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Un séisme se manifeste par une rupture le long d'un plan de faille et par la propagation d'ondes mécaniques. Cette manifestation se traduit par des secousses plus ou moins importantes du sol. Ainsi, lorsqu'un séisme est caractérisé, deux termes sont habituellement employés : magnitudemagnitude et intensité. Souvent confondus, ces deux mots font pourtant référence à deux types de mesures différentes.
Intensité d’un séisme
Lorsqu'un séisme survient, il est possible d'estimer la sévérité des secousses en un lieu précis en se basant sur l'observation des effets produits par ce séisme : ressenti humain et dégâts sur les biens et les infrastructures. L'estimation de ces effets dits « macrosismiques » définit ce que l'on appelle l'intensité d'un séisme.
Sur 12 degrés d’intensité
Une échelle d'intensité sismique a ainsi été établie afin de pouvoir caractériser et comparer les différents événements sismiques. Cette échelle repose sur une gradation du ressenti des secousses et des dégâts subis. Plusieurs échelles d'intensité se sont succédé au cours du dernier siècle. La dernière en date est l'échelle EMS98. Elle est recommandée pour évaluer l’intensité d’un séisme en Europe, mais également dans d’autres régions du globe.
Cette échelle comporte 12 degrés, identifiés par les chiffres romains I à XII. Le degré I définit l'intensité la plus faible, avec des secousses imperceptibles par la population et aucun dégât observé. À l'inverse, un séisme d'intensité XII est associé à des secousses catastrophiques, avec la destruction ou l'endommagement de quasiment toutes les structures situées sur le sol ou au sein du sous-sol.
Une valeur dépendante du lieu
L'intensité d'un séisme va donc fortement dépendre du lieu, de la nature du sous-sol et des potentiels effets de site, mais également de l'éloignement par rapport à l'épicentre. Le degré d'intensité d'un séisme est ainsi en général donné pour la zone épicentrale.
L'intensité d'un séisme ne peut être considérée que comme une estimation du fait qu'elle ne repose pas sur des paramètres physiquesphysiques mesurables. En France, le degré d'intensité d'un séisme est ainsi établi à partir des réponses données à la suite d'un questionnaire distribué aux habitants des zones impactées par un tremblement de terretremblement de terre.
Magnitude d’un séisme
L'intensité ne réfère donc pas aux mécanismes physiques à l'origine du tremblement de terre, contrairement à la notion de magnitude. De plus, si l'intensité dépend du lieu d'observation, la magnitude représente, quant à elle, une valeur intrinsèque du séisme qui ne dépend ni du lieu d'observation ni du témoignage de la population.
Une mesure de l’énergie libérée lors d’un séisme
La détermination de la magnitude repose donc sur la mesure de l'énergieénergie libérée par un séisme et transmise sous la forme d'ondes élastiquesondes élastiques. Cette mesure se réalise grâce à l'emploi de sismomètre. Le calcul de la magnitude s'effectue à partir de l'amplitude du signal enregistré par l'appareil. Théoriquement, il n'existe pas de valeur limite à la magnitude, mais en réalité, sa détermination se heurte à la sensibilité des sismomètres (pour les valeurs minimales) ou à leur saturation (pour les valeurs maximales). En outre, il semble tout de même exister une limite supérieure, qui serait liée à la capacité de résistancerésistance des roches de la croûte terrestre.
En effet, la magnitude est directement liée à la longueur de la rupture. Or, il semble exister une limite mécanique à la surface qu'il est possible de fracturer d'un seul coup. Au-delà d'une certaine surface, le déplacement se partitionne sur plusieurs failles, avec des surfaces de rupture plus petites. Le séisme de plus forte magnitude enregistré à ce jour est celui du Chili en 1960, avec une magnitude de 9,5 associée à une rupture ayant atteint plus de 1 000 kilomètres de long. Un record qui, s'il n'est pas imbattable, semble tout de même représenter une certaine limite en lien avec la résistance de l'écorce terrestre.
Magnitude de Richter et magnitude de moment
En fonction des situations, plusieurs échelles de magnitude peuvent être utilisées. Si on entend souvent parler de l'échelle de Richter, développée en 1935, celle-ci se destine surtout à la caractérisation de séismes proches et superficiels et est extrêmement dépendante du type d'instrument utilisé. Développée pour l'étude des séismes californiens, elle doit être adaptée pour être utilisée ailleurs dans le monde, où elle est alors référencée sous le terme de magnitude locale de Richter (ML).
Les médias s'intéressant le plus souvent aux gros événements sismiques, c'est alors la magnitude de moment (MW) qui est utilisée pour décrire le séisme. Cette magnitude est calculée en prenant en compte la rigiditérigidité des roches, le déplacement moyen sur la faille et la surface de rupture.
Il est également possible d'entendre parler de magnitude de duréedurée (MD), de magnitude d'ondes de surface (MS) et de magnitude d'ondes de volumevolume (MB).
On voit donc que magnitude et intensité sont deux notions distinctes qui ne doivent pas être confondues et entre lesquelles il n'existe pas de véritable relation. Il est ainsi possible d'observer des séismes ayant une même magnitude mais des intensités différentes, et inversement.
