VII. A supérieur à

Toutes les constructions sont totalement détruites, à l'exception d'un petit nombre de celles en bois; quelques portes ou habitations de bois reposant sur des pierres de fondation, sont projetées jusqu'à trois pieds de distance; il se produit d'énormes glissements de terrain, accompagnés de failles et de dénudations.

Cette échelle est très intéressante, car elle résulte d'une vaste enquête officielle, conduite avec toutes les garanties désirables d'exactitude, sur une surface très grande, dans un pays très habité, et parce qu'au point de vue des effets des tremblements de terre sur les cons-

INTENSITÉ DU MOUVEMENT SÉISMIQUE Ijl

tnictions, elle fournit des valeurs expérimentales de Taccélération maximum nécessaire pour produire chacun d'eux, tandis que les calculs de Bassani, relatifs au travail correspondant, reposent surtout sur la théorie, plutôt que sur l'observation. Pour déterminer les accélérations maxima correspondant aux divers degrés de son échelle, Omori s'est servi de deux formules fournissant, pour un corps de dimensions données, la valeur de cet élément capable de le renverser, ou de le fracturer. 11 est nécessaire d'en dire quelques mots Pour le renversement d'un corps de faible base par rapport à sa hauteur, pilier, colonne, cheminée, etc., si x est la hauteur de son centre de gravité au-dessus de la base, et y la distance horizontale de ce môme point à l'arête de base autour de laquelle le renversement tend à se produire, on se sert de l'équation dite de West*.

où g est la valeur locale de l'accélération de la pensateur. Le poids du corps n'y intervient pas, et cette formule a eu bien souvent l'occasion d'être vérifiée expérimentalement au Japon, où les abords des temples sont ornés d'allées de colonnes de pierre, de formes diverses, destinées à supporter des lanternes et appelées Ishidoros.

Au contraire, le fracturement d'un édifice n'est pas une question encore résolue tant les circonstances mécaniques du problème sont complexes. Mais pour le cas d'un simple mur, on a la formule :

2gYpJ^ df \N

W et /sont le poids de la portion fracturée et la hauteur de son centre de gravité au-dessus de la section de fracture ; d est la dimension de la section de fracture dans la direction du choc séismique et p son aire ; K est son rayon d'inertie autour de l'axe de symétrie passant par le centre de cette section et perpendiculaire à son pion; F est la force de cohésion de la matière du mur.

Cette formule d'Omori a été vérifiée par des expériences directes an moyen d'un appareil spécial, la table de choc, appliquée à des colonnes de formes et de matières diverses et expressément construites dans ce but. La possibilité de faire varier, dans d'assez grandes limites, l'impulsion artificielle représentant celle du choc séismique, conduit à accorder toute confiance à cette formule, établie

* Milne and Omori. Nverturning and fracturing of brick and another columns by bonzontally applied motions [Séism. journ. ofJapan, 1893, 1, p. 59).

théoriquement, il est vrai, en raison de son parfait accord avec les résultats expérimentaux'.

Mallet* s'était déjà occupé de Taccélératîon maximum et, lors du grand tremblement de terre de la Basilicate du 16 décembre 1857, il avait trouvé des valeurs oscillant entre 9 et 21 pieds, chiflFres qu'Omori trouve tout à fait exagérés; il s'appuie pour cela sur ce qu'au désastre du Mino et de TOwari, du 28 octobre 1891, il n'a trouvé que des valeurs comprises entre 2 400 et 4 300 millimètres, dont la plus grande est inférieure aux deux tiers de celle de Mallet, alors que ce tremblement de terre du Japon a été certainement beaucoup plus violent que celui de la Basilicate. Il y a d'autant plus de raison de considérer les résultats d'Omori comme les plus exacts que, par deux procédés diflférents, il a trouvé la même valeur de 4000 millimètres pour les édifices de Katsamatsu en moyenne et pour le pont du chemin de fer établi tout près sur le fleuve Kiso-Gawa.

Malgré bien des affirmations contraires, il est avéré que jamais on n'a scientifiquement constaté que des objets aient été lancés en l'air; autrement dit, jamais l'accélération maximum d'un tremblement de terre n'est assez grande pour contrebalancer et dépasser celle de la pesanteur.

Dès que l'intensité d'un tremblement de terre est capable de produire quelques dégâts aux constructions, c'est-à-dire à partir de l'intensité VII de l'échelle De Rossi-Forel, ou VI de celle de Mercalli, l'usage de celle d'Omori s'impose, mais alors on reste pour les degrés inférieurs avec une échelle vague, ou du moins ne correspondant à aucun élément mécanique numériquement évalué. On a cherché à remédier à cet inconvénient grave, et c'est ce qu'avait d'abord fait Holden'. Dans ce but, ce dernier a extrait de son premier catalogue séismique californien* 200 tremblements de terre ressentis à San Francisco, et dont les descriptions étaient assez précises pour lui permettre d'en déduire le degré dans l'échelle De Rossi-Forel. Puis il s'est donné une table de correspondance de ces degrés en millimètres

* Omori. Note on applied seismology. Part I, Section IV : Seismic experiments on the fracturing of brick columns (C. R, de lapremièi^e conférence séismologique inlemationale de Strasbourg, Leipzig, 1902).

' The first principles of observational seismology as developed in the report io the Royal Society of London on the expédition made by command of the Society into the interior of the Kingdom of Saples, to investigate the circumstances of the great earthquake ofDecember 1857 (London, 1862).

' Note on earthquake intensity in San Francisco (Amencanjourn. ofsc. June 1888, XXXV, p. 427).

♦ List of recorded earthquakes in California, Lower California, Oregon and Washington /erri/ory (Sacramento, 1887).

INTENSITÉ DU MOUVEMENT SÉISMlQUE 59

d'accélération maximum. Comme résultat d'ensemble à retenir et susceptible de donner une idée approximative sur la grandeur des effets mécaniques dus aux tremblements de terre, il a pris pour accélération moyenne celle des degrés III et IV, en l'estimant à 50 millimètres, et il l'a appliquée aux 217 séismes d'intensité mal déterminés ressentis à San Francisco pendant la même période de 80 ans, concurremment avec les 200 mieux étudiés. Obtenant ainsi au total 22900 millimètres pour ceux-ci et 10460 pour ceux-là, en tout 33360, il en a conclu que l'énergie séismique développée pendant ce même laps de temps aurait été telle que si elle eût été dépensée en un instant, elle aurait produit une accélération égale à 3,4 fois celle de la gravité, résultat qui n'est que curieux.

Bien plus tard, Cancani est revenu sur la question et a proposé * une échelle en même temps rationnelle et empirique, en fondant celle de Mercalli pour les degrés inférieurs avec celle d'Omori pour les plus élevés et en définissant pour chacun d'eux les limites expérimentales des valeurs de l'accélération maximum en millimètres par seconde. Pour cela, il s'est appuyé sur toutes les valeurs obtenues pour cet élément dans un grand nombre de tremblements de terre d'intensités empiriques connues et il a fait les interpolations numériques nécessaires. Cette échelle de Cancani représente très bien l'ensemble, des observations, et elle a cet avantage que d'un degré à l'autre, les valeurs de l'accélération varient dans un rapport simple, 2 ou 2,3. 11 y aurait donc lieu de la recommander sans réserves, si son emploi n'était pas à peu près interdit aux observateurs ordinaires. Au fond, cela importe peu, puisque des descriptions détaillées de ces derniers les séismologues déduiront sans peine le degré correspondant de cette échelle mécaniquement rationnelle. Le tableau 111 montre l'inexactitude des estimations de Holden.

On se rendra facilement compte de la signification mécanique de l'accélération maximum correspondant aux plus violents tremblements de terre, si l'on réfléchit que, pour ces derniers, on est bien loin de la valeur de celle qui correspond à la gravité et est comprise entre 9780 et 9840 millimètres par seconde. Ceschifl'resne sont vraisemblablement jamais atteints, ce qui permet de dire que les relations où l'on parle d'objets lancés en l'air par des séismes sont apocryphes et fausses.

Pour faciliter la lecture d'un certain nombre de travaux où des

^ Sur l'emploi d'une double échelle séismique des intensités, empirique et absolue (C. R, de la deuxième conférence séismologique internationale de Strasbourg^ Annexe A, p. 10. Leipzig, 1904).

échelles conventionnelles particulières ont été employées, on donne ci-contre une table de correspondance.

C'est d'une façon très vague que la durée pendant laquelle un trem-

TABLEAU m

Échelle de Cancani.

Accélération en millimètres par seconde, d'après Holden.

Échelle De Rossi- Forol.

ÉCURI.LB

te

Accélérations <*« l 5

millimètres par \ ^

seconde. 1 g

Échelle db Cancani.

Limites de l'accélération en millimètres par seconde.

Srcx^ukkk :

de :

Instrumentale.

Très légère.

Légère.

Sensible ou médiocre.

ilO

Assez forte.

Forte.

Très forte.

Ruineuse.

Désastreuse.

Très désastreuse

Catastrophe.

au dcii de 4000

Grande catastrophe.

blement de terre est senti par un observateur pourrait servir de critérium relativement à son intensité. Quoiqu'en général un séisme soit d'autant plus long qu'il est plus fort, cette relation n'a rien de constant. D'ailleurs, la durée apparente est le plus souvent très exagérée dans les relations : le temps pendant lequel le sol perd sa fixité parait toujours long. On sait que les secousses séismiques se perçoivent mieux sous Tabri d'une habitation qu'en plein air, surtout à la campagne; et, dans le même ordre d'idées, Davison* a montré pour deux tremblements de terre récents et importants (relativement) des lies Britanniques, que la durée apparente est notablement plus grande pour

^ The eCTects of an observer's conditions on his perception of an earthquake (6e/iràfje zur Geophysik, 1906, VIII, p. 68).