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Comment le tremblement de terre de Mexico en 1985 a-t-il changé notre compréhension des tremblements de terre ?
Le 19 septembre 1985, un tremblement de terre massif s'est produit à Mexico, l'épicentre étant situé sur la côte Pacifique, à des centaines de kilomètres de la ville. Malgré son épicentre éloigné, le tremblement de terre a causé des dégâts massifs dans la ville et a incité à repenser la propagation des ondes sismiques et la conception sismique des bâtiments. Avec l'apparition de catastrophes, les scientifiques ont acquis une nouvelle compréhension du comportement de propagation des ondes sismiques dans différentes conditions géologiques, en particulier de l'effet d'amplification de la géologie peu profonde sur l'accélération des tremblements de terre.
Résultats d'une étude : les mouvements sismiques dans le sol en surface peuvent être fortement amplifiés si les conditions géologiques ne sont pas favorables (par exemple, les sédiments).
Définition de l'effet de localisation du séisme
L'effet de localisation des tremblements de terre fait référence au phénomène selon lequel les ondes sismiques sont amplifiées dans les couches géologiques de surface. Au cours du processus de propagation, lorsque les ondes sismiques atteignent l’interface de différentes couches géologiques, une réflexion et une réfraction se produisent, entraînant des changements dans l’amplitude des ondes. Surtout dans des situations telles que les bassins de sédimentation à écoulement, ce phénomène est plus important, affectant davantage les performances sismiques du bâtiment.
Exemple du tremblement de terre de Mexico en 1985
Dans le cas de Mexico, même si l'épicentre du séisme était situé très loin, lorsque les ondes sismiques ont atteint la ville, elles ont causé des dégâts sans précédent en raison de l'amplification des ondes par les sédiments sous la surface. L'enquête a montré que la station de Campos, proche de l'épicentre, a enregistré une accélération de 150 centimètres par seconde, tandis que la station de Teacalco, située à 200 kilomètres de l'épicentre, n'a enregistré que 18 centimètres, ce qui reflète clairement l'atténuation lors de la propagation des ondes sismiques.
Après avoir traversé le bassin sédimentaire, les ondes sismiques de Mexico ont rebondi et déclenché un effet de résonance, ce qui a considérablement augmenté l'accélération sismique.
Analyse théorique : théorie des couches horizontales
Lorsque nous discutons de l'effet de localisation du séisme, nous pouvons également mener une analyse théorique basée sur la structure en couches de la croûte terrestre. En supposant une couche sédimentaire spéciale au-dessus d'un demi-espace élastique uniforme, les ondes sismiques sont réfléchies et réfractées à ces interfaces. Dans ce cas, nous sommes en mesure d’estimer mathématiquement les changements d’amplitude des vagues à différentes fréquences, notamment en ce qui concerne l’épaisseur et la vitesse des vagues de la couche sédimentaire sus-jacente.
Effet bassin de boue à Caracas
Des effets similaires de localisation des tremblements de terre ont donné lieu à des recherches approfondies dans d'autres villes telles que Caracas. En ville, les bords des bassins sédimentaires favorisent la propagation des ondes de surface lors des séismes. L'analyse montre qu'un tel effet de giration peut provoquer une augmentation de l'amplitude des ondes sismiques de cinq à dix fois par rapport à ce qui se produirait normalement.
Lorsque le contraste de vitesse entre la couche sédimentaire et la zone atmosphérique est suffisamment grand, l'effet d'amplification des ondes sismiques deviendra plus évident.
Résumé
Le tremblement de terre de Mexico en 1985 a non seulement révélé les différences dans la propagation des ondes sismiques dans différentes conditions géologiques, mais a également changé la façon de penser la conception sismique dans les projets de construction. Les ingénieurs et les scientifiques ont commencé à accorder davantage d'attention à l'impact des conditions géologiques sur l'effet d'amplification des ondes sismiques, ce qui a également favorisé les progrès de la recherche en matière d'ingénierie sismique et de prévention des catastrophes. Pouvons-nous encore aujourd’hui ignorer l’impact profond des propriétés géologiques sur les tremblements de terre lors de la conception des bâtiments et des infrastructures urbaines ?
