4ème / Le risque sismique

4ème

Thème 1 : La planète Terre, l'environnement et l'action humaine

Mme Filippini - SVT - Cycle 4

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Chapitre 1 : Le risque sismique

Sommaire des activités

Le séisme en Italie du 24 août 2016

Activité 1

Les humains face au risque sismique

Activité 2

L’origine des séismes

Activité 3

La propagation des ondes sismiques

Activité 4

Exercice en ligne

7 ans après le tremblement de terre (Magnitude 6.3) qui avait durement touché la ville d’Aquila, le centre de l’Italie connait une série de puissantes secousses. Elles ont débuté le 24 août 2016 avec un séisme de magnitude 6.2, puis en octobre 2016 avec plusieurs tremblements de terre dont un de magnitude 6.6, toujours dans la même région. Le bilan humain et les dégâts sont importants.

Vidéo à regarder

I - Les manifestations des séismes et les risques

A - Les effets des séismes

Activité 1 : Le séisme en Italie du 24 août 2016

Activité 1 - Le séisme en Italie du 24 août 2016

On cherche à savoir quelles sont les conséquences d’un séisme

Document 1 : Informations générales concernant le séisme du 24 août 2016 en Italie En avril 2009, un fort séisme avait frappé la région montagneuse d’Italie, tuant plus de 300 personnes dans la région d’Aquila (72 000 habitants). Le 24 août 2016, vers 3h36, heure locale, à seulement 45 km d’Aquila, un tremblement de terre de magnitude 6.2 est survenu où les habitants ont ressenti la secousse pendant plus de 2 minutes, une éternité lorsque l’on subit un tremblement de terre.

Document 2 : Carte de l’intensité du séisme du 26 août 2016 en Italie

Document 3 : Carte de la localisation du séisme en Italie le 24 août 2016

Source : USGS / AFP

Document 4 : Un bilan humain lourd Malgré la faible densité de population de la région, les victimes et les dégâts sont lourds : environ 297 morts et 387 blessés. Ceci s’explique par la conjonction de plusieurs facteurs : - Une magnitude forte (6.2) et une durée notables (142 secondes à Accumoli) ; - L’heure de survenue du séisme : 3h36, donc au beau milieu de la nuit, alors que les habitants dormaient chez eux ; - Un foyer situé à seulement 8km de profondeur selon Geoscope ; - Un bâti ancien typique des villes et villages du centre de l’Italie, particulièrement vulnérable aux secousses sismiques. La moitié des victimes est à déplorer dans les petites villes d’Amatrice et d’Accumoli, près de l’épicentre du séisme.

Document 5 : L’Italie entre la plaque tectonique africaine et européenne

Document 6 : « L’étirement » de la chaîne de montagnes des Apennins Selon Bernard Pascal, sismologue à l’institut de physique du globe de Paris, cité par le quotidien Le Monde, ce séisme a été provoqué par « l’étirement » de la chaîne de montagnes des Apennins : « Il s’agit d’un séisme typique de la région. Toute la chaîne de montagnes des Apennins, qui parcourt sur mille kilomètres l’Italie du nord au sud est en train de s’étirer. Les Apennins se fracturent sur de grandes failles qui permettent cet étalement ». Selon ce spécialiste, « ce sont les mêmes causes qui avaient provoqué le séisme très meurtrier de 2009 à l’Aquila ».

Document 7 : Mercalli et Richter : 2 échelles pour mesurer les dégâts et l’énergie libérer lors du séisme

Source : canoe.ca

Bilan

Un séisme ou tremblement de terre est un évènement bref et localisé qui correspond à des vibrations à l’origine de modifications du paysage en quelques secondes avec des conséquences matérielles et humaines pour les plus violents.

Définitions

Séisme : tremblement de terre résultant de la libération brusque d'énergie accumulée par les forces exercées sur les roches.Intensité : évalue sur une échelle de I à XII les dégâts d’un séisme. Magnitude : grandeur mesurant l'énergie libérée lors d'un séisme, Elle est mesurée par l’échelle ouverte de Richter (de 1 à 9). Echelle de Mercalli : échelle qui évalue l’intensité d’un séisme à partir des effets sur l’Homme, les objets, l’environnement et les bâtiments (graduée de 1 à 12). Épicentre : Point à la surface de la Terre où le séisme est le plus fortement ressenti. Foyer : lieu en profondeur où se produit la rupture, à partir duquel se propagent les ondes sismiques

Exercice : Localiser l'épicentre d'un séisme

Exercices en ligne

B - Le risque sismique

Activité 2 : Les humains face au risque sismique

Activité 2 - Les humains face au risque sismique

On cherche à savoir comment on définit un risque sismique et comment on s'en protège

Document 1 : Définition du risque sismique Pour définir le risque sismique d’une région, on doit prendre en considération l’aléa sismique (c’est-à-dire la probabilité qu’un séisme s’y produise) mais aussi l’enjeu sismique (c’est-à-dire l’importance des pertes humaines et des dégâts matériels qui pourraient être provoqués lors d’un séisme. RISQUE SISMIQUE = ALEA SISMIQUE + ENJEU SISMIQUE

Document 2 : La ville de Banda Aceh (province de Aceh), en Indonésie, après le tsunami du 26 décembre 2004 Le 26 décembre 2004 , le plus puissant des tsunamis jamais connu balaie les côtes de l’océan Indien. Certaines vagues atteignent 35 mètres de haut ! Le bilan humain s’établit à 230 000 morts dont 168 000 pour la seule province d’Aceh.

Source : Hatier, SVT, Cycle 4, 2017

Document 3 : La formation d’un tsunami

Source : Hatier, SVT, Cycle 4, 2017

Vidéo à regarder

Document 4 : Les tsunamis, des aléas fréquents Les tsunamis sont des phénomènes courants. Cependant, la plupart ne sont pas destructeurs car ils affectent des littoraux non habités ou bien leurs vagues sont de faible ampleur. Seuls 10% des tsunamis provoquent des dégâts. Entre 1835 et 1996, l’Indonésie fut frappée par 10 tsunamis violents d’origine sismique, le plus meurtrier datant de 1881, avec environ 5 000 victimes. Plus récemment, en 1992, un tsunami dont les vagues atteignaient 26 mètres provoqua la mort de 1 960 personnes.

Source : Hatier, SVT, Cycle 4, 2017

Document 5 : Carte de la densité de population dans la province d’Aceh, en Indonésie

Source : Hatier, SVT, Cycle 4, 2017

Document 6 : Une population plus ou moins vulnérable face au tsunami Dans la province d’Aceh, l’attractivité des villes côtières et des problèmes politiques dans l’arrière-pays ont conduit une partie importante de la population des montagnes à s’installer sur le littoral. N’ayant pas de culture de la mer, cette population n’a pas reconnu le signe précurseur du tsunami, le recul rapide de la mer. Au lieu de s’enfuir, ces personnes sont allées chercher les crustacés et les poissons que la mer avait laissés lors de son retrait. Certaines îles voisines, également touchées par le tsunami, ont déploré beaucoup moins de victimes, car leurs populations traditionnelles de pêcheurs ont su adopter les bons réflexes : les personnes sur l’île se sont réfugiées sur les hauteurs dès le retrait de la mer.

Source : Hatier, SVT, Cycle 4, 2017

Document 7 : Prévenir les tsunamis Dès 2005, un systèmes de prévention des tsunamis a été mis en place dans l’océan Indien. Il comprend de nombreuses bouées capables de mesurer la hauteur des vagues de l’océan en temps réel. En cas de tsunami, un centre d’alerte peut prévenir la population.

Vidéo à regarder

Source : Hatier, SVT, Cycle 4, 2017

Vidéo complémentaire à regarder

Bilan

Lorsqu’un fort séisme a lieu dans l’océan, il peut créer une onde très rapide (700km/h). Arrivée sur le littoral, l’onde est freinée brutalement provoquant une vague gigantesque appelée tsunami. Pour évaluer le risque sismique d'une région, on étudie l'histoire géologique de celle-ci (séismes historiques) et l'occupation humaine (population, construction). Un séisme est dangereux lorsque la magnitude est importante et l'épicentre au coeur de la zone peuplée. Dans les zones fortement sismiques, les pouvoirs publics instaurent des constructions parasismiques, empêchent la construction d'usines dangereuses, puis forment les populations aux gestes qui sauvent.

Définitions

Aléa sismique : possibilité qu'un séisme se produise dans une région donnée. Enjeu sismique : ensemble des personnes et des biens vulnérables à la survenue d'un séisme dans une zone. Risque sismique : combinaison de l'aléa sismique et de l'enjeu sismique . Construction parasismique : construction capable de résister aux séismes. Elle répond aux normes parasismiques.

Exercices en ligne

II - L'origine d'un séisme et sa propagation

A - L'origine d'un séisme

Activité 3 : L'origine des séismes

Activité 3 - L'origine des séismes

On cherche à comprendre comment se forme un séisme

Matériel à disposition pour la modélisation d'un séisme

Plaque de polystyrène

Téléphone avec l'application vibration mètre

Scotch

Vidéo à regarder

Résultats obtenus après la modélisation avec le logiciel

Document 1 : Que se passe-t-il « sous terre » lors d’un séisme ? Les séismes se déclenchent dans des zones où les roches du sous-sol sont fracturée. Ces fractures sont appelées « failles ». Au niveau de ces failles, les roches sont soumises à des contraintes permanentes qui les étirent ou les compriment. Dans un premier temps, les roches accumulent de l’énergie sous l’effet de ces contraintes, mais elles ne se déforment pas et ne se déplacent pas. Au bout d’un moment, l’énergie accumulée est libérée : les roches glissent brusquement les unes contre les autres au niveau de la faille. Cela se traduit par l’émission d’ondes sismiques qui se propagent dans toutes les directions. Certaines de ces ondes gagnent la surface où elles mettent le sol en mouvement.

Source : Ed Belin Education, SVT cycle 4, 2017

Schéma bilan à compléter

Vidéo à regarder

Exercice en ligne

Bilan

Les séismes se déclenchent dans des zones où le sous-sol présente des fractures appelées failles. Au niveau de ces failles, les roches accumulent de l’énergie sous l’effet de forces, de contraintes. Quand les roches ne résistent plus à ces contraintes, elles cassent : l’énergie est libérée, les roches glissent les unes contre les autres. Des ondes sismiques (vibrations) sont émises. Elles se propagent à partir du foyer, dans toutes les directions : c’est le séisme.

Définitions

Contraintes : forces appliquées sur les roches et qui peuvent provoquer leur rupture. Failles : fracture dans une roche séparant deux blocs rocheux.

B - La propagation des ondes sismiques

Activité 4 : La propagation des ondes sismiques

Activité 4 - La propagation des ondes sismiques

On cherche à comprendre comment se propagent les ondes sismiques

Document 1 : Les sismographes, instruments de mesure des vibrations du sol

Document 2 : Enregistrements du séisme de Châtelaillon-Plage (Charente-Maritime) ayant eu lieu le 28 avril 2016 à 8h47 par les sismographes des stations MFF, RJF et LMR.

Document 3 : Matériel à disposition pour modéliser la propagation des ondes sismiques

Pot contenant des perles de couleurs différentes

Bâton de colle

Feuille de cercles concentriques sur un support en carton

Document 4 : Protocole de modélisation 1- Placer le support en carton comme indiqué sur la paillasse ; 2- Poser des perles de couleurs sur chaque cercle concentrique (une couleur par cercle) en essayant de les placer à distances régulières les unes des autres ; 3- Donner un léger coup sur la feuille, à l’aide du bâton de colle, au niveau de la croix ; en veillant à ne pas toucher les perles ; 4- Observer le déplacement des perles de couleurs par rapport au lieu de l’impact.

Résultats obtenus après la modélisation de la propagation des ondes sismiques

Bilan

Les sismographes enregistrent les vibrations du sol lorsqu’un séisme a lieu. Ces vibrations sont des ondes sismiques qui se déplacent très rapidement et dans toutes les directions. Le point à la surface où les ondes sismiques sont les plus fortement ressenties est l'épicentre. Les ondes sismiques s'atténuent au fur et à mesure qu'elles s'éloignent de l'épicentre et en fonction de la nature des roches du sous-sol.

Définitions

Ondes sismiques : vibrations provoquées par la rupture au niveau du foyer. Sismographe : appareil qui enregistre l'heure, la durée et l'intensité d'un tremblement de terre. Sismogramme : enregistrement des ondes émises par un séisme. Sismomètre : appareil permettant d'enregistrer les séismes.

Schéma bilan de la partie B-

Exercice : La propagation des ondes sismiques

Le sismomètre

Le sismographe

Exercice : La propagation des ondes sismiques