Qu’est-ce qu’un sismographe ?
Un sismographe est un appareil mis au point pour enregistrer les secousses d’un tremblement de terre lorsqu’il se produit.
Le prototype aurait déjà existé en Chine il y a plus de 1 800 ans et est souvent considéré comme le plus ancien sismographe du monde. Les sismographes modernes auraient été inventés au Japon au début de la période Meiji (1868-1912) et de diverses améliorations ont été apportées depuis lors.
Un terme similaire à celui de sismomètre est celui d’intensimètre sismique, qui est un type de sismomètre. Outre la fonction d’un sismomètre, un intensimètre sismique a également pour fonction de calculer l’intensité sismique, et est donc nommé différemment d’un sismomètre.
Utilisations des sismographes
Les données mesurées par les sismographes sont utilisées pour diverses mesures de lutte contre les tremblements de terre.
Lorsqu’un tremblement de terre se produit, les données sont utilisées de diverses manières, notamment pour envoyer des alertes précoces en cas de danger, des informations sur l’intensité et l’épicentre du séisme et des prévisions de tsunami. Ces informations sont ensuite transmises au gouvernement national et à divers ministères et agences afin que l’aide nécessaire puisse être apportée rapidement.
Les sismographes sont également utilisés comme instruments d’observation de l’activité volcanique. Les sismographes sont installés à proximité des volcans pour observer les séismes volcaniques et les microtremblements de terre volcaniques.
Principe des sismographes
Les sismographes sont des instruments qui utilisent le principe du pendule.
1. Assurer un point d’inertie fixe
Les sismographes sont généralement installés à la surface du sol ou sous terre et se déplacent avec le sol lorsqu’il tremble. Ils ont donc besoin d’un point de référence qui ne bouge jamais par rapport au sol, appelé point fixe.
En supposant que le point d’appui du pendule est le sol, un stylo est placé à l’emplacement du poids et un rouleau de papier est placé à l’extrémité du stylo, qui est alimenté à une vitesse constante. Si le sol tremble rapidement, l’ensemble du dispositif tremble également, mais les poids restent immobiles dans l’espace en raison de la loi d’inertie, de sorte que le tremblement du sol est enregistré sur le rouleau de papier. Les secousses sismiques se produisent généralement dans toutes les directions, mais les secousses parallèles au mouvement du rouleau de papier alimenté sont difficiles à enregistrer. C’est pourquoi trois sismographes sont utilisés, chacun enregistrant trois composantes : nord-sud, est-ouest et haut-bas.
Récemment, des sismographes utilisant des bobines et des aimants au lieu de rouleaux de papier pour enregistrer le mouvement d’un pendule sous la forme d’un signal électrique ont également été utilisés.
2. Observation du déplacement, de la vitesse et de l’accélération
La relation entre la période naturelle du pendule et la période de l’oscillation est importante pour déterminer si le déplacement, la vitesse ou l’accélération du sol doivent être observés.
Le temps nécessaire pour que le poids revienne à sa position initiale lorsque le pendule oscille librement est appelé période propre. Si la période d’oscillation du sol est très courte par rapport à la période naturelle, le poids restera immobile. Si, au contraire, la période d’oscillation du sol est très longue par rapport à la période naturelle, le poids oscillera de la même manière que le sol. Si la période d’oscillation du sol est égale à la période naturelle, le poids oscillera beaucoup plus que le sol en raison de la résonance.
Un amortisseur est installé sur le poids pour empêcher la résonance et une courbe de réponse du sismographes est considérée avec la période du sol sur l’axe horizontal et le déplacement sur l’axe vertical. Dans une région où la période de secousse est beaucoup plus courte que la période naturelle et où le déplacement est constant, les poids sont immobiles dans l’espace, et il est donc possible d’observer de combien le sol s’est déplacé par rapport à sa position initiale en raison de la secousse, c’est-à-dire le déplacement. Dans les régions où la période de la secousse est égale à la période naturelle, on peut observer la vitesse, et dans les régions où la période est plus longue que la période naturelle, on peut observer l’accélération.
Autres informations sur les sismographes
1. Types de sismographes
Il existe trois principaux types de sismomètres : les sismographes à haute sensibilité pour les petites secousses, les sismomètres à large bande pour les secousses lentes et les sismomètres puissants pour les fortes secousses.
Ces types de sismomètres sont utilisés à des fins différentes. Par exemple, en raison de leurs caractéristiques, les sismographes ultrasensibles peuvent détecter des secousses qui n’ont rien à voir avec l’objectif visé, de sorte que des mesures telles que le forage de puits d’observation peuvent s’avérer nécessaires.
2. Méthodes d’observation utilisant des sismographes
Il existe deux types d’observation sismique : régulière et temporaire.
L’observation régulière est une méthode d’observation continue sur une longue période, tandis que l’observation temporaire est une méthode d’observation limitée sur une courte période. Les observations temporaires sont effectuées à des fins spécifiques, telles que l’observation des répliques après un tremblement de terre majeur.
3. Efforts faits grâce aux sismographes
Les sismographes sont utilisés dans le cadre de diverses initiatives de prévention des catastrophes et d’atténuation de leurs effets.
Les sismographes sont également utilisés pour des informations telles que les alertes précoces aux tremblements de terre distribuées par l’agence météorologique japonaise. Les 690 sismographes et intensimètres sismiques de l’agence météorologique japonaise et le réseau d’observation sismique géré par l’Institut national de recherche sur les sciences de la terre et la prévention des catastrophes (NIED) sont utilisés pour détecter immédiatement la survenue d’un tremblement de terre et diffuser les informations appropriées.
L’Institut national de recherche pour les sciences de la terre et la prévention des catastrophes (NIED) a mis en place un réseau d’observation sismique, comprenant le réseau sismique à haute sensibilité (Hi-net), le réseau sismique à large bande (F-net) et le réseau sismique pour les mouvements forts (K-NET, KiK-net), et publie les données obtenues à partir de ces réseaux. Le réseau F utilise des sismomètres à large bande et des sismographes à mouvements forts, tandis que les réseaux K-NET et KiK-net utilisent des sismomètres à mouvements forts.