Description d'un tsunami.

 

 

 

  1. La formation des tsunamis

 

 

  1. Les phénomènes physiques à la base des tsunamis

 

Un tsunami est créé lorsqu'une grande masse d'eau est déplacée.

 

La tectonique des plaques est à la base des tsunamis.
Celles-ci sont en mouvement : elles peuvent s'éloigner (ex : la dorsale médio-atlantique ou le magma remontant produit un écartement) ou se rapprocher (ex : le Pacifique). En effet, on remarque que le Pacifique est un endroit propice aux tsunamis, l'écorce terrestre étant très flexible. A l'endroit où les plaques tectoniques se rencontrent, le plancher océanique, plus dense et moins épais, glisse sous le plancher continental, plus léger et plus flexible. A ce point de rencontre, une tension, qui peut se relâcher de façon très soudaine, s'installe : cela est la cause de tremblements de terre subaquatiques qui soulèvent une quantité importante d'écorce terrestre entraînant avec elle une masse considérable d'eau à cause des soulèvements ou affaissements de terrain qui accompagnent souvent ces phénomènes. De même, une violente explosion sous-marine peut créer un déplacement d'eau et générer un tsunami. Cela provoque une montagne d'eau, à la surface, qui se sépare en deux et se dirige rapidement vers les côtes.

 

 

 

  

 

 

 

 

 

Les limites de la plaque Pacifique

 

 

 

 

 

 

Ici la plaque océanique glisse sous la plaque continentale

 

  1. Propagation

Une fois produit, un tsunami a plutôt l'apparence d'une onde (telle que les vagues proches des côtes). Une vague est appelé 'onde' lorsque le quotient de la hauteur de la vague par sa longueur devient très petit (longueur : 100 mètres / hauteur : 10 pieds / fréquence : 10 s). Ce type de vague voyage à une vitesse égale à la racine carrée du produit de l'accélération de la pesanteur (g = 9.8 m.s-2) par sa profondeur . Cela implique, par exemple, dans le Pacifique, où la profondeur moyenne de l'eau est d'environ 4000 mètres, un tsunami se propage à 200 m/s ou 700 km/h : Ö(9,82´4000)=198 m.s-1 .A la différence des vagues générées par le vent (comme les ouragans), les tsunamis partent du plancher océanique et forment donc des ondes très longues contenant une énergie colossale. De plus, le rapport indiquant la perte d'énergie d'une vague, qui est inversement proportionnel à sa taille (Q=1/T), permet d'affirmer qu'un tsunami voyage non seulement rapidement mais aussi sur de longues distances telles qu'un océan, et sans perte d'énergie conséquente.

 

 

 

 

 

 

Voici les formules :

 

km.

 

 

 

km/h

 

 

 

 

 

A) A l’approche des côtes

 

Un tsunami quitte, cependant, les eaux profondes de l'océan et atteint d'autres moins profondes proches des côtes : il se transforme à cette approche. Nous avons montré précédemment que la vitesse de propagation d'un tsunami était liée à la profondeur de l'eau. Par conséquent, lorsque celle-ci décroît, le tsunami ralentit. Son flux d'énergie, lié à sa vitesse et à la hauteur de la vague, reste cependant constant. Ainsi, comme sa vitesse diminue lorsqu'il atteint des eaux moins profondes, sa taille augmente. A cause de ce phénomène dans les hauts-fonds, un tsunami, jusqu'ici imperceptible, peut croître pour atteindre quelques mètres et d'avantage plus il se rapproche des côtes . Quand il touche enfin le rivage, un tsunami peut apparaître comme même un mascaret, ou une vague monstrueuse : c'est de cette manière qu'il dissipe toute l'énergie emmagasinée.

 

 


 

 

On peut remarquer que plus on se rapproche des côtes plus la profondeur diminue

 

 

  

B) L’arrivée sur les côtes

 

Les tsunamis atteignent les côtes avec une imposante quantité d’énergie. Ils possèdent un grand potentiel d’érosion : cela est révélé par le décapage des plages de sable et par l’ébranlement de toute végétation côtière. Capable également d’inondations, d’ennoiements, associés à sa rapidité, le tsunami peut écraser maisons ou toutes autres structures côtières. Les tsunamis peuvent atteindre une hauteur maximum de 10, 20 voir 30 mètres lorsqu'il touche la côte. On assiste aussi à des répliques : on estime à 7 ou 8 le nombre de vagues arrivant à intervalle de 15/30 minutes et pouvant causer des dommages jusqu'à ce que toute l'énergie soit dissipée (la première vague n'étant pas forcément la plus grosse).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Complexité des effets en zones côtières :

Cependant, contrairement à la propagation en haute mer, les effets d'un tsunami sur les côtes sont difficiles à prévoir, car de nombreux phénomènes peuvent avoir lieu.

Contre une falaise, par exemple, le tsunami peut être fortement réfléchi ; à son passage on observe une onde stationnaire dans laquelle l'eau a essentiellement un mouvement vertical.

  • Selon l'angle d'attaque du tsunami sur la côte et la géométrie de celle-ci, le tsunami peut interférer avec sa propre réflexion et provoquer une série de vagues stationnaires avec des zones côtières non inondées (« nœuds ») et des zones avoisinantes particulièrement touchées (« ventres »).

  • Un tsunami à l'approche d'une île est capable de contourner celle-ci en raison du phénomène de diffraction lié à sa grande longueur d'onde ; en particulier la côte opposée à la direction d'arrivée du tsunami peut également être touchée. Lors du tsunami du 26 décembre 2004, la ville de Colombo au Sri Lanka  fut inondée bien que protégée des effets directs du tsunami par le reste de l'île (voir la Fig. 5).

  • Dans les fjords et les estuaires étroits, l'amplitude de la vague peut être amplifiée, comme c'est le cas pour les marées (cette dernière peut atteindre dix mètres d'amplitude sur certaines côtes, comme au Mont Saint-Michel, alors qu'elle n'atteint pas un mètre sur des îles, comme Madère). Par exemple la baie de Hilo a une période d'oscillation typique de 30 min et fut davantage ravagée que le reste de l'île lors du passage du tsunami de 1946, qui avait une période de 15 min : la première vague du tsunami interférait constructivement avec la troisième, et ainsi de suite.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Schémas bilan sur les tsunamis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Surveillance et prévention

 

  1. Les moyens d’alerter les populations

Longtemps, "le bouche à oreille" était le seul moyen d'avertir les populations de l'imminence d'un danger, qu'il s'agisse d'une pandémie, d'une inondation, d'une tempête, ou de l'invasion d'une armée ennemie. L'alerte donnée par les témoins oculaires se transmettait de village en village ; les régions les plus éloignées du danger disposant de plus de temps pour se préparer à l'affronter. Aujourd'hui, le principe n'a guère changé, même si la technologie a évolué. Le signal part d'un point précis et se propage sur l'ensemble d'un espace donné. Les progrès accomplis en matière de télécommunications permettent de donner l'alerte depuis n'importe quel point du globe et d'être entendu dans le monde entier.

Les systèmes d'alerte actuels reposent sur des instruments de mesure sophistiqués utilisés en télédétection, en météorologie, en physique et en géophysique et sur les moyens de communication modernes. Cependant, la prédiction des risques naturels n'est pas encore une science exacte. Les observations précises et les relevés systématiques des phénomènes naturels ne sont pas très anciens: les techniques de la télédétection par satellite ont 30 ans à peine.

Les tsunamis peuvent donc être prévus. La propagation de l'onde des tsunamis prend plusieurs heures pour atteindre la plupart des pays touchés. Une alerte peut donc être donnée par un réseau de surveillance approprié.

  1. Le comportement des animaux lors des tsunamis

Lors du tsunami du 26 décembre 2004, une partie des animaux des parcs naturels situés près des côtes indiennes a échappé au désastre comme si ces animaux avaient la capacité de détecter l'arrivée du raz-de-marée. L'absence de cadavres de grands animaux dans les zones sinistrées suggère qu'ils se sont enfuis à temps. Cette hypothèse a passionné tant le public que les médias. D'où l'idée d'un mystérieux "sixième sens".

  1. Les moyens pour détecter les tsunamis

1-Le Pacific Tsunami Warning Center (P.T.W.C.)

 

 

 

 

Crée en 1949, le Pacific Tsunami Warning Center (P.W.T.C.) est un établissement situé à Hawaii où l'on détecte les tsunamis dans l'océan Pacifique. Il enregistre les données des sismographes et détecte si des tremblements de terres se sont produits dans les fonds marins.

Le système Pacifique d'alerte de tsunamis, regroupe les systèmes américains, russe, japonais, chilien...Au total, 28 pays sont membres du système Pacifique. Ses objectifs sont de détecter, de localiser les tremblements de terre dans le Pacifique pour déterminer leurs conséquences (tsunamis) et fournir des renseignements aux pays et populations concernés afin de les prévenir et essayer de pouvoir les protéger.

D'ailleurs ce système d'alerte gère également un centre international d'information sur les tsunamis, qui fournit toute une série de renseignements et de conseils techniques. Pour exemple, lors de l'arrivée des premières secousses sismiques, se réfugier sur des hauteurs permet de sauver de nombreuses vies humaines.

On peut aussi ajouter que des pays comme le Japon qui est particulièrement exposé aux risques a mis en place des moyens importants pour la prévention des risques ( information, construction de digues...). En effet, seulement 15 % des 150 tsunamis qui ont frappé le Japon ont fait des dégâts matériels ou des victimes.

  1. Le fonctionnement de ce système

Le fonctionnement du système consiste en des stations d'alerte sismique, des détecteurs sous-marins et des points de diffusion d'information dans tout le bassin Pacifique. Les données des stations sismiques peuvent permettent de localiser instantanément un séisme et de déterminer si celui-ci peut entraîner un tsunami.

De plus, en pleine mer, des bouées " spéciales " sont placées stratégiquement. Ce sont des stations sous-marines de détection des tsunamis en pleine mer : le système D.A.R.T. (Deep-Ocean Assessment and Reporting of Tsunami).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                 

 

Bouées de surveillance dans le Pacifique

 

Le système des bouées

Les systèmes des bouées D.A.R.T. se composent d'un enregistreur de pression ancré au fond de la mer (BPR) et d'une bouée de surface amarrée pour des communications en temps réel. Un lien acoustique transmet des données du BPR sur le fond de la mer à la bouée de surface. Les données sont alors transmises par l'intermédiaire du satellite GOES aux stations, qui analysent les signaux pour ensuite les diffuser aux centres d'avertissement de Tsunami. Le schéma suivant montre le système des bouées D.A.R.T.

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

  1. Expérience

 

But : Modéliser des ondes mécaniques

Principe : simulation de phénomène à l’origine des tsunamis

Matériel : un aquarium, un ballon de baudruche, une aiguille, du sable.

 

Lorsque l’on éclate le ballon à l’aide de l’aiguille cela crée une onde de choc qui est transmise au milieu et se propage à la surface de l’eau. Cette expérience modélise à la fois une onde mécanique à la surface de l’eau et l’effet que pourrait produire une grosse météorite, qui pourrait engendrer un tsunami.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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