Les séismes secouent régulièrement différentes parties du monde : des faibles secousses quotidiennes aux secousses clairement ressenties tous les ans. Tous ces tremblements de terre sont classées et mesures sur une échelle graduée en « magnitude ». À quoi correspond cette magnitude ?
Tout d’abord, quand un séisme se produit, il est nécessaire de quantifier l’intensité de ce séisme. Ceci permet aux autorités d’évaluer la situation afin de déployer des moyens appropriés. Cela permet également de savoir s’il y a un risque immédiat de tsunami ou même d’autres séismes « répliques » dans les heures ou jours qui vont arriver.
Il s’agit en fait de mettre un nombre sur l’énergie libérée par le tremblement de terre. La magnitude correspond alors à ça : plus la magnitude est élevée, plus l’énergie libérée est importante. La magnitude d’un séisme est un nombre sans unité.
Il y a plusieurs façons de la mesurer, plusieurs échelles.
L’échelle de Richter
L’échelle de Richter n’est plus utilisée.
Cette échelle était basée sur l’amplitude de déviation de l’aiguille de sismographe, mais il est possible que cette dernière sature, car l’aiguille n’a qu’une course limitée. Des mesures au delà de cette limite étaient donc impossibles.
De plus, la formule utilisé par Richter n’est physiquement pas homogène et ne marche que pour les séismes en Californie ; à cause de la nature du sol, la vitesse et l’angle de propagation des ondes sismiques, intégrés « en dur » dans les constantes de calibration de la formule.
Bien que le nom « Échelle de Richter » soit resté, le nombre que l’on entend aujourd’hui dans les médias est en fait calculé avec l’échelle de magnitude du moment.
L’échelle de magnitude du moment
L’échelle de magnitude du moment est plus précise et elle apporte plusieurs corrections par rapport à l’échelle de Richter :
- elle marche partout sur Terre ;
- elle tient compte de la nature de la roche ;
- elle prend en compte du type d’ondes sismique (transversale, longitudinales…)
- elle intègre l’observation des déplacements de terrain
Les deux échelles ont un point commun : ce sont des échelles logarithmiques.
Passer d’une magnitude à une autre multiplie l’intensité réelle du séisme. Ainsi, une augmentation de 1 dans la magnitude correspond à une multiplication par 31,6 de l’énergie libérée ! L’amplitude des secousses est, elle, multipliée par 10.
Il en découle que la l’énergie libérée par un séisme de magnitude 9 est 31 554 fois plus importante qu’un séisme de magnitude 6.
Dans l’autre sens, pour un séisme deux fois plus puissant qu’un autre, la magnitude est seulement 0,2 points au dessus. Un séisme de 7,2 peut donc faire le double de dégâts qu’un séisme de 7,0.
Qu’est-ce que ça veut dire ?
La « magnitude du moment » n’est pas parlant. Explicitons tout ça.
Lorsque l’on a une force, n’importe laquelle, son « moment » quantifie son aptitude a produire un mouvement. Par exemple, si je pousse une porte en appuyant juste à côté des gonds, le moment sera beaucoup plus faible que si j’appuie sur la poignée. En effet, plus on est loin de l’axe de rotation de la porte (donc des gonds), plus la pousser est facile, même si la force appliquée est la même.
Pour le séisme, le moment se détermine par le déplacement de roche au niveau de la faille sismique : c’est donc le déplacement du sol à proprement parler qui est mesurée, et c’est la grandeur que détectent les sismographes. La force est celle déployée par la libération de l’énergie dans le sol, des tensions dans la croûte terrestre.
Le moment sismique, comme on le nomme, dépend alors :
- du déplacement effectif du sol (donc au niveau de la faille)
- la surface sur laquelle le déplacement a eu lieu (on peut le voir comme la longueur de la faille multipliée par sa profondeur)
- la rigidité du milieu (deux séismes identiques n’ont pas les mêmes effets selon la nature du sol).
La magnitude du moment, c’est un calcul logarithmique sur ce moment sismique, afin de lui donner un chiffre plus « humain ». Une magnitude n’a rien de physique : c’est simplement pour nous aider. C’est une grandeur sans unité, alors que le moment sismique seul a l’unité du newton-mètre (noté N⋅m), soit le même que celui d’un couple d’une force (par exemple un couple de serrage).
(Cet article a initialement été publié sur Le Hollandais Volant. J’ai décidé de le déplacer ici)
