Déformations du sol près de la
surface causées par les ondes sismiques.
Les ondes
libérées par un séisme sont de quatre
types.
Ondes-p ou ondes
primaires, de traction et de compression dans la direction du front
d’ondes. (Elles entraînent les premiers effets
d’un séisme dont le fameux boum
sonore)
Ondes-s ou ondes
secondaires, de cisaillement se propageant perpendiculairement au
front d’ondes. (Elles apportent les seconds effets : les
mouvements verticaux du sol)
Ondes de Rayleigh et
ondes de Love qui sont des ondes de surface.
Différentiation des types d’ondes
sur des accélérogrammes typiques.
La théorie de
propagation des ondes élastiques permet de démontrer les
relations suivantes exprimant les vitesses en fonction des
paramètres usuels des sols ou des roches. On connaît E
module d’Young, n coefficient de Poisson et r la densité du sol ou de la roche. La
constante de Lamé est définie par :
G= n E /
((1 + n) (1-
2 n)),
G le module de
cisaillement par G = E / (2 (1+ n)).
Les vitesses
primaire et secondaire sont définies par :
vp =
((G+ 2G)
/ r)
0.5 et vs = (G / r) 0.5
L’intensité d’un séisme est
quantifiée par deux échelles principales. L’une
quand il n’existe pas de mesures et qui est basée sur
des observations après le séisme. C’est
l’échelle de Mercalli modifiée, proposée en
1902 par Mercalli et modifiée en 1931 par Wood et Neumann.
(voir table)
La seconde
échelle est celle de Richter (1958) basée sur la valeur
de l’amplitude maximale du mouvement d’un sismographe
corrigée par la distance à l’épicentre. La
formule a été précisée par Hutton et Boore en
1987. L’échelle de Richter est logarithmique, la
différence d’un degré correspond à un rapport
des amplitudes des ondes de 10.
D’autres
échelles existent basées sur les différents types
d’ondes, ou des fréquences particulières,
générées par un séisme. L’énergie
dissipée par le séisme peut être évaluée
par la relation empirique log10 E = 11.8 + 1.5
Ms , Ms étant la magnitude des
mouvements du sol pour une fréquence de 0.05 Hz.(E est en erg,
1erg = 99.9 10 -9 N- m). La relation avec la magnitude
de Richter est log10 E = 1.5 M - 1.6 avec E en
MJ.
Il n’y a pas
de correspondance directe entre Amax et M. On constate
que les variations vont dans le même sens et il en est de
même pour la durée. Des relations empiriques ont
été proposées.
|
Intensité
IMM
|
Description des dégâts, sensations des
gens.
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Accélération maximale au
sol
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I
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Décelée avec des instruments
sensibles.
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<0,003g
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II
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Ressentie par
quelques personnes aux étages supérieurs.
Les objets suspendus (lustres) peuvent se
balancer.
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<0,003g
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III
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Ressentie à
l’intérieur seulement, pas souvent
identifiée.
Les automobiles stationnées
bougent.
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0,003 à 0,007g
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IV
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Ressentie par tout
le monde à l’intérieur. Provoque le réveil.
Les automobiles stationnées bougent fortement.
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0,007 à 0,015g
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V
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Ressentie par tout
le monde. Porcelaine cassée. Plâtre
fissuré.
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0,015 à 0,03g
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VI
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Personnes
effrayées. Plâtre qui tombe. Cheminées
endommagées. Petits dégâts.
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0,03 à 0,07
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VII
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Les gens fuient les
maisons. Quelques structures endommagées.
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0,07 à 0,15g
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VIII
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Murs de
séparation brisés. Statues et cadres chutent. Quelques
murs s’écroulent. Ressenti par les
conducteurs.
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0,15 à 0,3g
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IX
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Bâtiments
déplacés, fissurés, inclinés. La terre
s’ouvre, les conduites souterraines sont
rompues.
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0,3 à 0,7g
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X
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Glissements de
terrain nombreux, rails courbés, maçonneries
détruites.
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0,7 à 1,5g
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XI
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Quelques structures résistent. Ponts
coupés.
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1,5 à 3g
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XII
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Destruction totale, paysage
changé.
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3 à 7g
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Echelle de
Mercali Modifiée (1931)
1. Définition d'un séisme
