Sismomètre

Un sismomètre est un instrument qui mesure le mouvement du sol. Les secousses du sol peuvent être causées par des séismes, des éruptions volcaniques, des explosions, des activités humaines ou animales, des vagues océaniques frappant la surface, ou toute autre force appliquée à la terre.

Initialement, les sismomètres fonctionnaient dans des observatoires indépendants. Aujourd'hui, ils fonctionnent en réseaux de dizaines à des milliers de capteurs, et nous pouvons voir en temps réel les séismes qui se produisent partout dans le monde.

Les sismomètres sont très sensibles et peuvent mesurer le mouvement le plus infime du sol. En effet, ils mesurent la vitesse des particules lorsque le sol est secoué. Si le mouvement est plus fort, les sismomètres atteignent leurs limites et nous avons besoin d'instruments moins sensibles, comme les accéléromètres. Ceux-ci mesurent l'accélération du sol et restent dans leur plage de mesure même lors de fortes secousses.

Le saviez-vous?

Le WWSSN (World-Wide Standardized Seismograph Network), l'un des premiers réseaux sismiques mondiaux, fut mis en place pendant la guerre froide, et l'un de ses principaux objectifs était de surveiller les essais nucléaires.

De nombreuses écoles à travers le monde exploitent des sismomètres et enregistrent en permanence les mouvements du sol et les séismes.

Les smartphones sont équipés d'un accéléromètre intégré et peuvent donc mesurer le mouvement du sol. Avez-vous déjà essayé une application qui fait cela ?

Une station sismique a besoin de trois capteurs différents alignés selon trois directions orthogonales, ou d'un capteur tridimensionnel, afin de décrire complètement le mouvement du sol.

Imaginez une plaque d'acier rigide de 100 mètres de long. Les sismomètres les plus sensibles, placés à une extrémité de la plaque, peuvent détecter si l'autre extrémité se déplace verticalement de l'épaisseur d'une feuille de papier.

À la fin du XIXe siècle et au début du XXe siècle, les sismomètres utilisés pour enregistrer les séismes à travers le monde étaient des objets massifs, dont le poids pouvait dépasser 1 tonne. De nos jours, un sismomètre de la taille d'une tasse à café peut accomplir la même tâche.

Il n'existe pas encore un seul sismomètre capable d'enregistrer toutes les fréquences intéressantes du mouvement du sol, ni toutes les amplitudes générées par les séismes.

Vous pouvez construire un sismomètre avec des matériaux simples et bon marché.

Avant l'ère numérique qui débuta dans les années 1960, les sismogrammes étaient enregistrés sur papier et le système était alors appelé sismographe.

Sismogrammes montrant le mouvement du sol causé par un séisme régional situé à 120 km de la station sismique. Pour décrire complètement le mouvement du sol, une station sismique a besoin de trois capteurs différents alignés selon trois directions orthogonales. Il s'agit généralement de la direction verticale (Z sur la figure) et de deux directions horizontales, nord-sud (N sur la figure) et est-ouest (E sur la figure).

Des sismomètres (flèche jaune) sont déployés sur le fond océanique pendant de longues périodes afin d'enregistrer des signaux qui ne sont pas captés par les stations sismiques permanentes situées à terre. La photo montre le déploiement d'un sismomètre de fond océanique (OBS) pour une expérience visant à enregistrer les vocalisations de baleines à fanons.

Les premiers sismomètres, plus justement appelés sismographes, étaient de gros équipements lourds, afin de pouvoir enregistrer des séismes à l'autre bout de la Terre. La figure montre un tel modèle, le sismographe Wiechert, avec le capteur horizontal à gauche et le capteur vertical à droite. La masse oscillante dépasse 1 tonne sur le capteur vertical.