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chapitre VIII rotations en sismologie

chapitre VIII rotations en sismologie. la combinaison de deux translations induit des rotations. ring laser interferometer (RLI). d’après Igel et al. d’après Igel et al. d’après Igel et al. t rois types d’observations des sismogrammes ne peuvent être expliqués par la théorie .

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chapitre VIII rotations en sismologie

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Presentation Transcript

  1. chapitre VIIIrotations en sismologie

  2. la combinaison de deux translations induit des rotations

  3. ring laser interferometer (RLI) • d’après Igel et al.

  4. d’après Igel et al.

  5. d’après Igel et al.

  6. trois types d’observations des sismogrammes ne peuvent être expliqués par la théorie • sauts sur la ligne de base des enregistrements en champ proche ; • composantes horizontales longue période toujours plus bruitées que la composante verticale ; • dans certaines stations, on observe le même signal sur les deux composantes horizontales.

  7. séisme proche à Taïwan (Chichi, 21-09-1999)

  8. mêmes traces exprimées en vitesse du sol

  9. enregistrement d’un séisme très proche avec un sismomètre

  10. enregistrement d’un séisme proche avec un sismomètre

  11. bruit de fond de la station Geoscope de Hyderabad (Inde)

  12. Introduction and motivation Seismic background noise (m/s2) power spectral density measured at seismic station Heimansgroeve (HGN), Netherlands during 2002: 302- 309 and 2003: 029 - 043 STS-2 STS-1 E-W Z N-S Reinoud Sleeman, Peter Melichar IASPEI, 2009, Cape Town STS-2 self-noise measurements

  13. le bruit de fond des deux composantes horizontales est identique (CCM)

  14. le bruit de fond des deux composantes horizontales est identique (CCM)

  15. seul le bruit de fond est concerné par cet effet, les séismes sont correctement enregistrés

  16. les soupçons se portent sur les capteurs inertiels utilisées en sismologie :en particulier, les composantes horizontales

  17. l’inclinaison du sol (tilt) induit un déplacement de la masse

  18. bandes passantes d’un pendule horizontal • les pendules horizontaux sont des capteurs doubles. Ils enregistrent aussi bien les mouvements de translation du sol que les inclinaison de celui-ci.

  19. évolution de la bande passante des tilts comparée à la bande passante en translation

  20. plus le sismo est longue période,plus il est sensible aux tilts • les pendules de Blum sont des pendules horizontaux très longue période dédiés à la mesure des tilts. • en champ proche et à longue période, les observations du comportement inhabituel des sismomètres horizontaux peut s’expliquer par leur capacité à enregistrer aussi bien des translations que des rotations.

  21. photo d’un pendule de Blum dans le tunnel de Sainte Marie aux Mines(1973, T=30 s, 1 mm à 1000 km ~10-9 rad)

  22. les variations de la pression atmosphérique induisent des tilts LP à la surface de la Terre

  23. tilt en champ proche • très fortes amplitude d’accélération de translation; • un très petit tilt qui donne un signal (équivalent à une accélération) de la forme ; • ce signal est tellement faible (par rapport au mouvement de translation) qu’il est invisible sur l’enregistrement en accélération; • il se révèle quand on exprime le signal en vitesse; • en champ proche, il est facile de concevoir que l’horizontale du lieu ne soit pas conservée après le séisme; • se rajoute à cela, le déplacement co-sismique.

  24. trois effets se conjuguent à la station en champ proche GPS

  25. exemple d’ajustement des données sismiques aux données GPS

  26. mesure de l’azimut et de l’amplitude du tilt en champ proche 4.076 cm/s² 3.446 cm/s²

  27. vecteurs tilts à Taïwan après le Chi-Chiearthquake(21-09-1999)

  28. déformation d’un tunnel sous l’effet d’une onde sismique

  29. appareils de mesure de rotation • RLI : ring laser interferometer • rotaphone (Brokesova et al.) • capteur 6 DOF : sismomètres plus gyroscope • niveau à bulle perfectionné (?) • etc….

  30. rotaphone

  31. autre modèle de rotaphone

  32. exemple d’enregistrement de rotation

  33. tilt sur un pendule vertical • c’est le cosinus du tilt qui agit sur le pendule vertical.

  34. monuments tournés

  35. monuments tournés

  36. explication du phénomène

  37. vérification expérimentale:Kinoshita (2009)

  38. marche des Moaïs de Rapa Nui

  39. conclusion • la qualité des enregistrements sismologiques augmente sans cesse et ils révèlent ainsi des mouvements insoupçonnés, comme des rotations. • les mesures des rotations dans le champ sismologique n’en sont qu’à leurs débuts.

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