Le foyer d’un séisme

Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires ! »

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Bonjour bonjour 🙂 Qui fait le petit rappel ? »

Léo : « Moi monsieur Max ! Nous avons vu que lors d’un tremblement de terre il y a des vibrations du sol. On peut dire des ondes sismiques. Elles durent de quelques secondes à quelques minutes et s’étendent sur une surface variable mais très grande oulala ! »

Max : « Oui Léo. Samuel, peux-tu nous parler des conséquences possibles des tremblements de terre ? »

Samuel : « Il peut y avoir des dégâts aux constructions humaines, des déformations du paysage comme des failles ou des glissements de terrain, des blessés et/ou des morts et parfois des tsunamis. »

Max : « Très bien ! Avez vous terminé votre travail ? »

Léo : « La carte isoséiste ? »

Max : « Oui Léo. »

Samuel et Léo : « Oui monsieur Max ! »

Max : « Bien. Ne la perdez pas. Nous y reviendrons lors de la prochaine séance. Mais je suppose que vous avez trouvé l’épicentre de ce séisme. »

Samuel : « C’est à Lambesc ! »

Max : « Très bien encore une fois. Le problème de cette méthode est qu’elle ne peut s’appliquer que lorsqu’il y a des constructions humaines puisque l’intensité est évaluée à partir des dégâts. De plus, cette méthode ne renseigne pas sur la profondeur du séisme. Nous allons donc étudier une autre méthode permettant de localiser l’origine d’un séisme. Soyez bien concentrés la séance va être chargée. »

Léo : « Et il y aura une évaluation ? »

Max : « Non, rassurez vous. Commençons par un peu d’histoire des sciences. En 1889, un géologue allemand, Ernst von Rebeur-Paschwitz (1861-1895) déclare que ‘vu l’énergie libérée par un séisme il ne serait pas surprenant qu’on puisse en enregistrer les ondes depuis tous les points du globe‘. Quelques mois plus tard, le premier appareil permettant d’enregistrer des ondes sismiques a vu le jour. Il s’agissait d’un sismographe. Avec le temps l’appareil évalua et on parle maintenant de sismomètre. Le tracé enregistré porte le nom de sismogramme. Suivez-vous ? »

Samuel : « Oui monsieur Max. Il y a un appareil appelé sismomètre qui enregistre les ondes sismiques sur un sismogramme.« 

Max : « Tu as retenu l’essentiel 🙂 Voici un exemple de sismogramme… »

Un sismogramme

Samuel : « Monsieur Max, à quoi correspondent les ondes P, S et de Rayleigh ? »

Max : « Bonne question Samuel ! Une petite vidéo vous permettra de comprendre. Observez attentivement… Ah ! Il manque les ondes de Rayleigh qui sont un peu difficile à modéliser… Observez bien les ondes P et les ondes S. »

Léo : « Oulala ! Je comprends mieux les dégâts maintenant ! »

Samuel : « La terre tremble vraiment comme ça monsieur Max ? »

Max : « Oui, la terre tremble vraiment comme ça 🙂 Connaissez-vous la formule qui donne la vitesse d’un objet ou d’une onde ? »

Samuel : « Moi ! Moi ! »

Max : « Samuel, nous t’écoutons ! »

Samuel : « La vitesse est égale à la distance (en km) divisée par le temps (en h). La vitesse se donne donc en kilomètres par heure (km/h) ! »

Max : « Très bien Samuel. Nous pouvons également exprimer la vitesse en mètres par seconde (m/s). C’est maintenant que ça se complique. Reprenons. Nous savons que V = d/T. Nous pouvons écrire que T = d/V. Ce qui est valable pour les deux types d’ondes. Je l’écris : Tp = d/Vp et Ts = D/Vs. Vous suivez ? »

Samuel et Léo : « Oui monsieur Max ! »

Max : « Je continue donc 🙂 Sur le sismogramme nous pouvons lire les heures d’arrivées des ondes P et des ondes S. Nous pouvons donc calculer la durée qui sépare les arrivées de ces deux types d’ondes. Je l’écris : Ts – Tp = d/Vs -d/Vp. »

Léo : « Ça se complique… »

Samuel : « Mais je suis encore. »

Max : « Là ça se complique vraiment. Nous savons que les ondes P se propagent à 6 km/s et que le rapport de vitesse des ondes P et des ondes S et d’environ 1,75. »

Samuel : « Ah oui ? Ça on le sait ? Enfin, les géologues le savent… »

Max : « Oui oui 🙂 Faisons apparaître le rapport Vp/Vs dans notre calcul précédent. Ts – Tp = d/Vp x (Vp/vs – Vp/Vp) = d/Vp x (Vp/Vs – 1). Alors ? »

Léo : « Pfff !!! »

Samuel : « Pfff aussi ! »

Max : « Mes pauvres petits 🙂 Je termine quand même. Je rappelle que Vp = 6 km/s et Vp/Vs = 1,75. Reprenons notre calcul. Ts – Tp = d/6 x (1,75 – 1) = d/8. Donc Ts – Tp = d/8. Nous connaissons Ts – Tp par lecture du sismogramme. Nous pouvons don calculer la distance entre le point d’origine du séisme et la station d’enregistrement. d = (Ts – Tp) x 8. Nous avons une première distance. »

Léo : « Monsieur Max, il n’y aura pas d’interro là-dessus ? »

Max : « Non, rassurez vous 🙂 Je continue donc. L’ensemble des points situés à cette distance à la station d’enregistrement forme un cercle. Je peux tracer ce cercle sur une carte grâce à un calcul d’échelle. Ensuite je recommence avec une autre station. Je peux utiliser la dernière formule que j’ai mise en gras. J’obtiens une deuxième distance. Grâce à un calcul d’échelle je peux tracer un second cercle. Les deux cercles se croisent en deux points. Continuons avec une troisième station. J’obtiens une troisième distance et un troisième cercle qui, si j’ai bien travaillé va passer par un point d’intersection des deux cercles précédents. J’ai donc localisé le point d’origine du séisme en surface. Des calculs un peu plus complexes permettent de déterminer la profondeur de ce point appelé foyer. Le foyer est réellement le point d’origine du séisme. Un document permet de synthétiser tout ça. »

Max : « Alors ? »

Samuel : « J’ai compris le principe mais je ne saurais pas le refaire. »

Léo : « Moi aussi j’ai compris mais je me suis un peu perdu dans les calculs… »

Max : « Vous avez retenu le principe est c’est l’essentiel. Retenez également que le foyer est le point, situé en profondeur, d’où partent les ondes sismiques. Il est généralement situé sous l’épicentre mais pas toujours. Mes pauvres petits… Filez en récréation. Vous l’avez bien méritée 🙂 « 

Samuel et Léo : « Au revoir monsieur Max ! »

Max : « Au revoir mes petits 🙂 « 

Séance suivante

8 réflexions au sujet de « Le foyer d’un séisme »

  1. Bonjour, j’espère que ça va bien. Pour commencer j’adore ce blog il est vraiment détaillé et très complet tous en étant court, j’apprécie beaucoup . Et juste merci pour le travail que vous fournissez . Ensuite j’aimerai bien savoir combien de temps ça vous prend de faire un cours sur internet comme ça. Vous allez peut être me prendre pour une débile qui pose des questions sur internet mais on ne sait jamais si vous répondez . Merci si vous le faites et continuez comme ça , c’est super cool 🙂 🙂

    1. Bonjour L.canard junior 🙂
      Tout d’abord je tiens à te remercier. Il est très gentil ton message 🙂 Tu sais, je ne prends jamais mes élèves pour des débiles. Je pense même que je crois plus en eux qu’eux-mêmes… Et puis, je réponds presque toujours aux commentaires. Combien de temps ça me prend ? Difficile à dire… C’est en moyenne… pas loin de 2h par article. Et il y a beaucoup d’articles que je voudrais déjà modifier… Mais si ça aide les élèves, ça en vaut la peine.
      Merci L.canard junior et travaille bien 🙂

    1. Bonjour Cohen,
      Ce n’est pas bien grave si tu n’as pas compris. C’est un peu compliqué comme calcul. Ce qu’il faut retenir c’est qu’il est possible de localiser précisément le foyer d’un séisme grâce aux sismogrammes. Le reste, c’est pas grave. Tu comprendras peut-être plus tard.
      Travaille bien 🙂

  2. Merci monsieur Max pour ces explications. Cependant, tout comme Samuel et Léo, je n’ ai pas compris les calculs que vous avez utilisé pour déterminer la distance entre le point d’origine du séisme et la station d’enregistrement . Mais encore merci car j’en ai retenu l’essentiel.

    1. Bonjour Bilal 🙂
      Ne t’inquiète pas si tu n’as pas compris. J’en ai discuté avec un professeur de mathématiques et il m’a bien confirmé que ce n’était pas du niveau quatrième. Il pense même que c’est plutôt pour les terminales 🙂 Mais je voulais vous montrer dans mon blog. Si tu as retenu l’essentiel, c’est le principal 🙂
      A bientôt Bilal et n’oublie pas de bien travailler.

  3. Merci monsieur enfin je veux dire Max. J’avais déjà compris le cours de notre prof mais il y a des choses en plus dans le votre. En plus je me suis avancée sur le cours d’après et si je suis absente c’est pratique pour rattraper ! Merci beaucoup 😀.

    1. Bonjour Lina 🙂
      Oui, il y a des choses en plus dans mes cours à moi 🙂 C’est aussi pour ça que je fais ce site. Pour apporter des choses en plus. Notamment des vidéos ou des documents complémentaires…
      Je te remercie de me remercier 🙂

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