Magnitude et intensité des séismes

Plusieurs paramètres caractéristiques des séismes sont intimement liés ; c’est le cas de la durée de la rupture, sa surface (c’est-à-dire la surface du coulissage le long du plan de faille), ou encore sa magnitude, paramètre intrinsèque le plus utilisé pour décrire un séisme, et qui est une mesure de sa force.

Le calcul de la magnitude est réalisé à partir des enregistrements des mouvements du sol consécutifs à ce séisme, ou sismogrammes. Pas de sismogramme, pas de magnitude ! Il existe plusieurs modes de calcul de cette grandeur, qui utilisent soit l’amplitude des signaux enregistrés (magnitude locale ou de Richter, magnitude des ondes de surface, magnitude des ondes de volume), soit leur longueur (magnitude de durée), soit l’énergie totale rayonnée (magnitude d’énergie, obtenue grâce une analyse poussée des signaux). Chacune de ces magnitudes est une quantité logarithmique : une augmentation d’une unité en magnitude correspond à une augmentation d’un facteur au moins 10 de l’amplitude des mouvements du sol. En général, l’emploi d’un certain type de magnitude est lié à la taille du séisme : les magnitudes locale et de durée sont adaptées à la mesure des « petits » séismes (jusqu’à la magnitude 5 ou 6), alors que seule la magnitude d’énergie sera apte à caractériser un très gros séisme (au-delà de 8,5). Cette embarrassante multiplicité d’échelles de magnitudes tient au fait que le mode de calcul dépend des caractéristiques de l’appareil enregistreur qui lui-même ne sera pas adapté à la mesure de n’importe quel séisme.

En théorie, et contrairement à certaines idées reçues, il n’existe pas de borne inférieure ni supérieure à la valeur de la magnitude. En pratique, comme la magnitude d’un séisme est liée à la longueur de faille qui rompt lors de ce séisme, la gamme des magnitudes sera limitée par la géométrie des frontières de plaques ; on peut envisager une rupture de quelques milliers de kilomètres au plus, ce qui correspondrait à un séisme de magnitude 10 environ (magnitude d’énergie). Le plus gros séisme enregistré (Chili, mai 1960) avait une magnitude de 9,5. La borne inférieure est imposée par la sensibilité du sismomètre ; des séismes de magnitude négative sont ainsi fréquemment détectés. La chute d’une brique d’une hauteur de 1 m pourra être assimilée à un séisme de magnitude -2 !

La magnitude d’un séisme ne doit pas être confondue avec son intensité macrosismique. Alors que la magnitude est une grandeur intrinsèque uniquement liée à la taille du séisme, l’intensité décrit localement les effets en surface, notamment les dommages aux constructions. Elle se mesure en un point précis , et se décline grâce à une échelle bornée graduée de I à XII (en chiffres romains). La distinction est fondamentale : un séisme de grande magnitude pourra avoir une intensité faible, par exemple s’il est profond ; au contraire, un séisme de magnitude relativement restreinte pourra avoir localement des effets importants en surface (phénomènes locaux d’amplification), et donc présenter localement une intensité élevée. En général, on décrit un séisme par son intensité maximale.