Hodochrone : qu'est-ce que c'est ?

En sismologie, un hodochrone est un graphique qui présente le temps d'arrivée d'une onde sismique enregistré au niveau de plusieurs stations sismologiques, en fonction de la distance à l’épicentre. Il ne faut pas le confondre avec les sismogrammes, qui représentent graphiquement le mouvementmouvement du sol lors de l'arrivée des ondes sismiques.

L'hodochrone est en effet construit à partir des sismogrammes et donne des informations sur le temps de propagation d'un certain type d'onde dans le sous-sol.

Construction d’un hodochrone

Lors d’un séisme, différents types d’ondes vont être générés au niveau de l’épicentre par la rupture d’une faille. En arrivant en surface, ces ondes vont produire des secousses, qui vont être enregistrées localement par des sismomètres. Sur les enregistrements appelés sismogrammes, on va ainsi pouvoir observer, pour un même lieu, l'arrivée progressive des différents types d'ondes. Le sismogramme va donc permettre de mesurer l'heure d'arrivée de la première onde et des suivantes, et notamment de calculer l'écart de temps entre l'arrivée des ondes P, S et de surface par exemple.

Exemple de sismogramme pour le séisme ayant eu lieu au Pakistan en 2005. On voit en premier l’arrivée des ondes P, puis les ondes S. Le fort train d’onde qui arrive ensuite correspond aux ondes de surface. © Banque de Schémas de l’académie de Dijon

La constructionconstruction d'un hodochrone se fait à partir des sismogrammes générés pour plusieurs stations situées à des distances variables de l'épicentre. Pour construire l'hodochrone de l'onde P, on va ainsi mesurer le temps d'arrivée de ce type d'onde sur les différents sismogrammes et reporter la valeur sur l'hodochrone, en fonction de la distance de la station d'enregistrement à l'épicentre. En reliant les points on obtient alors une courbe qui illustre la propagation de l'onde P dans le sous-sol. On parle d'hodochrone observé des ondes P.

Principe de construction d'un hodochrone à partir des sismogrammes obtenus pour trois stations a, b et c. © Banque de schémas de l'académie de Dijon

Hodochrone observé et calculé

Pour le même séismeséisme, il est ensuite possible de construire un hodochrone calculé, c'est-à-dire un hodochrone synthétique que l'on obtient cette fois-ci non pas à partir de données observées mais d'un modèle théorique de vitessevitesse des ondes P dans le sol, en fonction de la profondeur. La comparaison de l'hodochrone calculé et de l'hodochrone observé permet alors de jauger de la validité du modèle théorique de vitesse des ondes et de structure du globe utilisé.

Grâce à ces itérations, il a été possible de construire un modèle de plus en plus précis de la structure interne de la Terre, des modes de propagation des ondes et de leur vitesse dans chaque milieu, mais également de mettre en évidence les hétérogénéités locales du sous-sol.