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Échelle de Mercalli — intensité des séismes

Mesure l'intensité d'un séisme d'après ses effets observés (I à XII). Article: définition, histoire, interprétation des degrés, usages pratiques, limites et distinction avec les échelles de magnitude.

Auteur: Leandro Alegsa Date de création: 9 mai 2021 Dernière mise à jour: 20 avril 2026

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Présentation générale

L'échelle de Mercalli est une échelle d'intensité utilisée pour décrire les effets et les dommages causés par un tremblement de terre sur les personnes, les constructions et le paysage. Contrairement aux échelles de magnitude (comme l'échelle de Richter ou l'échelle de moment), qui quantifient l'énergie libérée par la source sismique, l'échelle de Mercalli classe les secousses selon leurs manifestations observables et subjectives. Les degrés sont exprimés en chiffres romains, habituellement de I (effets instrumentaux ou non ressentis) à XII (destruction totale).

Origines et évolution

Le nom vient du volcanologue italien Giuseppe Mercalli (1850–1914), qui a proposé une première version qualitative pour décrire les secousses. Au début du XXe siècle, l'échelle a été étendue et remaniée par d'autres spécialistes : Adolfo Cancani a ajouté des niveaux supplémentaires et August Heinrich Sieberg a conduit une révision importante qui a donné lieu à la dénomination Mercalli-Cancani-Sieberg (MCS) en Europe. Dans le monde anglophone, Harry O. Wood et Frank Neumann ont publié une version qui fut ensuite adaptée et affinée par divers auteurs. La variante la plus courante aujourd'hui aux États-Unis est la Modified Mercalli Intensity (MMI), dérivée et normalisée pour les enquêtes post-sismiques.

Caractéristiques et interprétation des degrés

L'échelle décrit une progression allant de sensations humaines et mouvements d'objets à des dommages structurels importants et des changements du terrain. Aux niveaux faibles (I–III), l'échelle repose surtout sur des témoignages et sur des enregistrements instrumentaux; aux niveaux intermédiaires (IV–VI) apparaissent des secousses ressenties par une grande partie de la population et des dommages légers à modérés aux bâtiments; aux niveaux élevés (VII–XII) on constate des dégâts sérieux à dévastateurs, voire l'effondrement d'ouvrages et des altérations durables du paysage.

I–III : peu ou pas de dégâts, mouvement ressenti par quelques personnes ou seulement détecté par instruments.
IV–VI : secousses perceptibles par beaucoup, objets renversés, fissures mineures dans les constructions.
VII–IX : dommages structuraux importants, murs fissurés, toitures affaissées, routes et infrastructures affectées.
X–XII : destruction généralisée, effondrements, déformations du sol et modifications du paysage.

Usages pratiques

L'échelle de Mercalli sert principalement à produire des cartes d'intensité (isoseismales) après un séisme, basées sur des enquêtes de terrain, des rapports témoins et des observations d'ingénieurs. Ces cartes permettent d'évaluer l'étendue des dommages, d'orienter les secours, d'estimer l'exposition du patrimoine bâti et d'alimenter les études historiques lorsque les données instrumentales manquent. Elle est également utile pour comparer la vulnérabilité de différentes régions ou typologies de construction face à des secousses similaires.

Limites et distinctions

Plusieurs facteurs limitent l'usage de l'échelle de Mercalli : elle dépend fortement de la distance à l'épicentre, de la profondeur du séisme, de la géologie locale (amplification des ondes), de l'heure de la journée et de la qualité des constructions. Deux séismes de même magnitude peuvent produire des intensités très différentes selon ces éléments. Par ailleurs, l'échelle reste en partie subjective pour les faibles intensités et pour les zones peu peuplées. Elle est donc complémentaire aux échelles de magnitude, qui mesurent la taille physique de l'événement.

Faits notables et usage historique

Les descriptions Mercalli sont souvent employées en sismologie historique pour reconstruire l'impact d'événements anciens à partir de récits et d'archives. Elles ont aussi influencé la pratique du bâtiment en matière de normes parasismiques : en identifiant les intensités auxquelles des typologies de construction se détériorent, on peut mieux cibler les règles d'ingénierie et les priorités de renforcement. Enfin, l'échelle reste une interface accessible entre experts et grand public, car elle exprime en langage pratique ce que signifie « fort » ou « catastrophique » pour la population et les infrastructures.

Échelle d'intensité de Mercalli modifiée

Les degrés inférieurs de l'échelle d'intensité de Mercalli modifiée traitent généralement de la manière dont le tremblement de terre est ressenti par les gens. Les degrés supérieurs de l'échelle sont basés sur les dommages observés aux structures

Le grand tableau donne les intensités à l'échelle de Mercalli modifiée qui sont généralement observées à des endroits proches de l'épicentre du tremblement de terre.

I. Non ressenti	Il n'est pas ressenti par les humains, mais la technologie est capable de le détecter.
II. Faible	Seul un petit nombre de personnes peuvent se sentir pendant leur sommeil, en particulier aux étages supérieurs des bâtiments.
III. Faible	Les personnes à l'intérieur, en particulier aux étages supérieurs des bâtiments, le ressentent de manière très perceptible. Beaucoup de gens ne reconnaissent pas qu'il s'agit d'un tremblement de terre. Les voitures à l'arrêt peuvent osciller légèrement. Vibrations semblables au passage d'un camion. Durée estimée.
IV. Lumière	Beaucoup se sentent à l'intérieur, peu à l'extérieur pendant la journée. La nuit, certains se sont réveillés. Vaisselle, fenêtres, portes dérangées ; les murs font des bruits de craquement. Sensation comme si un camion lourd frappait un bâtiment. Les voitures à l'arrêt oscillent sensiblement.
V. Modéré	Presque tout le monde l'a ressenti ; beaucoup se sont réveillés. Quelques plats, des fenêtres brisées. Des objets instables renversés. Les horloges à pendule peuvent s'arrêter.
VI. Fort	Tous ont eu peur, beaucoup ont eu peur. Quelques meubles lourds ont été déplacés ; quelques cas de plâtre sont tombés. Légers dégâts.
VII. Très fort	Dommages négligeables dans les bâtiments de bonne conception et de bonne construction ; légers à modérés dans les structures ordinaires bien construites ; dommages considérables dans les structures mal construites ou mal conçues ; certaines cheminées sont cassées.
VIII. Sévère	Dégâts légers dans les structures spécialement conçues ; dégâts considérables dans les bâtiments ordinaires importants avec effondrement partiel. Dommages importants dans les structures mal construites. Chute de cheminées, de cheminées d'usine, de colonnes, de monuments, de murs. Renversement de meubles lourds.
IX. Violent	Dommages considérables dans des structures spécialement conçues ; structures de cadre bien conçues jetées hors d'aplomb. Dommages importants dans les bâtiments importants, avec effondrement partiel. Bâtiments déplacés hors de leurs fondations.
X. Extrême	Certaines structures en bois bien construites ont été détruites ; la plupart des structures en maçonnerie et en charpente ont été détruites avec des fondations. Rails pliés.
XI. Extrêmement dangereux	Peu de structures (de maçonnerie), voire aucune, ne sont encore debout. Les ponts sont détruits. Larges fissures dans le sol. Conduites souterraines complètement hors service. Effondrement et glissement de terrain dans un sol meuble. Rails très courbés.
XII. Catastrophique	Dommages totaux. Vagues vues à la surface du sol. Lignes de vue et niveau déformés. Objets projetés en l'air vers le haut.

Corrélation avec l'ampleur

Ampleur	Intensité de Mercalli modifiée maximale typique
Moins de 2.0	I
2.0 – 2.9	II - III
3.0 – 3.9	III - IV
4.0 – 4.9	IV - V
5.0 – 5.9	V - VI
6.0 – 6.9	VI - VII
7.0 – 7.9	VII - VIII
8.0 ou plus	VIII ou supérieur

Il existe une corrélation entre la magitude et l'intensité du tremblement de terre. Même si cette corrélation existe, il peut être difficile de les relier l'une à l'autre : Cette corrélation dépend de plusieurs facteurs, tels que la profondeur du tremblement de terre, le terrain, la densité de population et les dégâts. Par exemple, le 19 mai 2011, un tremblement de terre de magnitude 0,7 en Californie centrale, aux États-Unis, d'une profondeur de 4 km a été classé d'intensité III par l'United States Geological Survey (USGS) à plus de 160 km de l'épicentre (et d'intensité II à près de 480 km de l'épicentre), tandis qu'un tremblement de terre de magnitude 4,5 à Salta, en Argentine, d'une profondeur de 164 km, était d'intensité I.

Le petit tableau est un guide approximatif des degrés de l'échelle d'intensité de Mercalli modifiée. Les couleurs et les noms descriptifs indiqués ici diffèrent de ceux utilisés sur certaines cartes de secousses dans d'autres articles. Cependant, il ne sera pas précis à 100%.

Questions et réponses

Q : À quoi sert l'échelle d'intensité de Mercalli ?

R : L'échelle d'intensité de Mercalli sert à mesurer l'intensité des tremblements de terre.

Q : En quoi l'échelle de Mercalli diffère-t-elle de l'échelle de Richter ?

R : Contrairement à l'échelle de Richter, l'échelle de Mercalli ne mesure pas directement l'énergie d'un tremblement de terre. Elle classe les tremblements de terre en fonction de leurs effets et des destructions qu'ils provoquent.

Q : Que décrit l'échelle de Mercalli lorsqu'il y a peu de dégâts ?

R : Lorsqu'il y a peu de dégâts, l'échelle de Mercalli décrit la façon dont les gens ont ressenti le tremblement de terre ou le nombre de personnes qui l'ont ressenti.

Q : Pourquoi les non-géologues utilisent-ils souvent l'échelle de Mercalli ?

R : Les non-géologues utilisent souvent l'échelle de Mercalli parce qu'il est plus facile pour les gens de décrire les dégâts causés par un tremblement de terre que d'effectuer les calculs de l'échelle de Richter.

Q : Qui a développé l'échelle de Mercalli à l'origine et combien de niveaux comportait-elle ?

R : Giuseppe Mercalli a développé à l'origine l'échelle de Mercalli avec dix niveaux.

Q : Qui a étendu l'échelle de Mercalli à douze niveaux ?

R : Adolfo Cancani a étendu l'échelle de Mercalli à douze niveaux.

Q : Qu'est-ce que l'échelle de Mercalli-Cancani-Sieberg et l'échelle de Mercalli-Wood-Neumann ?

R : L'échelle de Mercalli-Cancani-Sieberg est un autre nom pour l'échelle d'intensité de Mercalli, tandis que l'échelle de Mercalli-Wood-Neumann fait référence à la traduction anglaise de l'échelle de Mercalli par Harry O. Wood et Frank Neumann. Charles Francis Richter a également édité l'échelle de Mercalli et a développé plus tard l'échelle de Richter.

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