Risques sismiques et volcaniques — Exercices

Application, analyse de documents et raisonnement sur les risques naturels. Corrigé en fin de fiche.

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1Vocabulaire essentiel/ 5 pts

Pour chaque définition, donne le terme scientifique correspondant.

Point en profondeur où se produit la rupture lors d'un séisme.
Point en surface situé à la verticale du foyer.
Vibrations produites par un séisme et se propageant dans le globe.
Valeur unique qui mesure l'énergie libérée au foyer (nom de l'échelle associée).
Mesure des effets et des dégâts d'un séisme en un lieu donné.

2Types d'éruptions volcaniques/ 4 pts

Pour chaque affirmation, précise si elle correspond à une éruption effusive, à une éruption explosive, ou aux deux types. Justifie en une phrase.

La lave est très fluide et s'écoule lentement en coulées.
Des nuées ardentes dévalent les flancs du volcan à très grande vitesse.
Du magma remonte depuis la chambre magmatique vers la surface.
Des cendres et des pyroclastes sont projetés dans l'atmosphère.

3Tectonique des plaques et localisation des risques/ 4 pts

Réponds aux questions suivantes en rédigeant des phrases complètes.

Cite les trois couches principales de l'intérieur du globe, de la surface vers le centre.
Qu'est-ce que la lithosphère ? En quoi est-elle découpée ?
Pourquoi la majorité des séismes et des volcans sont-ils localisés aux limites de plaques ?
La « ceinture de feu du Pacifique » est une région où séismes et éruptions sont très fréquents. Explique ce phénomène en utilisant les notions de plaque tectonique et de limite de plaques.

4Évaluer des mesures de prévention/ 4 pts

La ville de Grenoble est classée en zone de sismicité modérée. Le maire envisage plusieurs mesures. Pour chacune, indique si elle est pertinente et justifie ta réponse.

Installer un réseau de sismographes autour de la ville.
Interdire toute nouvelle construction dans la commune.
Imposer des normes de construction parasismique pour tous les nouveaux bâtiments.
Former les habitants aux gestes de sécurité et organiser des exercices d'évacuation.

5Étude de cas : séisme de Haïti (2010)/ 3 pts

Le séisme de Haïti du 12 janvier 2010 avait une magnitude de 7,0. Son foyer se trouvait à 13 km de profondeur, à environ 25 km à l'ouest de Port-au-Prince. Il a causé plus de 200 000 morts.

Où se situe l'épicentre de ce séisme par rapport à son foyer ? Par rapport à Port-au-Prince ?
Ce foyer est-il superficiel ou profond ? Quel effet cela a-t-il sur les dégâts en surface ?
Cite deux facteurs liés à la prévention des risques pouvant expliquer le bilan humain très élevé de ce séisme.

Corrigé détaillé

1Vocabulaire essentiel

1. \(Point en profondeur où se produit la rupture →\) \(Le foyer (ou hypocentre)\)

2. \(Point en surface à la verticale du foyer →\) \(L'épicentre\)

3. \(Vibrations produites par un séisme →\) \(Les ondes sismiques\)

4. \(Mesure de l'énergie libérée au foyer →\) \(La magnitude (échelle de Richter)\)

5. \(Mesure des effets en surface en un lieu donné →\) \(L'intensité (échelle EMS ou MSK)\)

2Types d'éruptions volcaniques

a) \(Lave très fluide s'écoulant en coulées →\) \(Éruption effusive. La faible viscosité de la lave lui permet de s'écouler loin du cratère sans exploser.\)

b) \(Nuées ardentes dévalant les flancs →\) \(Éruption explosive. La lave visqueuse piège les gaz ; quand ils s'échappent, ils fragmentent la lave en cendres et pyroclastes, générant des nuées ardentes.\)

c) \(Remontée du magma depuis la chambre magmatique →\) \(Les deux types. Quelle que soit la viscosité de la lave, le mécanisme de remontée du magma est commun aux deux types d'éruptions.\)

d) \(Projection de cendres et pyroclastes →\) \(Éruption explosive. Les pyroclastes résultent de la fragmentation violente de la lave visqueuse lors des explosions ; cela ne se produit pas lors des éruptions effusives.\)

3Tectonique des plaques et localisation

a) \(Trois couches de la surface vers le centre →\) \(La croûte terrestre, le manteau, le noyau.\)

b) \(Définition de la lithosphère →\) \(La lithosphère est la couche rigide externe du globe, composée de la croûte terrestre et de la partie supérieure rigide du manteau. Elle est découpée en plaques tectoniques qui se déplacent lentement.\)

c) \(Concentration aux limites de plaques →\) \(Aux limites de plaques, les mouvements relatifs (collision, écartement, coulissement) génèrent des contraintes mécaniques très intenses. Ces contraintes provoquent des ruptures de roches (séismes) et des remontées de magma (volcans).\)

d) \(Ceinture de feu du Pacifique →\) \(La ceinture de feu correspond aux limites entre la plaque Pacifique et les plaques voisines (nord-américaine, eurasiatique, australienne…). Ces nombreuses limites de plaques concentrent les contraintes tectoniques, ce qui explique la très forte fréquence des séismes et des éruptions dans cette zone.\)

4Prévention à Grenoble

a) \(Réseau de sismographes →\) \(Pertinent. Les sismographes permettent de détecter et d'enregistrer les séismes, même de faible magnitude, afin d'alerter rapidement les services de secours et les populations.\)

b) \(Interdiction totale de construction →\) \(Non pertinent. Une sismicité modérée ne justifie pas d'interdire toutes les constructions. Cette mesure est disproportionnée ; des normes parasismiques adaptées suffisent à réduire le risque.\)

c) \(Normes de construction parasismique →\) \(Pertinent. Des bâtiments conçus pour résister aux secousses (fondations renforcées, structures flexibles) limitent considérablement les effondrements et donc les victimes.\)

d) \(Formation des habitants et exercices →\) \(Pertinent. Connaître les bons réflexes (se protéger sous une table solide, ne pas utiliser les ascenseurs, rejoindre un espace dégagé après la secousse) et s'y entraîner régulièrement réduit significativement le nombre de victimes.\)

5Séisme de Haïti (2010)

a) \(Localisation de l'épicentre →\) \(L'épicentre est le point en surface situé à la verticale du foyer, donc à 13 km au-dessus de lui. Il se trouve à environ 25 km à l'ouest de Port-au-Prince.\)

b) \(Profondeur du foyer et conséquences →\) \(À 13 km, le foyer est superficiel. Plus le foyer est proche de la surface, plus les ondes sismiques arrivent en surface avec une énergie élevée, ce qui amplifie les dégâts et les destructions.\)

c) \(Facteurs expliquant le bilan humain élevé →\) \(Deux facteurs parmi : (1) absence ou insuffisance de normes de construction parasismique — les bâtiments peu résistants se sont effondrés massivement ; (2) manque de plans de prévention et d'exercices d'évacuation, les habitants ne connaissant pas les gestes à adopter ; (3) faibles moyens de secours dus à la pauvreté du pays, retardant les opérations de sauvetage.\)