Modélisation analogique des séismes

Comprendre les processus qui précèdent et qui se déroulent pendant le séisme grâce à des modèles plus réalistes que les modèles couramment utilisés en cours de SVT.

Un modèle analogique qui prétend expliquer, de façon simple et modeste, des processus qui mettent en jeu des objets qui ont des propriétés et des relations particulières, ne peut pas se limiter à une simple mise en évidence d'un processus physique trivial : "casser un objet fait du bruit". La rupture est un phénomène qui concerne des objets isolés ou des objets qui ont des relations extrêmement différentes de celles des objets naturels engagés dans un séisme tectonique.

Les formes, les propriétés et les relations sont trois aspects essentiels si on veut comprendre un processus naturel sans se limiter à la mise en évidence de processus physiques. Ces détails baissent le coût cognitif demandé aux élèves pour comprendre les phénomènes sismiques.

Du côté de la science qui se fait : 

L'intérêt des modèles et de leurs enregistrements présentés ci-dessous a été salué, parfois avec enthousiasme, par plusieurs sismologues, dont des spécialistes des modèles analogiques. Ils ont souligné les qualités pédagogiques et l'aspect réaliste du modèle et des enregistrements obtenus.

Du côté de la science qui s'enseigne : 

Les livres sont des sources d'informations très utiles : 

Il existe quelques livres, écrits par des sismologues, qui expliquent clairement les processus qui mènent lentement au séismes. En voici deux, adressés à des publics différents :

Pascal Bernard (2009) in 29 notions clés pour savourer et faire savourer la science : Primaire et collège, Le Pommier

Pascal Bernard (2017) Pourquoi la Terre tremble, Belin, p 199-205.

Le premier est à destination du primaire et du collège et le chapitre écrit par Pascal Bernard est assez complet et accessible. En voici quelques extraits :

« À l’origine d’un séisme, il y a donc la rupture brutale des aspérités qui bloquent une faille préexistante, suivie immédiatement du glissement rapide des blocs de part et d’autre. [...] Les séismes tectoniques sont donc liés à la résistance des aspérités des surfaces des failles […] La sismicité des failles est donc plus une question de frottement sur une surface fragile que de rupture proprement dite […] » p 75

Le second beaucoup plus complet, est à destination d’un public motivé. Voici quelques extraits :

« L'idée des expérimentateurs est simple : les séismes ont surtout lieu sur des failles préexistantes et créent peu de fractures « fraîches » au sein de la roche. Le processus de rupture sismique, et les phénomènes qui le précèdent, doivent donc être liés à des problèmes de glissement et de frottement, et non pas à des problèmes de fracturation massive. »

« Les avantages de ce modèle de frottement sur le modèle de fracturation sont multiples. En effet, il semble plus facile - pour l'expérimentateur - et plus réaliste - pour le sismologue - de faire glisser une fracture préexistante que de fracturer un bloc intact. »

« À l'échelle de la croûte terrestre, on a montré que la zone de glissement potentiellement instable sur les failles était confinée à des profondeurs entre quelques kilomètres et une quinzaine de kilomètres de profondeur. Cette zone favorable au glissement instable est précisément celle des séismes. Plus profondes, les roches sont trop chaudes ; elles deviennent plastiques, et stabilisent le glissement. Au-dessus, près de la surface terrestre, les roches ne sont pas assez comprimées ; le frottement y est donc réduit, et les failles glissent lentement, relaxant les contraintes. » p 202-205