Charles Francis Richter et l’échelle de RichterCharles Francis Richter (1900-1985) est l’inventeur de l’échelle du même nom qui sert à mesurer l’intensité d’un tremblement de terre. En 1935, insatisfait des échelles existantes décrivant les séismes en termes de destruction ou sensation, il présente une échelle permettant de décrire l’intensité d’un tremblement de terre à son épicentre par l’énergie mise en jeu.Charles F. Richter était l’un des développeurs de l’échelle de Richter qui est utilisée pour mesurer la magnitude des tremblements de terre. Charles F. Richter est rappelé chaque fois qu’un tremblement de terre se produit. Avec le sismologue d’origine allemande Beno Gutenberg, Richter a développé l’échelle qui porte son nom et mesure la magnitude des tremblements de terre. Richter a été un pionnier de la recherche sismologique à une époque où les données sur la taille et l’emplacement des tremblements de terre étaient rares. Il est l’auteur de deux manuels qui sont encore utilisés comme références dans le domaine et sont considérés par de nombreux scientifiques comme sa plus grande contribution, dépassant l’échelle de Richter la plus populaire. Consacré à son travail toute sa vie, Richter a fait installer à un moment donné un sismographe dans son salon et il a accueilli à toute heure les questions sur les tremblements de terre.Charles Francis Richter est né le 26 avril 1900 dans une ferme près de Hamilton, Ohio, au nord de Cincinnati. Ses parents ont divorcé quand il était très jeune. Il a grandi avec son grand-père maternel, qui a déménagé la famille à Los Angeles en 1909. Richter est allé dans une école préparatoire associée à l’Université de Californie du Sud, où il a passé sa première année à l’université. Il a ensuite été transféré à l’Université de Stanford, où il a obtenu un A.B. diplôme en physique en 1920. Richter a obtenu son doctorat en physique théorique du California Institute of Technology (Caltech) en 1928. Cette même année, il épouse Lillian Brand de Los Angeles, professeur d’écriture créative. Robert A. Millikan, physicien lauréat du prix Nobel et président de Caltech, avait déjà proposé à Richter un emploi au nouveau laboratoire de sismologie de Pasadena, alors géré par la Carnegie Institution de Washington. Ainsi, Richter a commencé à appliquer sa formation en physique à l’étude de la Terre.En tant que jeune assistant de recherche, Richter s’est fait un nom très tôt lorsqu’il a entamé une collaboration de plusieurs décennies avec Beno Gutenberg, alors directeur du laboratoire. Au début des années 1930, la paire était l’un des nombreux groupes de scientifiques du monde entier qui tentaient d’établir une méthode standard pour mesurer et comparer les tremblements de terre. Le laboratoire sismologique de Caltech prévoyait de publier des rapports réguliers sur les tremblements de terre du sud de la Californie, de sorte que l’étude Gutenberg-Richter était particulièrement importante. Ils devaient pouvoir répertorier plusieurs centaines de tremblements de terre par an avec une échelle objective et fiable. À l’époque, la seule façon d’évaluer les chocs était une échelle mise au point en 1902 par le prêtre et géologue italien Giuseppe Mercalli. L’échelle de Mercalli classait les tremblements de terre de 1 à 12, selon la façon dont les bâtiments et les personnes réagissaient au tremblement. Un choc qui fait osciller des lustres peut être évalué à 1 ou 2 sur cette échelle, tandis qu’un choc qui détruit d’immenses bâtiments et crée la panique dans une ville surpeuplée peut compter pour un 10. Le problème évident avec l’échelle de Mercalli était qu’elle reposait sur des mesures subjectives de la qualité de la construction d’un bâtiment et de l’habitude de la population à ce genre de crise. L’échelle de Mercalli a également rendu difficile l’évaluation des tremblements de terre qui se sont produits dans des zones reculées et peu peuplées.L’échelle développée par Richter et Gutenberg, connue sous le seul nom de Richter, était plutôt une mesure absolue de l’intensité d’un tremblement de terre. Richter a utilisé un sismographe – un instrument généralement constitué d’un rouleau de papier se déroulant constamment, ancré à un endroit fixe, et d’un pendule ou d’un aimant suspendu avec un dispositif de marquage au-dessus du rouleau – pour enregistrer le mouvement réel de la terre lors d’un tremblement de terre. L’échelle prend en compte la distance de l’instrument à l’épicentre, ou le point au sol qui est directement au-dessus de l’origine du tremblement de terre. Richter a choisi d’utiliser le terme «magnitude» pour décrire la force d’un tremblement de terre en raison de son intérêt précoce pour l’astronomie ; les astronomes utilisent le mot pour décrire la luminosité des étoiles. Gutenberg a suggéré que l’échelle soit logarithmique, de sorte qu’un séisme de magnitude 7 serait dix fois plus fortes qu’un 6, cent fois plus fortes qu’un 5 et mille fois plus fort qu’un 4. (Le tremblement de terre de Loma Prieta en 1989 qui a secoué San Francisco était de magnitude 7,1.)L’échelle de Richter a été publiée en 1935 et est immédiatement devenue la mesure standard de l’intensité des tremblements de terre. Richter ne semblait pas préoccupé par le fait que le nom de Gutenberg n’était pas inclus au début ; mais plus tard, après la mort de Gutenberg, Richter a commencé à insister pour que son collègue soit reconnu pour avoir étendu l’échelle à appliquer aux tremblements de terre dans le monde entier, pas seulement dans le sud de la Californie. Depuis 1935, plusieurs autres échelles de magnitude ont été développées. Selon les données disponibles, différentes sont utilisées, mais toutes sont généralement connues sous le nom de Richter.Pendant plusieurs décennies, Richter et Gutenberg ont travaillé ensemble pour surveiller l’activité sismique dans le monde. À la fin des années 1930, ils ont appliqué leur échelle aux tremblements de terre profonds, ceux qui se produisent à plus de 185 miles sous le sol, qui se classent particulièrement haut sur l’échelle de Richter – 8 ou plus. En 1941, ils ont publié un manuel, Seismicité de la Terre, qui, dans son édition révisée, est devenu un ouvrage de référence standard dans le domaine. Ils ont travaillé à localiser les épicentres de tous les séismes majeurs et à les classer en groupes géographiques. Toute sa vie, cependant, Richter a averti que les enregistrements sismologiques ne reflètent que ce que les gens ont mesuré dans les zones peuplées et ne sont pas un véritable échantillon représentatif des chocs qui se sont réellement produits. Il est longtemps resté sceptique quant aux affirmations de certains scientifiques selon lesquelles ils pourraient prédire les tremblements de terre.Richter est resté à Caltech pendant toute sa carrière, à l’exception d’une visite à l’Université de Tokyo de 1959 à 1960 en tant que boursier Fulbright. Il s’est impliqué dans la promotion de bons codes de construction en cas de tremblement de terre, tout en décourageant la surestimation des dangers d’un tremblement de terre dans une zone peuplée comme Los Angeles. Il a souligné que les statistiques révèlent que la conduite sur autoroute est beaucoup plus dangereuse que de vivre dans une zone sismique. Il a souvent donné des conférences sur la façon dont les pertes de vie et les dommages matériels étaient en grande partie évitables lors d’un tremblement de terre, avec une formation et des codes de construction appropriés- il s’est opposé à la construction de tout ce qui dépasse trente étages, par exemple. Au début des années 1960, la ville de Los Angeles a écouté Richter et a commencé à retirer les ornements et les corniches étrangers, mais potentiellement dangereux, de ses bâtiments. Los Angeles a subi un tremblement de terre majeur en février 1971 et les responsables de la ville ont crédité Richter d’avoir sauvé de nombreuses vies. Richter a également joué un rôle déterminant dans la création du Southern California Seismic Array, un réseau d’instruments qui a aidé les scientifiques à suivre l’origine et l’intensité des tremblements de terre, ainsi qu’à cartographier leur fréquence avec beaucoup plus de précision. Son étude diligente a abouti à ce qu’on a appelé l’un des catalogues les plus précis et les plus complets de l’activité sismique, le catalogue Caltech des tremblements de terre de Californie.Plus tard dans sa carrière, Richter se souviendra de plusieurs tremblements de terre majeurs. Le tremblement de terre de Long Beach en 1933 en était un, qu’il ressentit alors qu’il travaillait tard à Caltech une nuit. Ce tremblement de terre a causé la mort de 120 personnes dans la ville alors peu peuplée du sud de la Californie ; cela a coûté l’équivalent de l’époque de la dépression de 150 millions de dollars en dommages et intérêts. Le physicien lauréat du prix Nobel Albert Einstein était en ville pour un séminaire lorsque le tremblement de terre a frappé, selon un article du 8 mars 1981 dans le San Francisco Chronicle. Einstein et un collègue de Richter traversaient le campus au moment du tremblement de terre, tellement absorbés par la discussion qu’ils étaient inconscients du balancement des arbres. Richter s’est également souvenu des trois grands tremblements de terre qui ont frappé en 1906, alors qu’il avait six ans dans la ferme de l’Ohio. Cette année-là, San Francisco a subi un séisme de 8,3, la Colombie et l’Équateur un 8,9 et le Chili un 8,6.En 1958, Richter a publié son texte Elementary Seismology, dérivé des conférences qu’il a fidèlement enseignées aux étudiants de premier cycle de Caltech ainsi que de décennies d’études sur les tremblements de terre. De nombreux scientifiques considèrent ce manuel comme la plus grande contribution de Richter, car il n’a jamais publié de nombreux articles scientifiques dans des revues professionnelles. La sismologie élémentaire contenait des descriptions des principaux tremblements de terre historiques, des tableaux et des graphiques, et des sujets allant de la nature du mouvement des tremblements de terre à l’assurance contre les tremblements de terre et à la construction de bâtiments. Les collègues de Richter ont soutenu qu’il y avait mis tout ce qu’il savait. Le livre a été utilisé dans de nombreux pays.Dans les années 1960, Richter fait installer un sismographe dans son salon afin de pouvoir surveiller les tremblements de terre à tout moment. Il a drapé les enregistrements sismographiques – de longs rouleaux de papier couverts de lignes sinueuses – sur le dossier des chaises du salon. (Selon Richter, sa femme considérait le sismographe comme un sujet de conversation.) Il répondait aux questions de la presse à toute heure de la nuit et ne semblait jamais fatigué de parler de son travail. Parfois, il devenait obsédé par l’idée de parler à la presse ; lorsqu’un tremblement s’est produit pendant les heures de travail de Caltech, Richter s’est assuré qu’il serait celui qui répondrait aux appels – il a posé le téléphone du laboratoire sur ses genoux.
Richter a consacré toute sa vie à la sismologie. Il a même appris le russe, l’italien, le français, l’espagnol et l’allemand, ainsi qu’un peu de japonais, afin de lire des articles scientifiques dans leur langue d’origine. Son dévouement à son travail était complet ; en fait, il est devenu furieux à la moindre insulte. Par exemple, lors de sa fête de retraite de Caltech en 1970, certains chercheurs du laboratoire ont chanté une parodie intelligente de l’échelle de Richter. Richter était furieux à l’idée que son travail pouvait être considéré comme une blague. Au cours de sa vie, il a bénéficié d’une grande reconnaissance publique et professionnelle, notamment en tant que membre de l’Académie américaine des arts et des sciences et en tant que président de la Seismological Society of America, mais il n’a jamais été élu à la National Academy of Sciences. Après sa retraite, Richter a aidé à démarrer une société de conseil sismique qui évaluait des bâtiments pour le gouvernement, pour des services publics tels que le département de l’eau et de l’électricité de Los Angeles et pour des entreprises privées.
Richter aimait écouter de la musique classique, lire de la science-fiction et regarder la série télévisée Star Trek. L’un de ses grands plaisirs, depuis qu’il a grandi en marchant dans les montagnes du sud de la Californie, était de faire de longues randonnées solitaires. Il a préféré camper seul, loin des autres. Mais être seul avait ses inconvénients ; une fois, il a rencontré un ours brun curieux, qu’il a chassé en chantant à haute voix une chanson torride. Après son mariage, Richter a poursuivi ses randonnées en solo, en particulier à Noël, lorsque lui et sa femme se séparaient pendant un certain temps. À ces moments-là, Lillian se livrait à son intérêt pour les voyages à l’étranger. Le couple n’avait pas d’enfant. Un fait peu connu à leur sujet, selon la nécrologie de Richter dans le Los Angeles Times, est qu’ils étaient nudistes. Lillian est décédée en 1972. Richter est décédé à Pasadena le 30 septembre 1985 d’une insuffisance cardiaque congestive.
La vie plus tard
Richter est resté à l’Institut Carnegie jusqu’en 1936, date à laquelle il a obtenu un poste au California Institute of Technology, où Beno Gutenberg a travaillé, et où il a passé le reste de sa carrière, devenant finalement professeur de sismologie en 1952. En 1941, Gutenberg et Richter a publié Sismicité de la Terre. Son édition révisée, publiée en 1954, est considérée comme une référence standard dans le domaine. En 1958, il publie Elementary Seismology basé sur ses notes d’enseignement de premier cycle. Comme Richter n’a jamais publié dans des revues scientifiques à comité de lecture, cela est souvent considéré comme sa contribution la plus importante à la sismologie.
Ingénierie parasismique et codes du bâtiment
Richter a passé 1959 et 1960 au Japon en tant que boursier Fulbright. À cette époque de sa carrière, il s’est impliqué dans le génie parasismique en élaborant des codes de construction pour les zones sujettes aux tremblements de terre. Le gouvernement de la ville de Los Angeles a retiré de nombreux ornements et corniches des bâtiments municipaux dans les années 1960 à la suite des campagnes de sensibilisation de Richter. Après le tremblement de terre de San Fernando en 1971, la ville a cité les avertissements de Richter comme importants pour prévenir de nombreux décès. Richter a également aidé à établir le Southern California Seismic Array, un réseau d’instruments utilisés non seulement pour suivre l’intensité et l’origine des tremblements de terre, mais aussi pour cartographier leur fréquence.
Qu’est-ce qu’un sismographe et comment fonctionne-t-il ?
Un sismographe est un appareil de mesure du mouvement de la terre, et se compose d’un capteur de détection de mouvement du sol, appelé sismomètre, couplé à un système d’enregistrement. Un simple sismomètre sensible aux mouvements de haut en bas de la terre peut être compris en visualisant un poids suspendu à un ressort. Le ressort et le poids sont suspendus à un cadre qui se déplace avec la surface de la terre. Lorsque la terre se déplace, le mouvement relatif entre le poids et la terre fournit une mesure du mouvement vertical du sol. Si un système d’enregistrement est installé, tel qu’un tambour rotatif fixé au cadre et un stylo fixé à la masse, ce mouvement relatif entre le poids et la terre peut être enregistré pour produire un historique du mouvement du sol, appelé sismogramme.
Les sismographes fonctionnent sur le principe de l’inertie – les objets stationnaires, tels que le poids dans l’image ci-dessus, restent stationnaires à moins qu’une force ne leur soit appliquée. Le poids a donc tendance à rester immobile pendant que le châssis et le tambour sont en mouvement. Les sismomètres utilisés dans les études sur les tremblements de terre sont conçus pour être très sensibles aux mouvements du sol, de sorte que des mouvements aussi petits que 1/10 000 000 de centimètres (distances presque aussi petites que l’espacement atomique) peuvent être détectés sur des sites très calmes. Les plus grands tremblements de terre, comme le tremblement de terre de magnitude 9,1 Sumatra-Îles Andaman en 2004, créent des mouvements du sol sur toute la Terre pouvant atteindre plusieurs centimètres de haut.
Les sismomètres de recherche modernes sont électroniques, et au lieu d’utiliser un stylo et un tambour, le mouvement relatif entre le poids et le cadre génère une tension électrique qui est enregistrée par un ordinateur. En modifiant la disposition du ressort, de la masselotte et du bâti, les sismomètres peuvent enregistrer des mouvements dans toutes les directions. Les sismomètres enregistrent également couramment les mouvements du sol causés par une grande variété de sources naturelles et artificielles, telles que les arbres soufflant dans le vent, les voitures et les camions sur l’autoroute et les vagues de l’océan se brisant sur la plage.
http://www.scientificlib.com/en/Geology/Biography/CharlesFrancisRichter.html