Modélisation d’un séisme et enregistrement d’ondes à l’aide de capteurs sismo

Modélisation d’un séisme et enregistrement d’ondes à l’aide de capteurs sismo

Travail réalisé par Jean-Christophe Bernard

On peut essayer de valider l’hypothèse que l’apparition des ondes sismiques lors de l’enregistrement d’un séisme est due à la rupture d’un bloc de roches en profondeur.

Un morceau de carrelage (ou un bloc de roche) est fixé à l’aide de serre joints sur une paillasse et deux capteurs sismiques (voir l’article "réalisation de capteurs pour enregistrer des ondes sismiques") sont placés à 5 cm et à 1m de distance.
Un élève appuie progressivement jusqu’à provoquer la rupture du morceau de carrelage (notion d’accumulation d’énergie).


Il est indispensable de mettre un morceau de tissu sur le morceau de carrelage pour éviter à l’élève de se couper lors de la cassure.

L’enregistrement, à l’aide du logiciel Audacity, des ondes qui se propagent dans la paillasse permet de valider l’idée que :

  • la cassure du carrelage ou de la roche produit des ondes ;
  • ces ondes se propagent, décalage entre les deux enregistrements bien visible ;
  • ces ondes s’atténuent.

Sur l’image ci-dessous l’enregistrement du haut correspond au capteur le plus proche du carreau, celui du bas au capteur situé le plus loin.

 

Lien avec le programme

  • Connaissances : Les séismes correspondent à des vibrations brutales du sol qui se propagent. Ils résultent d’une rupture brutale des roches en profondeur et se manifestent par des déformations à la surface de la Terre. Des contraintes s’exerçant en permanence sur les roches conduisent à une accumulation d’énergie qui finit par provoquer leur rupture au niveau d’une faille.
  • Capacités déclinées dans une situation d’apprentissage : Formuler des hypothèses et les valider, argumenter, modéliser pour relier les manifestations d’un séisme à des phénomènes qui se déroulent en profondeur. Percevoir la différence entre réalité (les ondes sismiques) et simulation (modèles de propagation d’ondes). [Compétence 4 - B2i domaine 3]

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