[PDF] I - Caractérisation du mouvement sismique NOTIONS DE SISMOLOGIE

STU S3 module M12 Tectonique analytique 2eme partie

Filière « sciences de la terre et de l’univers » (STU) Faculté des Sciences de Rabat Semestre 3 Module M 12 « tectonique » COURS DE TECTONIQUE ANALYTIQUE 2ème partie LES DEFORMATIONS DUCTILES (Christian Hoepffner) Pli anticlinal Ordovicien de l’Anti-Atlas (Foum Icht)

4 - Tectonique

PO IC - Géologie de l'ingénieur La tectonique D Echelles d'études • spatiales:- tectonique analytique, au niveau microstructural - mégatectonique, au niveau d'un massif - géotectonique ou tectonique globale, au niveau des plaques • temporelles: - déformations à l'échelle des temps géologiques - déformations à l'échelle de la

Tectonique analytiqu eet quantitativ de u Bassin de Lodève

cours de démantèlement) devai, largement s'ouvrit aru sud, sud-es ett est ; la déformation a dû se concentre progressivemenr àt l'aplomb de discontinuités hercynienne à tardi-hercyniennes majeures dsu socle à l'origine de l'arc tectonique Salasc-Liausson-Rabieux-Arbora se pros-

I - Caractérisation du mouvement sismique NOTIONS DE SISMOLOGIE

Tectonique étude des déformations de l'écorce terrestre et des structures qui en résultent Echelles d'études • spatiales : - tectonique analytique, au niveau microstructural - mégatectonique, au niveau d'un massif - géotectonique ou tectonique globale, au niveau des plaques • temporelles : - déformations à l'échelle des temps

EMPLOI DU TEMPS

Cours-TD Physique appliqué aux sciences de la Terre Salle G1 Cours-TD Statistiques Salle G1 Mardi Cours-TD Tectonique analytique Salle G1 Cours-TD Tectonique globale

COURS 13 : MECANISMES PHYSIQUES DE LA DEFORMATION

Cours 13 Mécanismes physiques de la déformation 3 les angles de valence, ou sous forme de chaleur avec une diminution de l’entropie du système i e une augmentation de l’ordre Cette étude thermodynamique amène à considérer deux cas limites : le cristal idéal et l’élastomère Dans le

EMPLOI DU TEMPS

Tectonique analytique Salle G1 Cours-TD Physique appliqué aux sciences de la Terre Salle G1 Cours-TD Statistiques Salle G1 Mercredi Jeudi Cours-TD Pétrologie

Etude des relations entre diagenèse et tectonique

Le travail sera basé sur une approche analytique multi-méthodes destinée à caractériser l’état diagénétique des sédiments, leur histoire pression-température et l’évolution des interactions fluide-roche au cours de celle-ci L’étude concernera une sélection de sites affectés par un enfouissement différent

Les gisements Cu-Au de Gongondy, Dienemera - tectoniquenet

1 Notice analytique Master 2 GPRE Spécialité Matières Premières Minérales UHP-INPL Nancy Elodie LE MIGNOT Titre : Les gisements Cu-Au de Gongondy, Dienemera et Mont Biri dans le district de Gaoua

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Révision : 17 novembre 2011

1. Mécanisme de formation d"un séisme

2. Ondes sismiques et mouvement du sol

3. Magnitude et intensité

0 - La notion de risques, les risques naturels,

les séismes, la sismologie

III - Règles parasismiques françaises

1. Prise en compte du risque sismique à l"échelle régionale

2. Définition de l"action sismique sur un ouvrage

II - Risque sismique

1. Aléa sismique

2. Effet de site - amplification locale du mouvement sismique

3. Effets induits dans les sols et les roches

a) Déplacements irréversibles sur la faille b) Liquéfaction c) Mouvements de terrain

4. Microzonage sismique

1. Mécanisme de formation d"un séisme

2. Ondes sismiques et mouvement du sol

3. Magnitude et intensité

1. Mécanisme de formation d"un séisme

?Echelles d"études

•spatiales:- tectonique analytique, au niveau microstructural- mégatectonique, au niveau d"un massif- géotectonique ou tectonique globale, au niveau des plaques

?Distinction selon le type de déformation et d"endommagement •tectonique cassante:- failles, cassures...

Depuis 250 Ma

- Los Angeles, situé sur la Plaque Pacifique se retrouve à là la même latitude que San Francisco!

- La Méditerranée Orientale se ferme progressivement, - La Turquie est expulsée vers l"Ouest par l"Arabie qui poinçonne l"Europe Centrale. - La collision Inde-Asie se poursuit.

- L"Australie, pour le moment sur la même plaque que l"Inde, va peut être rentrer en collision avec

les îles de la Sonde.

Le futur ?

?Pourquoi les plaques se déplacent-elles ?

Plaques lithosphériques

5% 15%

75%Zones divergentes

Zones convergentes

Zones de décrochement

Dissipation de l"énergie sismique de la planète {9L{a9{ {...t9wCL/L9[{ inclinaison

Fig. La carte montre la progression

de la plaque indienne au cours des

70 millions d"années passés.Fig. Illustration du déplacement d"un point

théorique pendant la surrection du massif himalayen.

Plis ou plissements

direction d"une couche pendage d"une couche ?Formation des plis

Failles

distension ?Trois mouvements possibles coulissement horizontal coulissement vertical aaaa bbbb gggg bb gga a ?Vocabulaire lié aux failles à jeu vertical ?Failles normales ?Failles listriques

Landers, CA 1992?Failles transformante

- F2 plus jeune que 1 et 2 et plus ancienne que 3 - F1 plus récente que F2 exemple : faille du tunnel de Toulon, qui a entraîné un éboulement lors du percement du tunnel?Importance des failles en génie civil hwLDLb9 5͸...b9 C!L[[9 twhDw9{{Lhb w9/...ww9b/9

1. Mécanisme de formation d"un séisme

2. Ondes sismiques et mouvement du sol

3. Magnitude et intensité

2. Ondes sismiques et mouvement du sol

Animation

w

Animation

?Propagation des séismes • propagation des ondes : trajectoire ?Propagation des séismes • propagation des ondes : trajectoire

Ondes L et R

- gamme des " basses fréquences» (< 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 » (> 1 hertz) - dangereuses pour diverses catégories de bâtiments bas

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) 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 l"Institut National des Sciences de l"Univers (INSU/CNRS) le ministère des Affaires étrangères et l"Institut 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 d"une station multiparamètre (gravimètre, station sismologique de large bande spectrale, inclinomètres et antenne G.P.S. de positionnement par satellite) ?Détection des séismes • stations réparties 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 d"enregistrement de 2000 Km, l"onde P mettra

4,5 min et l"onde S mettra 7,5 min = décalage de 3 min

Dans l"exemple, distance correspondant à un décalage de 6 min = 5000 Km

La méthode des cercles

Pour une station:

temps d"arrivée de l"onde P: t p= t0+ (d/Vp) temps d"arrivée de l"onde S: t s= t0+ (d/Vs) Différence entre les deux relations précédentes : t s- tp= d · (1/Vs- 1/Vp) On connaît les vitesses des ondes P et S dans la croûte et on admet que : (1/V s- 1/Vp) = 1/8

D"où :

d = 8 * (ts- tp) On établit des abaques et on obtient directement d en fonction de (t s- tp) Le séisme se trouve sur le périmètre d"un cercle de rayon d1centré sur une première station d"enregistrement d1La triangulation

Avec une seconde station, on détermine la

distance (d2)séparant cette station de l"épicentre du séisme

Les deux points d"intersection des deux cercles

définissent les deux localisations possibles de l"épicentre du séisme enregistré d1 d2 Avec une troisième station, détermination de la distance (d3)séparant cette station de l"épicentre du séisme

Un seul point d "intersection possible entre les

trois cercles définit la position précisede l "épicentre du séisme enregistréd3 d2 d1

1. Mécanisme de formation d"un séisme

2. Ondes sismiques et mouvement du sol

3. Magnitude et intensité

3. Magnitude et intensité

?Durée des séismes • secousse principale suivie de répliques

110100

5.5 6 6.5 7 7.5 8

Magnitude

Seconds

?Intensité des séismes • échelle Mercalli (1902) et MSK (1964)

• échelle de Richter (1935)- intensité sur une échelle de I à XII- basée sur les dégâts causés

et la perception qu"a eu la population du séisme - magnitude d"un séisme, calculée à partir de la quantité d"énergie dégagée au foyer - échelle logarithmique ouverte

Magnitude locale

)(logD+=FT AMm Lm

A : amplitude en microns

T : période en secondes

F(D) : terme empirique = amortissement du signal sismique en fonction de la distance Det de la profondeur

ķĻ L Ġ -LL

Perception à l"intérieur

Enregistrement par les sismomètres

Perception à l"extérieur

Quelques dommages

Dommages légers aux

" bonnes constructions » destruction des " mauvaises »

Dommages considérables

Modification des paysages

DegréDégâts observés

I Seuls les sismographes très sensibles enregistrent les vibrations. II Secousses à peine perceptibles; quelques personnes au repos ressentent le séisme. III Vibrations comparables à celles provoquées par le passage d"un petit camion. IV Vibrations comparables à celles provoquées par le passage d"un gros camion. V Séisme ressenti en plein air. Les dormeurs se réveillent.

VI Les meubles sont déplacés

(aN=0.10 g). VII Quelques lézardes apparaissent dans les édifices (aN=0.15 g).

VIII Les cheminées des maisons tombent

(aN=0.20 g à 0,30 g). IX Les maisons s"écroulent. Les canalisations souterraines sont cassées (aN=0.40g). X Destruction des ponts et des digues. Les rails de chemin de fer sont tordus. XI Les constructions les plus solides sont détruites. Grands éboulements.

XII Les villes sont rasées. Bouleversements importants de la topographie. Crevasses visibles à la surface.

Description Magnitude EffetsFréquence

(sur la Terre) Micro<1,9Micro tremblement de terre, non ressenti.8 000 par jour

Très mineur2,0 à 2,9Généralement non ressenti mais détecté/enregistré.1 000 par jour

Mineur3,0 à 3,9Souvent ressenti mais causant rarement des dommages.49 000 par an

Léger4,0 à 4,9

Secousses notables d"objets à l"intérieur des maisons, bruits d"entrechoquement. Dommages importants peu communs.

6 200 par an

Modéré5,0 à 5,9

Peut causer des dommages majeurs à des édifices mal conçus dans des zones restreintes. Cause de légers dommages aux édifices bien construits.

800 par an

Fort6,0 à 6,9Peut être destructeur dans des zones allant jusqu"à

180 kilomètres à la ronde si elles sont peuplées.120 par an

Majeur7,0 à 7,9Peut provoquer des dommages modérés à sévères dans des zones plus vastes.18 par an

Important8,0 à 8,9Peut causer des dommages sérieux dans des zones à des centaines de kilomètres à la ronde.1 par an Dévastateur9,0 et plusDévaste des zones de plusieurs milliers de kilomètres

à la ronde.1 tous les 6 ans

environ

Modèle élémentaire de faille

La

Richter

MAGNITUDELONGUEUR

CARACTERISTIQUE

DE LA RUPTUREDEPLACEMENT

SUR LE PLAN DE

RUPTUREDUREE DE

LA

RUPTUREENERGIE

RELATIVE

LIBEREE

9 800 km 8 m 250 s 36 000 000 × E

8 250 km 5 m 85 s 1 100 000 × E

7 50 km 1 m 15 s 33 000 × E

6 10 km 20 cm 3 s 1 000 × E

5 3 km 5 cm 1 s 33 × E

4 1 km 2 cm 0.3 s E~10

4MJ

Longueur Type de séisme

1000 km Les magnitudes les plus fortes jamais

enregistrées (>9) :

Chili (23 mai 1960)

Alaska (28 mars 1964)

100 km Magnitude 8 : nombreuses victimes

10 km Magnitude6 : dégâts localisés

1 km Magnitude 4 : ressentis localement

0.1 km Microséismes imperceptibles

• on ne sait pas prévoir à coup sûr la date, le lieu et l"intensité d"un séisme • on peut dire qu"une zone réputée sismique est d"autant plus dangereuse qu"elle n"a pas subi d"événement sismique depuis longtemps • signes prémonitoires

• méthode VAN- la faille de San Andreas coulisse au sud de San Francisco de quelques mm par an de

manière continue - au nord, au contraire, son mouvement est bloqué depuis 1906 (énergie emmagasiné) - diminution de la résistivité des roches - variation du champ magnétique local - augmentation de la circulation des eaux souterraines, variation du niveau d"eau des puits et du débit des sources - activité sismique plus importante que le bruit de fond habituel - légères déformations de la surface du sol détectables par des inclinomètres - inquiétude des animaux peu de temps avant la secousse - basée sur la mesure des impulsions électriques qui se propagent dans le sol - réseau de stations réceptrices réparti sur toute la Grèce • éducation de la population • respect des normes de

construction- éviter de construire en zone de faille- en zone sismique, éviter de construire sur des terrains en

pente, sur des terrains meubles, alluvions en particulier, qui entrent en résonance - le béton est un bon matériau parasismique mais la structure elle-même doit être parasismique : chaînages raidisseurs,

éviter les corniches et balcons, etc.

Kobe, Japon 1995

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