PRINCIPE TECHNIQUE DE LA TOMOGRAPHIE SISMIQUE
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TOMOGRAPHIE SISMIQUE
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Tomographie sismique : comment mesurer la différence de vitesse
La tomographie sismique abordée en classe de 1re S étudie l'amplitude des vitesses de propa- gation des ondes sismiques à l'intérieur du globe terrestre
la tomographie sismique comme méthode de reconnaissance
la tomographie sismique peut être utilisée à l'échelle du génie civil pour de propagation des ondes mécaniques tomographie en facteur de qualité
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Fiche technique : Création de modèle de tomographie sismique à l'aide d'un générateur de KML. Adresse : http://www.jamstec.go.jp/pacific21/en/index.html.
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Quel est le principe de la tomographie sismique ?
La tomographie sismique, principe - CNRS-Géomanips. Sans rentrer dans la complexité géophysique, on peut proposer l'explication suivante : la tomographie sismique interprète les changements de vitesses des ondes sismiques provoquées par des modifications de la température des couches traversées.Comment lire une tomographie sismique ?
La zone est alors colorée en couleurs chaudes : rouge, orange; il s'agit d'un manteau « chaud ». Lorsque la vitesse des ondes augmente, celles ci traversent une zone d'anomalie positive avec une valeur par exemple de + 3 % la zone est alors colorée par des couleurs froides : bleu ; il s'agit d'un manteau ?roid».Quel est le principe de la tomographie ?
Cette technique d'imagerie utilisée en sciences et mécanique des matériaux permet d'analyser la microstructure des matériaux sans être intrusif et/ou destructif (figure 1). La tomographie fournit une image tridimensionnelle à partir d'une série de radiographies via un calcul appelé la reconstruction.- une anomalie positive de vitesse interprétée comme la présence de matériel chaud. une anomalie négative de vitesse interprétée comme la présence de matériel froid.
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73apbg Biologie Géologie n° 3-2016
TECHNIQUES ET ENSEIGNEMENT TE 144
Tomographie sismique : comment mesurer ladifférence de vitesse de propagation desondes sismiques en fonction de la température
OBJECTIF PÉDAGOGIQUE
La tomographie sismique abordée en classe de 1
reS étudie l'amplitude des vitesses de propa
gation des ondes sismiques à l'intérieur du globe terrestre ave c, soit des ralentissements, soitdes accélérations. Ces variations révèlent des différences de température et de composition
chimique du manteau ; elles sont à la base de la convection mantelliq ue. Lorsque la vitesse est ralentie, on parle d'anomalie négative avec une valeur par exemple de - 3 %. La zone est alors colorée en couleurs chaudes : rouge, orange; il s'agit d' un manteau " chaud». Lorsque la
vitesse des ondes augmente, celles ci traversent une zone d'anomalie positive avec une valeur par exemple de + 3 % la zone est alors colorée par des couleurs froid es : bleu ; il s'agit d'un manteau "froid». La tomographie sismique révèle une hété rogénéité du manteau. Ainsi au niveau des dorsales et des points chauds : la vitesse est plus lente à cause d'un manteau chaud, donc moins dense et par conséquent ascendant. En revanche dans une zone de subduction, la vitesse est plus forte, le manteau est plus froid donc plus dense et par conséquent descendant.MATÉRIEL UTILISÉ PAR GROUPE
- Logiciel AUDACITY (gratuit) - Un percuteur - Deux capteurs piézométriques - Deux barres d'argile naturelle de plus de 30 cm de long par groupe PROTOCOLE POUR LE RECUEIL DES DONNÉES DES CAPTEURS - Vérifier que les capteurs sont bien branchés sur la fiche rose (micro) derrière ou devant l'unité centrale de l'ordinateur. - Lancer le logicielAudacity
- Sur la fenêtre qui s'ouvre, valider parOK " Entrée micro »
- Puis vérifier avant de valider par OK que " panneau arrière ou devant» et "
entrée micro (microphone)» en rouge-rose sont sélectionnés.
- Dans menu Édition , descendre dans préférences - Choisir l'onglet " E/S audio ». - Sélectionner dans l'encadré enregistrement : le périphérique Microphone et les canauxTomographie sismique au niveau d'une partie de la dorsale atlantique03a-FV-3-2016.indd 7330/09/16 17:23
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" 2 (stéréo) » , puis OK - Aller dans Affichage, descendre sur choix du format et choisir sec (seconde). - Préparer l'expérience en plaçant correctement les capt eurs droit et gauche sur la barre d'argileENREGISTREMENT
Cliquer sur le bouton rouge :
enregistrerFaire l'acquisition en tapant 1 coup avec
le percuteur en bois sur le bout gauche de la barre.Appuyer sur le bouton jaune STOP très
rapidementSur les pistes enregistrées, sélectionner
pour couper devant et après le pic avec l'icône ciseauxZoomer avec l'icône
loupe +Renouveler ces 2 dernières étapes plu
sieurs fois jusqu'à obtention de l'amorce des pics. On peut recentrer le pic après un zoom en appuyant sur l'icône loupe le plus à droite. Le décalage en seconde des deux pics se voit en sélectionnant l'écart des deux pistes avec la
souris et en regardant la valeur sur le bandeau du bas (voir flèch e et ovale rouge sur la figure ci dessus). Les enregistrements des deux capteurs sont superposés ; il faut trouv er sur les enregistre ments, le moment où l'onde débute, puis mesurer le temps de dé calage entre les deux débuts de montée de courbes. Pour la partie expérimentale, on utilise une barre d'argile mise au congélateur et une barre d'argile à la température ambiante. L'utilisation de barres de granite ou de grès donne des résultats ambigus. Les capteurs piézométriques sont distants de30 cm environ.
On démarre d'abord l'enregistrement numérique, puis on ré alise l'acquisition en frappant la barre avec le percuteur sur l'extrémité gauche.Capteurs sur la barre d'argile
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RÉSULTATS
Pour la barre d'argile naturelle sortie du congélateur, le temps nécessaire au parcours des 30 cm est de 0,000193 sec ; par contre pour la barre d'argile à température ambiante, le temps nécessaire au parcours des 30 cm est de 0,00147 sec, soit un temps se pt fois plus long. La vitesse rapide dans la barre venant du froid indique une anomalie pos itive (en bleu) ; la vitesse plus lente dans la barre à température ambiante indique un e anomalie négative (en rouge). Gilbert Gisclard : professeur de SVT, lycée Fabert Metz, ggisclard@yahoo.fr Carine Robach : préparatrice au lycée Fabert de Metz, pour le prot ocoleCarine.Robach@ac-nancy-metz.fr
Barre d'argile sortie du congélateurTemps entre les 2 capteurs ; barre sortie du congélateur : 0,000193 sec
Barre d'argile à température ordinaireTemps entre les 2 capteurs ; barre d'ar-gile à température ambiante : 0,00147 sec
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