Les séismes naturels ont pour origine une rupture brutale de matériaux au niveau d'une zone appelée foyer engendrant la propagation d'ondes sismiques.

Leur profondeur est variable selon les endroits du globe mais ils se produisent toujours dans des milieux solides (selon les conditions de pression et de température qui régnent autour d'elles, les roches peuvent devenir ductiles et déformables). Dans notre département, les séismes affectent les roches de la croûte continentale, ils sont superficiels (moins de 40 km de profondeur).

Le schéma ci-dessous montre un exemple de rupture au niveau d'un plan de faille inverse. Les contraintes exercées, de façon continue, sont compressives. Il faut bien comprendre que, même si les contraintes sont continues, la rupture est toujours brutale et imprévisible (voir la remarque sur la prédiction des séismes ) : c'est le séisme.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les flèches vertes représentent les différents types d'ondes élastiques qui sont émises lors de la relaxation de la contrainte. L'épicentre correspond au point situé en surface, à la verticale du foyer.

Il existe deux types d'ondes sismiques : les ondes de surface et les ondes de volume. Les ondes de surface, comme leur nom l'indique, se propagent en surface et sont les plus destructrices. Les ondes de volume se propagent à l'intérieur du globe et sont très utilisées en Sciences de la Terre pour la connaissance de la structure interne de celui-ci (voir les activités pédagogiques : apport de la sismologie à la structure interne du globe).

Plus de détails sur les types ondes sismiques, cliquez ici.

L'activité sismique de la Terre est étudiée à l'aide de sismomètres. Il existe de nombreux réseaux de surveillance scientifique de cette activité : le Renass (Réseau national de surveillanec sismique), le CSEM (centre sismologique euro-méditerranéen), l'USGS (centre mondial de données sismologiques), le réseau Sismalp (centre de données sur les alpes),...

Il existe un autre réseau, celui dont fait partie la station PERF, le réseau SISMOS à l'école. Ce projet national a pour objectif l'installation d'une station sismique dans un établissement scolaire du Second degré. Sa mission est de promouvoir les sciences expérimentales, les nouvelles technologies ainsi que l'éducation au risque sismique dans les collèges et les lycées. Pour plus de détails sur ce réseau SISMOS à l'école...

Dans chacune des stations, le capteur possède trois sismomètres :

- un capteur qui enregistre les mouvements verticaux (composante Z)

- un capteur qui enregistre les mouvements horizontaux d'orientation Nord-Sud (composante N)

- un capteur qui enregistre les mouvements horizontaux d'orientation Est-Ouest (composante E)

Il existe donc trois sismogrammes pour un séisme enregistré au niveau d'une station.

Exemple : les 3 sismogrammes enregistrés à PERF pour le séisme du 15 juillet 2009 de Nouvelle-Zélande (9h22 GMT, 35 km de profondeur et magnitude calculée entre 7.5 et 8).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sur ces enregistrements, on voit nettement l'arrivée des premières ondes (ondes P) vers 9h40 puis celle des ondes S environ 30 minutes plus tard (elles sont bien visibles sur la composante LHN). Enfin, les ondes de surface arrivent progressivement presque 1h30 après le séisme (leurs amplitudes sont toujours plus importantes que celles des ondes de volume).

Même si la station a très enregistré ce séisme, personne ne l'a ressenti dans le département. L'intensité d'un séisme est très différente de sa magnitude (voir définition magnitude et intensité dans le lien ci-dessous). La magnitude d'un séisme est la même quelque soit l'endroit où l'on se situe (c'est un calcul ). Par contre, son intensité est beaucoup plus subjective, elle dépend de la profondeur du foyer, de la distance à l'épicentre, de l'appréciation des personnes,... Pour plus d'informations, voir l'activité "caractériser un séisme par sa magnitude et son intensité".

lien vers les définitions de magnitude et intensité : cliquez ici!

Remarque : la prédiction des séismes à court terme

Les scientifiques cherchent des signes précurseurs mais ils n'en ont encore trouvé aucun de vraiment fiable à l'heure d'aujourd'hui. En effet, aucun "gros" séisme ne se ressemble. Certains vont être précédés d'une crise sismique (avec de nombreuses secousses de faible magnitude) et d'autres non. On a aussi remarqué des changements dans la composition en certains éléments chimiques des puits et des aquifères. Récemment, lors du séisme de l'Aquila en Italie (6 avril 2009), un scientifique italien avait alerté les autorités suite à une émission de radon, un gaz qui s'échappe des roches grâce au fonctionnement de microfissures précédent un fort séisme. D'autres chercheurs se sont penchés sur les déformations du sol ou sur le comportement des animaux mais sans succès. Ce qui est valable pour un séisme, ne l'est pas pour un autre : en résumé, il y eu quelques succès de prédiction mais beaucoup d'échecs.