La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

R é partition des s é ismes Trois types de limite de plaque Rides ou rift Zones de subduction Failles transformantes.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "R é partition des s é ismes Trois types de limite de plaque Rides ou rift Zones de subduction Failles transformantes."— Transcription de la présentation:

1

2 R é partition des s é ismes

3

4 Trois types de limite de plaque Rides ou rift Zones de subduction Failles transformantes

5 S é ismes = ruptures = formation de failles Faille = plan de faiblesse dans la lithosphère

6 en fonction de la profondeur à laquelle ils se produisent: - les séismes normaux ou superficiels (profondeur<60 km) = frontières de plaques divergentes et frontières de plaque convergentes (fosses océaniques) - les séismes intermédiaires (60

7 Ride ou rift = zone de divergence SEISMES SUPERFICIELS

8 Les séismes intraplaques sont superficiels.

9 Les frontières convergentes concentrent les trois catégories de séismes

10 Zones divergentes Zones convergentes Zones de décrochement Dissipation de lénergie sismique de la planète

11 Un matériau rigide soumis à des contraintes de cisaillement, se déforme de manière élastique puis de manière plastique Au point de rupture, il se rompt DEFORMATION Élastique : le matériau reprend sa forme et son volume lorsque la contrainte est relachée Plastique : le matériau reste déformé lorsque la contrainte est relachée Point de rupture: libération de lénergie accumulée lors de la déformation plastique Séisme = rupture Accumulation + Relâchement des contraintes

12 Foyer ou hypocentre L'endroit où démarre la rupture est appelé foyer du séisme ou hypocentre (0 à 700 km profondeur) Epicentre L'épicentre microsismique est le point de la surface du sol le plus proche du foyer (latitude, longitude) L'épicentre macrosismique = lieu de plus forte intensité ressentie -Peut être différent de l'épicentre réel

13 Structure sismique Rais sismiques

14 Les différents types dondes Déclenchement dun séisme = Propagation dun front d'ondes sismiques Deux types d'ondes : Ondes de fond qui se propagent à l'intérieur de la terre (ondes S et ondes P) Ondes de surface qui se propagent seulement en surface (ondes de Love et ondes de Rayleigh)

15 Ondes P = ondes premières/ondes de Compression. Dans tous les états de la matière Les particules se déplacent selon un mouvement avant-arrière dans la direction de la propagation de l'onde Ondes S = ondes de cisaillement seulement dans les solides. Les particules oscillent dans un plan vertical, à angle droit par rapport à la direction de propagation de l'onde Ondes L (ondes de Love) = ondes de cisaillement qui oscillent dans un plan horizontal Impriment au sol un mouvement de vibration latéral Les ondes de Rayleigh = vague les particules du sol se déplacent selon une ellipse = vague qui affecte le sol lors des grands tremblements de terre

16 Propriété qui permet de localiser un séisme = Propagation des ondes P plus rapide que celle des ondes S Ondes sismiques enregistrées en plusieurs endroits du globe Enregistrement par sismomètres Les vibrations verticales et horizontales du sol sont transmises à une aiguille qui les inscrit sur un cylindre qui tourne à une vitesse constante

17 En un lieu donné, ondes P puis décalage et enregistrement des ondes S Exemple: retard de 6 minutes des ondes S par rapport aux ondes P

18 Les vitesses de propagation des deux types d'ondes (S et P) dans la croûte terrestre établies = courbes étalonnées Pour une distance entre séisme et point denregistrement de 2000 Km, l'onde P mettra 4,5 min et l'onde S mettra 7,5 min = décalage de 3 min Dans lexemple, distance correspondant à un décalage de 6 min = 5000 Km

19 La méthode des cercles Pour une station: temps d'arrivée de l'onde P: tp = t0 + (d/Vp) temps d'arrivée de l'onde S: ts = t0 + (d/Vs) Différence entre les deux relations précédentes : ts - tp = d. ( 1/Vs - 1/Vp) On connaît les vitesses des ondes P et S dans la croûte et on admet que : (1/Vs - 1/Vp) = 1/8 Doù : d = 8 * (ts - tp) On établit des abaques et on obtient directement d en fonction de (ts - tp) basée sur la différence de propagation des ondes P et S

20 Le séisme se trouve sur le périmètre dun cercle de rayon d1 centré sur une première station denregistrement d1 Avec une seconde station, on détermine la distance (d2) séparant cette station de lépicentre du séisme Les deux points dintersection des deux cercles définissent les deux localisations possibles de lépicentre du séisme enregistré Avec une troisième station, détermination de la distance (d3) séparant cette station de lépicentre du séisme Un seul point d intersection possible entre les trois cercles définit la position précise de l épicentre du séisme enregistré La triangulation d1 d2 d3 d2 d1

21 Effet des ondes sur les constructions Ondes L et R - gamme des "basses fréquences » (< à 1 hertz) - nocives pour les bâtiments élevés -destructrices à des distances plus grandes que les -ondes P et S (quelques dizaines de kilomètres) Ondes P et S - gamme des "hautes fréquences » (> à 1 hertz) -dangereuses pour diverses catégories de bâtiments bas deux types de mouvements (et leurs combinaisons) - à la verticale du foyer, à l épicentre = mouvement vertical - plus loin effet dominant = horizontal, lié au mouvement de la faille

22 La magnitude est mesurée par le logarithme de lamplitude maximale des ondes, mesurée en microns, à partir dun sismomètre placé à une distance denviron 100 km par rapport à lépicentre M = log A/T + F( ) A amplitude en microns T période en secondes F( ) terme empirique = amortissement du signal sismique en fonction de la distance et de la profondeur La magnitude Energie développée au foyer du séisme

23 Echelle de Richter instaurée en 1935 Calculée à partir de la quantité d'énergie dégagée au foyer Fournit la magnitude (M) d'un séisme: log (E) = 11,4 + 1,5M Un séisme de magnitude 8,5 est 100 millions de fois plus fort quun séisme de magnitude 3 Valeur objective = une seule valeur pour un séisme donné A ce jour, plus fort séisme = 9,5 sur l'échelle de Richter (Chili). Depuis janvier 2000, nouvelle échelle adoptée par les pays européens : EMS 98 (European Macroseismic Scale 1998)

24

25 Plusieurs échelles pour évaluer lintensité des tremblements de terre 1)Echelle de Mercalli développée en 1902 et modifiée en ) Echelle MSK (Medvedev, Sponheuer et Karnik, 1964) Ces deux échelles comportent douze degrés notés généralement en chiffres romains de I à XII Intensité déterminée par: -Ampleur des dégâts causés par un séisme -perception de la population varient en fonction de la distance à l'épicentre. Echelle subjective Echelle variable géographiquement Lintensité

26 Perception à lintérieur Enregistrement par les sismomètres Perception à lextérieur Quelques dommages Dommages légers aux « bonnes constructions » destruction des « mauvaises » Dommages considérables Modification des paysages

27 Les séismes entre 1990 et 2001

28 Un risque majeur Conséquences secondaires: Glissements de terrains, éboulements Incendies Tsunamis 1436 Naples-BrindisiItalie morts 1531 LisbonnePortugal morts 1693 CataneItalie morts 1737 CalcuttaInde~ morts 1797 QuitoEquateur morts 1906 San FranciscoEtats-Unis700 morts 1908 MessineItalie morts 1920 Ganzu (ou Kan-sou) Chine morts 1923 TokyoJapon morts 1976 TangshanChine morts 1980 El-AsnamAlgérie3 500 morts 1985 MexicoMexique morts 1995 KobeJapon5 000 morts 1999 IzmitTurquie morts

29 aléas et enjeux sismiques Enjeux : hommes, centres de vie, environnement Destruction des biens (habitations, infrastructures…) Pertes humaines (morts, blessés…) Impacts environnementaux (glissement de terrain, pollution…) Aléa : probabilité du séisme Risque

30 Prévision du risque sismique

31 La prédiction = prévoir précisément lieu / date / magnitude du séisme 2 approches: Approche probabiliste: identification zones à risque + probabilité doccurrence Approche déterministe: identification de signes précurseurs interprétation par des processus physiques réalistes élaboration dun modèle physique prédictif

32 A long terme: plusieurs dizaines dannées = définition de laléa, du mode de construction adapté et renforcement du bâti A moyen terme: quelques mois, 1 an = surveillance et instrumentation des sites à risque A court terme : quelques heures à quelques jours = mise en alerte des r é seaux d intervention, pr é paration des secours et é vacuation des bâtiments 3 modes de prévision et de r é ponse adapt é e

33 Beaucoup de difficultés pour la prédiction: Méconnaissances des facteurs déclenchants Paramètres très nombreux à entrer en jeu Paramètres physiques des roches difficiles à mesurer en profondeur A court et moyen terme A long terme Evaluation du risque sismique pour une zone donnée = donner la magnitude maximale pouvant être atteinte + un pourcentage de chance pour que cette valeur soit atteinte sur une période de référence.

34 Evaluation du risque 1.Définition de laléa sismique dans une région donnée: Installation dun réseau de surveillance (Bornes GPS, sismomètres, géodésie spatiale…) Identification des failles actives Etude de lhistoire sismologique de la région 2. Connaissances de tous les éléments susceptibles dentraîner des dégâts Nature des sous-sols Topographie Nature et emplacements des bâtiments… Cartographie du risque sismique

35 Différentes sciences étudient les séismes

36 Etude des « effets de site » : Nature du sous sol (amplifications des ondes) Instabilité des versants (réaction en chaîne) Types de bâtiments Topographie

37 Etude et surveillance des phénomènes précurseurs Déformation crustale (faille asismique) Variation des paramètres hydrologiques Variation des vitesses de propagation des ondes Phénomènes géochimiques ex: augmentation radon dans les eaux souterraines (dégazage lors de la friction des roches) Variation de la résistivité électrique des roches (plusieurs %) et du potentiel électrique Variation des émissions électromagnétiques Variation du champ magnétique

38 Enregistrement des secousses par des sismomètres Mesure de la déformation sismique dun lieu : géodésie spatiale mesure des déplacements verticaux (nivellement) de la surface et des déplacement horizontaux (triangulation) Ex: surveillance de la faille de San Andreas (Californie) Mesure des déformations de la Terre : Méthode des satellites GPS Mesure du « retard au glissement » des plaques Récapitulatif des méthodes de mesure

39 Deux réseaux connectés: Le laboratoire de Détection Géophysique du CEA et le Réseau National de surveillance sismique à Strasbourg Infos au Bureau Central Sismologique Français Réseaux français dobservation et de surveillance

40 Le réseau GEOSCOPE Centralisation et diffusion des données (avant d'être archivées au centre GEOSCOPE, les données sont envoyées à l'PGP, à l'EOST et aux centres de l'IRD dans le monde) 25 stations dispersées dans le monde

41 Exemple de site surveillé par la France en coopération avec: Instituts de physique du globe (I.P.G.) de Paris et de Strasbourg, soutenus par lInstitut National des Sciences de lUnivers (INSU/CNRS) le ministère des Affaires étrangères et lInstitut de Recherche et Développement (IRD) Nord du Chili subduction de la plaque Nazca sous la cordillère andine (plaque Amérique du Sud) = pas de grand séisme depuis celui de 1887 (magnitude 8,5) rapprochement de 10 mètres environ sur une longueur de 300 km Mesure du « retard au glissement » = 10m depuis 110 ans stocké dans la déformation élastique des roches (séisme magnitude >5 prédit dans la décennie) Installation de réseaux sismologiques de surveillance aux deux extrémités de cette lacune sismique et dune station multiparamètre (gravimètre, station sismologique de large bande spectrale, inclinomètres et antenne G.P.S. de positionnement par satellite)

42 constructions aux normes parasismiques développement de la recherche en matière de construction parasismique information et préparation de la population exposée au risque organisation des moyens de secours et de linformation durgence en cas de séisme Lévaluation complète du risque sismique est primordiale pour la mise en place dune politique de prévention efficace et adaptée.

43 Prévention du risque dans le monde

44 1.Normes de construction parasismique –Symétrie des bâtiments –Abaissement du centre de gravité –Eloignement minimum des bâtiments mitoyens pour éviter lentrechoquement –Renforcement des angles –Limitation du percement déléments porteurs USA: Uniform Building Code (UBC) Europe: Eurocode 8, partie et Partenariats concernant – Le développement doutils de prévision – La conduite détudes comparatives – Léchange dinformations Projet RADIUS: Secrétariat de la Décennie internationale de prévention des catastrophes (IDNDR) Partenariat Japon-Roumanie Génie parasismique = réalisation douvrages et dinstallations capables de résister dans de bonnes conditions à des secousses importantes

45 En France 1ères lois parasismiques en 1969, modifiées en 1982 et 1992 Lois parmi les plus complètes au monde PPR: Plan de Prévention des Risques (loi du 2 février 1995) Cartographie des risques naturels en France définition des règles durbanisme, de construction et de sauvegarde des bâtis existants et futurs. définition des mesures de protection et de sauvegarde des populations

46 Gestion du risque sismique

47 Etude macrosismique Enquête directe sur le terrain envoi de questionnaires aux autorités (maires, instituteurs) de la région intéressée Carte des courbes isoséistes = zones de même intensité Lépicentre macrosismique dans laire pléistoséiste = isoséiste de degré le plus élevé Forme des isoséistes renseigne sur linfluence des terrains sur la propagation du mouvement sismique - Rôle important de la nature du sous-sol = intensité plus grande sur les terrains meubles et alluvionnaires Isoséistes resserrées et allongées, = existence dun accident tectonique (faille), siège du séisme Forme et écartement des isoséistes = fonction de la profondeur du foyer du séisme. Cartes disoséistes

48 Cartographie des zones à risques Mise en sécurité de deux catégories dinstallations 1)Ouvrages à risque « normal » conséquences = dommages immédiats subis par louvrage, ses occupants et son contenu = constructions civiles ou industrielles et autres ouvrages de génie civil 2) Installations « à haut risque » désordres, même mineurs = suites extrêmement graves pour la population et lenvironnement: -industries chimiques traitant ou stockant des produits hautement toxiques susceptibles de se répandre -installations de sécurité nucléaire -grands barrages Arbitrage entre exigences de sécurité et co û t des mesures de protection

49

50 Développement doutils pratiques (manuels, logiciels) pour la prévision Promotion de léchange dinformations entre les pays Préparation aux conséquences dun séisme - simulation de catastrophe - exercice dévacuation - diffusion des consignes de sécurité etc… (surtout en pratique au Japon, en Califormie mais aussi dans le sud de la France)

51 Exemple daffichage utilisé dans lAude

52 Séismes en France en 2002


Télécharger ppt "R é partition des s é ismes Trois types de limite de plaque Rides ou rift Zones de subduction Failles transformantes."

Présentations similaires


Annonces Google