Un séisme (tremblement de terre) est un ébranlement bref du sol dû à l’arrivée d’ondes élastiques appelées ondes sismiques transmises dans le globe à partir d’un point appelé foyer ou source ou hypocentre. On appelle épicentre le point de la surface du globe qui est à la verticale du foyer. C’est au niveau de l’épicentre que les secousses sont plus ressenties.

I. Quelles sont les manifestations d’un séisme ?

Les manifestations d'un séisme incluent des secousses ressenties à la surface de la Terre. Cela peut provoquer des tremblements de terre, des fissures dans le sol, ainsi que des dommages aux bâtiments et infrastructures. Parfois, des tsunamis peuvent aussi se produire si le séisme a lieu sous l'océan. Quant aux conséquences, elles sont désastreuses : menaces sur les populations qui vivent dans des régions sismiques (la mort) en détruisant des habitations, des édifices publics, des ponts, des barrages ou en déclenchant de catastrophiques glissements de terrains.

Magnitude et intensité d’un séisme

Il est important de ne pas confondre la magnitude et l’intensité d’un séisme.

  • La magnitude détermine la puissance d’un séisme. Elle se calcule, sur l’échelle de Richter, à partir des différents types d’ondes sismiques en tenant compte de divers paramètres comme la distance à l’épicentre ou la profondeur du foyer.

  • L'intensité indique, quant à elle, les dégâts d’un séisme à un endroit donné. L’échelle MSK, divisée en 12 degrés (en chiffre romain), indique l’intensité des effets ressentis et des destructions observées par l’homme en un lieu donné (effets sur les personnes, les objets, les mobiliers, les constructions, l’environnement). 

II. Enregistrement d’un séisme

Les séismes génèrent des ondes qui se propagent à partir du foyer à des vitesses variables selon les milieux. Le sismographe est l’instrument qui détecte et enregistre les ondes sismiques provoquées alors qu’un sismomètre ne fait que les détecter.

III. Caractéristiques des ondes sismiques

On distingue les ondes de volume (P et S) qui se propagent dans toutes les directions et traversent la terre, et les ondes de surface (L) qui circulent parallèlement à la surface terrestre.

  • Les ondes P (ou ondes primaires), d’amplitude modérée, sont des ondes de compression qui compriment les roches qu’elles traversent, provoquant un mouvement vertical du sol. Elles se propagent dans tous les milieux et sont les premières à s’inscrire sur les sismographes car elles sont les plus rapides. Elles donnent parfois lieu à des manifestations sonores (« coup de canon » pour un séisme profond à courte distance, « grondement sourd » à plus grande distance).

  • Les ondes S (ou ondes secondaires) arrivent après les ondes P : elles secouent les roches perpendiculaires au déplacement de l’onde à la manière d’un tamis. Elles ne se propagent pas dans les liquides.

  • Les ondes L : qui font rouler la surface du sol comme une vague sur l’océan. Elles arrivent en dernier, mais sont les plus dangereuses.

IV. Informations apportées par les ondes sismiques

La propagation des ondes sismiques fournit des informations sur la structure interne de la Terre. En étudiant la vitesse et la direction de ces ondes, les scientifiques peuvent déterminer la composition des différentes couches terrestres (croûte, manteau, noyau). Par exemple, les ondes P traversent les liquides, tandis que les ondes S ne les traversent pas, ce qui aide à localiser le noyau liquide de la Terre. Les variations dans la vitesse des ondes permettent également d'estimer la densité des matériaux traversés. En analysant ces données, on peut mieux comprendre la dynamique interne de la Terre.

V. Structure interne de la terre

Le globe terrestre, d’un rayon de 6370 km, renferme des enveloppes : la croûte terrestre, le manteau et le noyau. Ces diverses couches concentriques superposées, qui ont des densités croissantes avec la profondeur, ne sont pas composées des mêmes roches et ont des propriétés physiques différentes.

  • La croûte terrestre, solide, est de faible épaisseur (6-7 km sous les océans à plus de 50 km sous les continents).

  • Le manteau est divisé en manteau supérieur (comprise entre la discontinuité de Moho et 670 km de profondeur) et le manteau inférieur (de 670 km de profondeur à la limite avec le Noyau, à 2900 km de profondeur où se situe la discontinuité de Gutenberg). La partie supérieure, froide du Manteau supérieur, constitue avec la croûte terrestre la Lithosphère. La lithosphère est délimitée, grâce à la LVZ de l’asthénosphère, partie visqueuse du Manteau supérieur.

  • Le noyau, constitué à presque 90% de fer, est divisé par la discontinuité de Lehman (située à 5100 km) en noyau externe (liquide et très peu visqueux) et noyau interne, solide. 

VI. Origine d’un séisme

En profondeur, les roches sont soumises à des forces permanentes. Des tensions internes s’accumulent et entraînent la déformation de la roche. Lorsque les tensions deviennent trop fortes et dépassent le seuil de résistance des roches, celles-ci cassent, entraînant la libération soudaine d'énergie accumulée dans la croûte terrestre, généralement le long des failles où les plaques tectoniques se déplacent. Cette énergie se propage sous forme d'ondes sismiques, provoquant des vibrations à la surface de la Terre.

VII. Répartition des séismes

Les séismes sont principalement répartis le long des frontières des plaques tectoniques, où les plaques se déplacent les unes par rapport aux autres. Les zones les plus actives sont situées autour du « cercle de feu » dans l'océan Pacifique, ainsi que le long des failles transformantes, des dorsales médio-océaniques et des zones de subduction. Les séismes peuvent également survenir à l'intérieur des plaques, mais cela est moins fréquent.


VIII. Protection contre les séismes

La protection contre les séismes implique la construction de bâtiments résistants aux secousses (habitations parasismiques). Il est également essentiel d'informer et de préparer la population à adopter les bons gestes en cas de tremblement de terre.