À propos de cette page
Ce cours de svt en cinquième sur « Les séismes et les volcans » suit le programme officiel de svt de cinquième. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : La structure interne du globe terrestre, Les séismes : causes et caractéristiques, La mesure des séismes : sismographe et magnitude, Les volcans : structure et fonctionnement. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de cinquième à réussir en svt.
Au programme
1 · La structure interne du globe terrestre
2 · Les séismes : causes et caractéristiques
3 · La mesure des séismes : sismographe et magnitude
4 · Les volcans : structure et types d'éruption
5 · Volcans effusifs et volcans explosifs
6 · La répartition géographique des séismes et des volcans
7 · Prévention des risques sismiques et volcaniques
1La structure interne du globe terrestre
La Terre n'est pas un corps homogène. Elle est organisée en enveloppes concentriques de compositions et de températures différentes.
Structure interne. De la surface vers le centre, on distingue :
• La croûte : enveloppe externe rigide et rocheuse (croûte continentale de 30-70 km d'épaisseur, croûte océanique de 7-10 km).
• Le manteau : couche épaisse de roches solides en profondeur mais capables de se déformer lentement (viscoplastique). Il représente 82 % du volume terrestre.
• Le noyau : partie centrale très dense, composée de fer et de nickel. On distingue le noyau externe (liquide) et le noyau interne ou « graine » (solide).
La lithosphère correspond à la croûte et à la partie supérieure rigide du manteau. Elle est divisée en plaques tectoniques qui se déplacent lentement. Sous la lithosphère, l'asthénosphère est une zone du manteau plus ductile sur laquelle reposent les plaques.
Astuce. Pour retenir l'ordre : Croûte → Manteau → Noyau. On peut penser à l'image d'un œuf : coquille = croûte, blanc = manteau, jaune = noyau.
Les températures augmentent avec la profondeur : on parle de gradient géothermique. Cette chaleur interne est à l'origine des phénomènes géologiques comme les séismes et les volcans.
2Les séismes : causes et caractéristiques
Un séisme (ou tremblement de terre) est une vibration soudaine du sol provoquée par une rupture brutale des roches en profondeur.
Vocabulaire essentiel du séisme.
• Foyer (ou hypocentre) : point en profondeur où la rupture se produit. C'est là que l'énergie est libérée.
• Épicentre : point en surface situé à la verticale du foyer. C'est là que les dégâts sont généralement les plus importants.
• Ondes sismiques : vibrations qui se propagent depuis le foyer dans toutes les directions, à travers les roches.
Les séismes sont dus à des contraintes tectoniques : les plaques lithosphériques sont en mouvement permanent. Lorsque les roches ne peuvent plus résister aux forces qui s'exercent sur elles, elles se brisent le long d'une faille (fracture dans les roches), libérant brusquement l'énergie accumulée.
Exemple. La faille de San Andreas, en Californie (États-Unis), est l'une des failles les plus célèbres du monde. Elle est responsable de nombreux séismes importants, dont celui de San Francisco en 1906 (magnitude estimée à 7,9).
Il existe plusieurs types d'ondes sismiques :
• Ondes P (primaires) : ondes de compression, les plus rapides, qui traversent solides et liquides.
• Ondes S (secondaires) : ondes de cisaillement, plus lentes, qui ne traversent que les solides.
• Ondes de surface : se propagent en surface, plus lentes mais responsables des plus grands dégâts.
3La mesure des séismes : sismographe et magnitude
Pour enregistrer et mesurer les séismes, les scientifiques utilisent des instruments appelés sismographes.
Sismographe. Appareil qui enregistre les vibrations du sol au cours du temps. L'enregistrement produit s'appelle un sismogramme. Les sismogrammes permettent de localiser le foyer d'un séisme et d'en mesurer l'intensité.
La puissance d'un séisme est mesurée par deux grandeurs différentes :
| Grandeur | Définition | Exemple |
|---|
| Magnitude | Mesure de l'énergie libérée au foyer (échelle de Richter ou moment). Chaque degré = énergie × 30. | Magnitude 7 = séisme majeur destructeur |
| Intensité | Mesure des effets ressentis en surface (dégâts, ressenti humain). Varie selon la distance à l'épicentre. | Échelle MSK ou EMS-98, de I à XII |
Un même séisme n'a qu'une seule magnitude, mais l'intensité varie selon l'endroit où on se trouve : elle est maximale à l'épicentre et diminue avec la distance.
Attention ! L'échelle de Richter est souvent citée dans les médias, mais les sismologues utilisent aujourd'hui surtout l'échelle de magnitude de moment (Mw), plus précise pour les grands séismes.
Exemple. Le séisme de Haïti du 12 janvier 2010 avait une magnitude de 7,0. Il a causé plus de 200 000 morts en raison de la faible profondeur du foyer (13 km), de la proximité de Port-au-Prince et de la fragilité des constructions.
4Les volcans : structure et fonctionnement
Un volcan est une structure géologique par laquelle du magma (roche fondue en profondeur) remonte vers la surface terrestre.
Structure d'un volcan.
• Chambre magmatique : réservoir de magma situé en profondeur dans la croûte ou le manteau supérieur.
• Cheminée volcanique : conduit par lequel le magma remonte vers la surface.
• Cratère : ouverture au sommet du volcan par où s'effectuent les éruptions.
• Magma : roche fondue riche en gaz dissous, en profondeur. En surface, il s'appelle lave.
La remonté du magma est due à sa densité plus faible que celle des roches solides environnantes, et à la pression des gaz dissous. Quand le magma atteint la surface, on parle d'éruption volcanique.
Les produits émis lors d'une éruption sont variés :
• Laves : roches fondues qui s'écoulent ou se solidifient.
• Pyroclastes : fragments solides projetés (bombes volcaniques, lapilli, cendres).
• Gaz volcanique : vapeur d'eau, CO₂, dioxyde de soufre (SO₂), dangereux pour la santé.
• Nuées ardentes : mélange brûlant de gaz et de cendres qui dévalent les flancs du volcan à grande vitesse.
Astuce. Retiens : le magma est sous la surface (dans la chambre), la lave est à la surface (lors de l'éruption). Même matière, deux mots différents selon la position !
5Volcans effusifs et volcans explosifs
Tous les volcans n'entrent pas en éruption de la même façon. On distingue principalement deux types d'éruptions selon la viscosité de la lave et la teneur en gaz.
| Critère | Volcan effusif | Volcan explosif |
|---|
| Type de lave | Fluide, peu visqueuse | Visqueuse, riche en silice |
| Gaz dissous | S'échappent facilement | Piégés → explosion | |
| Produits émis | Coulées de lave | Cendres, pyroclastes, nuées ardentes |
| Danger | Modéré (lave lente) | Très élevé (explosions soudaines) |
| Forme du volcan | Bouclier étalé | Cône raide (stratovolcan) |
| Exemples | Piton de la Fournaise (La Réunion), Mauna Loa (Hawaï) | Mont Pelée (Martinique), Vésuve (Italie), Pinatubo (Philippines) |
Exemple — volcan effusif. Le Piton de la Fournaise (île de La Réunion) est l'un des volcans les plus actifs du monde. Sa lave basaltique très fluide s'écoule sur de grandes distances. Les éruptions sont spectaculaires mais rarement mortelles.
Exemple — volcan explosif. L'éruption du mont Pelée en Martinique (8 mai 1902) a produit une nuée ardente qui a détruit la ville de Saint-Pierre en quelques minutes, tuant environ 30 000 personnes. C'est l'une des catastrophes volcaniques les plus meurtrières du XXe siècle.
Attention ! Un volcan dit « effusif » peut parfois avoir des phases légèrement explosives, et vice-versa. La distinction est une simplification utile mais non absolue.
6La répartition géographique des séismes et des volcans
Séismes et volcans ne sont pas répartis au hasard sur la planète. Leur distribution géographique révèle des zones précises d'activité géologique intense.
On observe que la majorité des séismes et des volcans se concentre :
- Le long des dorsales océaniques : chaînes de montagnes sous-marines au niveau desquelles deux plaques s'écartent. Volcans effusifs fréquents (ex. : dorsale médio-atlantique).
- Le long des zones de subduction : une plaque océanique plonge sous une plaque continentale. Ces zones génèrent des séismes très puissants et des volcans explosifs (ex. : « Ceinture de feu du Pacifique »).
- Au niveau des zones de collision : deux plaques continentales entrent en collision (ex. : Himalaya, séismes fréquents, peu de volcans).
- Au niveau des points chauds : zones du manteau anormalement chaudes, indépendantes des frontières de plaques (ex. : Hawaï, La Réunion). Ces points chauds produisent des volcans effusifs.
Ceinture de feu du Pacifique. Zone qui encercle l'océan Pacifique, caractérisée par une intense activité sismique et volcanique. Elle correspond aux zones de subduction des plaques océaniques sous les plaques continentales voisines. Elle regroupe 75 % des volcans actifs du globe.
Astuce. Si séismes et volcans sont souvent aux mêmes endroits, c'est parce que ce sont les mêmes mécanismes tectoniques qui en sont responsables : le mouvement des plaques lithosphériques.
7Prévention des risques sismiques et volcaniques
Les séismes et les volcans représentent des risques naturels majeurs. La prévention passe par la surveillance et l'adaptation des sociétés.
Prévention des risques sismiques :
- On ne peut pas prédire exactement la date et le lieu d'un séisme, mais on peut identifier les zones à risque grâce à l'étude des failles actives.
- Les bâtiments dans les zones sismiques sont conçus selon des normes parasismiques : fondations renforcées, structures flexibles pour absorber les vibrations.
- Des exercices d'évacuation et des plans d'urgence sont organisés dans les pays exposés (Japon, Californie…).
Prévention des risques volcaniques :
- Les volcans font l'objet d'une surveillance permanente : mesure des tremblements du sol, de la température, des émissions de gaz, de la déformation du sol.
- Des alertes volcaniques permettent d'organiser des évacuations avant les éruptions les plus dangereuses.
- Des zones d'exclusion sont délimitées autour des volcans actifs.
Exemple. À La Réunion, l'Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise (OVPF) surveille le volcan 24h/24 et émet des bulletins d'alerte réguliers. Cela permet de prévenir la population avant chaque éruption.
Attention ! Même avec une bonne surveillance, certaines éruptions explosives peuvent être très soudaines et difficiles à anticiper avec précision (ex. : éruption sous-marine, réveil brutal d'un volcan endormi).
★À retenir
À retenir :
• La Terre est structurée en enveloppes : croûte, manteau, noyau. La lithosphère est découpée en plaques tectoniques.
• Un séisme résulte d'une rupture brutale de roches : le foyer libère l'énergie, l'épicentre est en surface.
• Le sismographe enregistre les ondes sismiques sur un sismogramme. La magnitude mesure l'énergie libérée ; l'intensité mesure les effets en surface.
• Un volcan est alimenté par une chambre magmatique. La lave en surface peut être fluide (volcan effusif) ou visqueuse (volcan explosif).
• Volcans effusifs = coulées de lave (ex. Piton de la Fournaise) ; volcans explosifs = nuées ardentes, cendres (ex. mont Pelée).
• Séismes et volcans se concentrent aux frontières de plaques (dorsales, subductions, collisions) et aux points chauds.
• La prévention passe par la surveillance, les normes parasismiques et les plans d'évacuation.