Dégâts causés par un tremblement de terre. © Angelo Giordano, Pixabay
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Échelle de Richter et magnitude : attention à ne pas tout confondre

Question/RéponseClassé sous :tremblement de terre , Géologie , sismologie
 

Échelle de Richter, magnitude, intensité... autant de termes utilisés régulièrement dans les médias pour décrire la force d'un séisme. Mais que représentent ces différents termes ? Sont-ils équivalents ? La réponse est non et ils sont malheureusement encore trop souvent utilisés de façon erronée.

Un séisme se traduit par la rupture d'un plan de faille en profondeur suivi d'un mouvement relatif entre les deux compartiments de roche. Cet événement est associé à la libération brutale d'énergie élastique sous forme d'ondes mécaniques, qui vont se propager dans toutes les directions.

Comment est enregistrée l’arrivée des ondes sismiques ?

En atteignant la surface, les ondes sismiques vont provoquer une secousse, un tremblement de terre. La quantité de mouvement du sol peut être mesurée et enregistrée grâce à des instruments, les sismomètres. Le principe du sismomètre est relativement simple et peut être ramené à un pendule possédant une forte inertie, relié à un socle solidaire du sol et accompagnant donc ses mouvements. Lors du passage des ondes sismiques, le support se déplace tandis que le pendule tend à rester immobile du fait de son inertie. Le mouvement relatif entre le pendule et le socle est alors enregistré par différents procédés qui ont évolué au cours du temps : stylet-rouleau enregistreur, photographique, magnétique, électrique ou désormais numérique sur disque dur. Le temps est enregistré en simultané.

Exemple de sismomètre. © Yamaguchi先生, Wikimedia commons

Les sismomètres modernes ne possèdent plus de pendule mais le principe reste le même. Ils se basent sur les mouvements d'un cylindre aimanté se déplaçant autour d'une bobine électrique créant un courant électrique. Une station sismique actuelle est composée de trois sismomètres afin d'enregistrer les trois composantes du déplacement du sol (x, y et z) : deux enregistrent les mouvements horizontaux (nord-sud et est-ouest) et le troisième les mouvements verticaux. L'enregistrement de ces trois composantes permet de visualiser l'arrivée des différents types d'ondes sismiques et d'avoir un maximum d'information concernant le séisme.

Classification des séismes : échelle d’intensité, échelle de Richter et magnitude de moment

La notion de classification des séismes suivant l'énergie libérée lors de la rupture est apparue au siècle dernier. D'abord basée sur le ressenti de la population et les dégâts observés (échelle d'intensité MSK comportant 12 degrés par exemple), l'évaluation de l'énergie libérée lors d'un séisme a ensuite été instrumentale. En 1935, Richter propose une échelle de magnitude simple basée sur le logarithme décimal de l'amplitude maximale de l'oscillation d'un sismomètre standard qui serait placé à 100 kilomètres de l'épicentre. Cette échelle représente une mesure de l'amplitude des ondes S à des distances faibles de l'épicentre. Elle a été mise au point en particulier pour les séismes californiens et est très dépendante du type d'instrument utilisé. En conséquence, elle n'est valable que pour des séismes proches et superficiels, ayant une profondeur inférieure à 30 kilomètres et nécessite d'être adaptée pour être utilisée dans d'autres régions. On parle alors de magnitude locale de Richter, noté ML.

Malgré ses défauts, cette magnitude locale de Richter (ML) représente cependant une avancée majeure par rapport aux échelles d'intensité basées sur l'observation des dégâts. En effet, la magnitude reflète l'énergie libérée lors d'un séisme, indépendamment de sa profondeur, de la distance à la source ou des dégâts subis.

Dégâts causés par un tremblement de terre. © Angelo Giordano, Pixabay

Pourtant, l'échelle de Richter n'est pas adaptée à de très forts séismes. Une nouvelle échelle de magnitude a ainsi été plus récemment définie : la magnitude de moment (Mw), se basant sur le moment sismique, qui représente de façon plus adéquate l'intensité de la source sismique. De plus, le calcul de cette magnitude est non dépendant de l'instrumentation utilisée ni de sa localisation. Cette magnitude de moment est désormais utilisée quasi exclusivement par les sismologues pour classifier les séismes suivant la quantité d'énergie libérée.

Le moment sismique utilisé dans le calcul de Mw dépend directement des caractéristiques de la rupture et notamment de la taille de la faille. Il est donc très représentatif du processus physique ayant lieu au moment de la rupture.

Attention à ne pas tout confondre

Les médias ont tendance à employer de façon abusive et à tort le terme « d'échelle de Richter » en citant par la suite une valeur transmise par les scientifiques représentant en réalité la magnitude de moment. Une telle association est totalement erronée, la magnitude locale de Richter et la magnitude de moment étant calculée suivant deux équations différentes, qui engendrent de fait des valeurs différentes.

Dans la littérature, il est également possible de rencontrer les termes « magnitude mb » ou « magnitude Ms ». Il s'agit de calculs de magnitude dérivés de la magnitude locale de Richter dans le but de pallier le défaut de cette échelle concernant l'occurrence de séismes lointains. La magnitude mb est ainsi calculée à partir des ondes P ou S, et la magnitude Ms à partir des ondes de surface. Cependant, toutes ces échelles rencontrent des problèmes de saturation pour l'estimation des magnitudes de très forts tremblements de terre. Toute mesure de magnitude avec mb commence en effet à être sous-estimée à partir de 4,6. Avec Ms, la magnitude est sous-estimée pour des séismes de magnitude supérieure à 7,2. Seule la magnitude de moment permet de pallier ces problèmes.

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