de train en marche, comme ce fut le cas à Niigata en octobre 2004. Ou encore donner la possibilité aux occupants d'un ascenseur de s'abriter dans un lieu plus sûr.

Ce système de prévention, baptisé "Nowcast Earthquake Information", est une première mondiale qui a été mise au point par l'Agence japonaise de météorologie (JMA), le Centre de prévention des séismes et l'Institut de recherche sur les technologies ferroviaires. Le principe de ce nouveau sismographe est de réussir à détecter les ondes P, ou "primaires", circulant dans la croûte terrestre à partir de l'épicentre du séisme. De faible amplitude, ces ondes ne génèrent aucune secousse. Rapides, elles devancent les ondes S, "secondaires", qui, elles, sont responsables des tremblements du sol. L'appareil permet de préciser l'intensité du séisme à venir et la localisation de son épicentre.

Fabriqué par la société Meisei, ce sismomètre de haute précision comprend un accéléromètre. Il va équiper un réseau de deux cents nouvelles stations sismiques qui vont mailler le territoire. "Grâce à cet appareil, il n'y a plus besoin, comme auparavant, de recouper les informations de deux stations de contrôle pour évaluer l'importance et l'origine d'un séisme, ce qui faisait perdre un temps précieux", précise Osamu Kamigaichi, coordinateur pour la prévention des séismes et des tsunamis à la JMA. Les essais réalisés ces derniers mois ont montré que l'appareil ne surestimait l'intensité des tremblements de terre que dans 5 % des cas (....).

Philippe Mesmer

http://www.lemonde.fr/web/article/0,1-0@2-3244,36-781855@51-775990,0.html
Article paru dans l'édition du 11.06.06