la sismologie

La sismique (sismologie)

Les séismes ou « tremblements de terre » sont des vibrations liées au passage des ondes sismiques.

Il s’agit des ondes électromagnétiques

La plupart de séismes ressentis à la surface de la Terre ont leur origine dans les parties superficielles de la Terre et sont provoqués par les mouvements le long des cassures(failles) qui affectent la couche externe de la Terre.

Nous avons montré que cette couche dénommée « lithosphère » est rigide et montre un comportement élastique.

Soumise à des contraintes elle se déforme d’abord de façon continue jusqu’à la limite d’élasticité puis elle se casse.

A partir du point de rupture, il se produit des vibrations qui se propagent en mouvements ondulatoires.

Mesure de l’intensité d’un séisme : L'échelle de Richter

Elle exprime l'énergie dissipée par un séisme.

Elle est calculée directement à partir de la lecture d'un enregistrement sismographique.

Elle prend en compte:

-l'amplitude maximale [A]  exprimée en millièmes de mm,

-sa période [T], exprimée en secondes, et on lui ajoute

-un facteur [B] qui dépend de la distance entre le foyer et la station enregistreuse.

Les amplitudes mesurées sont comprises entre quelques millièmes de millimètres pour les séismes très faibles et plusieurs mètres pour les séismes majeurs. Cette énorme différence implique qu'on préfère exprimer la valeur mesurée par son logarithme plutôt que par sa valeur réelle. Richter a désigné ce nombre comme une magnitude (M)

                                M = log A /Ao x D

                                A = Amplitude lue sur le séismogramme.

Ao   =  Amplitude correspondant à un séisme de magnitude 0 enregistré à unedistance D par rapport à l’épicentre.

L'échelle de Richter a le grand avantage de pouvoir d'être mesurée immédiatement, à partir de n'importe quelle station sismographique.

La magnitude est liée à l’énergie (E) engendrée par un séisme par la relation suivante :

Log E = 12,24 + 1.44M

Les méthodes sismiques ont pour objet, l’auscultation de la Terre à l’aide des ondes électromagnétiques émises par des séismes (ou par des explosions artificielles).

Leur mise en application exige donc l’implantation des stations d’enregistrement (séismographes) à l’échelle globale et distribués dans différents pays :

En RDC on a 3 stations d’enregistrement :

- Bukavu (Lwiro)

- Kinshasa (Binza)

- Lubumbashi (Kassapa -Bâtiment Géologie)

Les ondes sismiques

Les ondes auxquelles un ébranlement sismique donne naissance sont principalement de trois types :

v  Les ondes de compression P

Qui, alternativement, compriment les matériaux devant elles et les dilatent derrière elles. Ce sont les plus rapides car se déplacent aux environs de 6.5 km/s, dans les couches superficielles, traversent les solides, les liquides et même l'air, provoquant un grondement semblable à celui qui accompagne
un train roulant à grande vitesse

v  Les ondes de cisaillement S

Secouent les roches de haut en bas et de gauche à droite comme le mouvement d'une corde qu'on agiterait à l'une de ses extrémités. Elles se déplacent plus lentement que les précédentes, à environ 3.2 km/s dans les roches superficielles. Elles sont enregistrées plus tardivement que les ondes P sur les sismographes. Les ondes S ne peuvent se mouvoir qu'à travers les corps solides. Elles sont complètement absorbées par les liquides

v  Les ondes de surface L

Elles ont une période très longue et ne se déplacent qu'à la surface de la Terre. Seuls des sismographes spéciaux peuvent les détecter. Elles se déplacent plus lentement que les précédentes (2.7 à 3 km/s) et se propagent sur de très grandes distances, faisant parfois plusieurs fois de tour dela Terre avant de disparaître. Elles se subdivisent elles-mêmes en deux composantes selon qu'elles vibrent verticalement ou horizontalement.

Lors d’un séisme, ces différentes ondes (P, S et L) sont générées au même moment mais elles se déplacent à des vitesses différentes et sont donc enregistrées à des temps d’arrivée différents par un séismographe situé à une distance « d » de l’épicentre du séisme.

Mise en évidence de la structure profonde de la Terre

1)    Les ondes P et Ssont des ondes de profondeur et leurs vitesses varient avec la profondeur

Elles traversent des milieux aux caractéristiques différentes

L’intérieur de la Terre a une constitution hétérogène

2) Le temps d’arrivée des ondes P et S dépend de la distance au foyer

La Terre a une symétrie sphérique et est constituée des couches concentriques séparées par des surfaces de discontinuités également concentriques

La constance de la vitesse des ondes L (4 - 4.4 km/s) indique que celles-ci traversent un milieu qui ne change pas. Ce sont des ondes de surface.

Cheminement des ondes sismiques

•       Les rais sismiques traversant l’intérieur de la Terre sont courbes, à l’instar des rayons lumineux traversant des milieux caractérisés par des indices de réfraction différents.

•       Les ondes S engendrées par un séisme ayant F comme épicentre peuvent parvenir à tous points de la Terre situés à une distance angulaire inférieure à 105°, les rais qui arrivent avec des angles compris entre 105 et 145° rebroussent chemin et ne peuvent donc pas être enregistrés à la surface. Cette zone de non enregistrement est appelée « Zone d’ombre » et met en évidence au centre de la Terre du noyau

Profils paramètres physiques  f(profondeur)