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A. Calcul de la magnitude. Lors d'un séisme au moment de la rupture des roches, une quantité d'énergie plus ou moins importante est libérée. C'est ce qu'on appelle la magnitude. Elle se mesure généralement sur l'échelle de Richter. Il existe plusieurs techniques pour connaître la magnitude d'un séisme. Nous allons la déterminer à partir d'un signal enregistré par un sismomètre. Nous allons nous intéresser au séisme de Loma Prieta le 17 octobre 1989. Ce tremblement de Terre, situé sur la faille de San Andreas et à proximité de San Francisco a causé des dégâts considérables et a tué 62 personnes. Nous allons calculer sa magnitude. Signal enregistré par un sismomètre à San Fransisco. Pour déterminer la magnitude du séisme, on calcul le délai entre les ondes P et les ondes S. Dans cette zone là, la vitesse moyenne des ondes P est de 7.1 Km/s et la vitesse moyenne des ondes S est de 4.1 Km/s Afin de pouvoir calculer l'intervalle de temps qui séparent les ondes P et les ondes S nous allons commencer par calculer le temps que chacune met à parcourir 100 Km. Calcul du temps que met l'onde P pour parcourir 100 Km : v = d/t d'où t = d/v = 100/ 7.1 = 14.1s Pour parcourir 100 km, l'onde P, met 14.1 secondes. Calcul du temps que met l'onde S pour parcourir 100 Km : v = d/t d'où t = d/v = 100/ 4.1 = 24.4 s Pour parcourir 100 Km, l'onde S, met 24.4 secondes. Maintenant connaissant le temps que chacune met pour parcourir 100 Km, nous allons calculer l'intervalle de temps entre la détection des ondes P et des ondes S ? i = 24.4- 14.1 i = 10.3s L'intervalle de temps entre la détection des ondes P et des ondes S est de 10.3 secondes. Sur l'enregistrement nous pouvons constater que le délai qui sépare la détection des ondes P et des ondes S est de 50 s . T(s) - T(p) = 50 s A partir du signal enregistré on mesure l'amplitude de l'onde S qui est détectée en second sur l'enregistrement. On peut constater qu'elle est de 285 mm. Maintenant, nous connaissons le délai entre les ondes P et les ondes S sur 100 Km dans cette zone là, et aussi le délai entre ces ondes lors du séisme nous pouvons donc déterminer la distance épicentrale. 10.3 s ===========> 100Km 50s ===========> ? D = (100 x 50 ) / 10.3 = 485.4 Km La distance épicentrale , c'est à dire la distance qui sépare l'épicentre de la station située à San Francisco est de 485.4Km. Pour compléter notre démarche à l'aide du graphique ci-contre, on convertit le délai entre l'onde P et l'onde S en distance epicentrale: T(s) - T(p) = 50 s d=490km Lorsqu'on détermine l'origine d'un séisme on ne donne jamais sa localisation exact, mais seulement approximative. Pour finir on reporte les valeurs de la distance épicentrale et de l'amplitude de l'onde S sur ce graphique(ABAQUE). On lit la magnitude à l'intersection entre le segment rouge et l'axe central: M=7.1
B. Pourquoi les séismes de même magnitude dans différents endroits ne provoquent pas les mêmes dégâts?
Un séisme provoque des dégâts plus ou moins importants qui dépendent de plusieurs facteurs.
Tout d'abord, les catastrophes humaines et matérielles, qu'engendre un séisme, dépendent en partie de l'horaire de la journée à laquelle il a eu lieu. Prenons le cas du séisme de Tangshan en Chine, le 28 Juillet 1976 de magnitude 8.2, qui a aboutit à la mort de 200 000 personnes à 3 h 02.
Tandis que le tremblement de terre du 13 juin 2005 a frappé le nord du Chili à 18 heures locales et fit 15 morts. On constate que le nombre de morts varie en partie selon le moment de la journée.
Ensuite, le lieu peut être déterminant en ce qui concerne les dégâts humains et matériels. En effet, un séisme qui s'est produit dans une zone peu peuplée n'aura pas les mêmes conséquences qu'un séisme se produisant dans un milieu très urbanisé. Prenons le cas du séisme de Pulmara en Turquie qui s'est produit le 27 Janvier 2003, d'une magnitude de 6.1 na provoqué la mort que d'une seule personne, tandis qu'à Adora en Turquie, ville importante et attractive, un tremblement de terre de magnitude 6.3 a provoqué la mort de 140 personnes. On remarque que le lieu est donc un facteur fondamental. Cependant certains experts prédisent que la ville d'Istanbul sera, en faite, rayée de la carte dans les années à venir, car elle se situe dans une zone très sensible, située sur deux plaques lithosphériques pouvant à tout moment entrer en collision.
Enfin, il existe un dernier critère pouvant atténuer ces dégâts, il s'agit de la solidité des habitats. En effet, on a remarqué que deux séismes de même magnitude (7.1) ont provoqué une grande différence du nombre de morts. Au nord du Japon, dans une ville urbanisée où il y a des constructions parasismiques, n'a provoqué que 27 blessés et aucun mort, le 12 novembre 2004. Pourtant un séisme en Iran où les habitats sont construits très rapidement et fragiles, car cette région n'est pas habituée aux tremblements de terre. Ce séisme a provoqué la mort de 1600 personnes et fait 3700 blessés. C'est pourquoi, avoir des bâtiments solides ne peut avoir que des bons avantages et lutter pour diminuer le risque sismique.
