Le sismographe et la surveillance des volcans par Philippe THIRAN
Introduction.
De tout temps, les phénomènes volcaniques ont effrayé, voire terrifié les populations de la planète Terre. Au début de notre ère, ceux-ci étaient perçus comme la manifestation du mécontentement des dieux ou comme une punition envoyée par ceux-ci, suite aux comportements offensants des humains.
Ce n’est que plus tard durant le deuxième millénaire, que l’on constata qu’un phénomène volcanique était le plus souvent précédé par des signes avant-coureurs. D’où l’idée d’identifier ces signes et d’essayer de les détecter en temps utile pour avertir les populations qui seraient concernées et les actions éventuelles à prendre comme l’évacuation d’une zone.
Le premier de ces signes fut le comportement inhabituel des animaux peu avant un phénomène volcanique. Les scientifiques recherchèrent ensuite des signes plus préventifs,
détectables et mesurables c-a-d une surveillance instrumentale. Le premier d’entre-eux fut l’observation des mouvements de la croûte terrestre, pour laquelle fut conçu un appareil appelé sismographe. .
Le sismographe.
Cet appareil fut inventé par les Chinois au deuxième siècle de notre ère. Ce grand pays, en effet, était soumis et l’est encore, à des tremblements de Terre, très souvent dévastateurs, comme celui de février 1556 où 800.000 habitants périrent. Ce fut un brillant astronome, Chang Heng, qui en l’an 130, mit au point un dispositif capable de réagir aux moindres secousses terrestres mais non encore muni d’un dispositif d’enregistrement. Il consistait en un vase de bronze, pourvu à l’intérieur d’un pendule dont les oscillations faisaient cracher une balle en bronze par une des gargouilles qui encerclaient le haut du vase. La balle éjectée tombait ensuite dans la gueule ouverte d’un des crapauds périphériques. La position du crapaud donnait en plus la direction de l’épicentre.
Il a fallu attendre 1400 ans que le premier véritable sismographe fut mis au point par l’italien Nicola Zupo en 1794. Cet appareil, appelé sismographe, consistait en un pendule dont la pointe était conçue et positionnée pour dessiner en continu sur papier les mouvements du pendule.
En 1893, cet appareil fut perfectionné par un scientifique anglais, John Milne de manière à le rendre commercialisable. En 1910, une cinquantaine d’appareils étaient utilisables, ce qui permit de commencer à cartographier les régions sismiques du monde.
Vinrent ensuite les tentatives de quantifier l’importance relative des séismes détectés. La première de celles-ci fut l’échelle de Mercalli qui était basée sur les dégâts observés notamment sur les bâtiments. Ce type d’échelle notoirement imprécis fut remplacé en 1935 par l’échelle de Richter. Ce dernier établit une équation logarithmique à partir de l’amplitude des enregistrements sur le papier d’un sismographe moderne.
Par la suite, elle fut remplacée par d’autres échelles dont la plus précise est celle de la magnitude de moment. Celle-ci mesure l’énergie totale libérée par un séisme.
Les médias confondent ces échelles et utilisent toujours la référence à l’échelle de Richter alors qu’en réalité le chiffre annoncé est celui de la magnitude du moment. Les éruptions du Piton de la Fournaise donnent un bon exemple de l’utilité de cette mesure comme avertisseur d’une éruption prochaine voire très proche, comme celle du 4 décembre 1985 qui eut lieu 17 minutes seulement avant celle-ci. Mais plus généralement le délai s’exprime en jours comme la crise de mars 1998 de ce même volcan soit 2 jours.
Bibliographie
- Volcanologie, cours de licence, 6° édition, Jacques-Marie Bardintzeff,
- Wikipédia, sismographe,
Crédits photographiques:
- The Genius of China: le premier sismomètre,
- Pngtree, plateforme d’images crée en 2017: le sismographe.
Lire également Brève histoire de la sismologie
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