Dossiers scientifiques
 

Thèse BDI (CEA-CNRS) soutenue le vendredi 30 janvier 2009 à l’Université Grenoble 1.


Titre : Simulation aveugle large bande du mouvement sismique

Nom du thésard : Mathieu Causse

Directeur de thèse : Fabrice Cotton (LGIT – Grenoble)

Responsable CEA : Bruno Hernandez


 Résumé :

Prédire les mouvements du sol « en aveugle », c'est-à-dire générés par un séisme futur, est essentiel pour anticiper les dommages causés aux bâtiments. Cette thèse propose deux nouvelles approches, fondées sur la technique des fonctions de Green empiriques (FGE), pour calculer le mouvement sismique dans un milieu complexe, sur une large gamme de fréquences, et à partir d’un processus de rupture sur la faille réaliste. La première méthode utilise une représentation simple de la source (modèle de « crack »). Dans la seconde, la rupture est décrite par un modèle cinématique complexe en « k-2 ». De plus, afin de calculer le mouvement sismique basse fréquence, les FGE bruitées en dessous de 1 Hz sont remplacées par des simulations numériques par éléments spectraux 3D. La difficulté principale pour simuler « en aveugle » est le choix des paramètres de la source (chute de contrainte, point de nucléation,...), mal contraints, et qu’il faut pourtant estimer a priori. Ce choix contrôle le niveau médian et la variabilité du mouvement sismique. La première solution testée consiste à déterminer directement les lois de distributions de ces paramètres à partir des résultats issus de l’inversion cinématique. Afin de garantir que les niveaux simulés sont réalistes, nous proposons dans un second temps de calibrer les simulations par FGE en un site de référence au rocher en utilisant un modèle de prédiction empirique. Les différentes méthodes sont appliquées pour simuler dans le bassin grenoblois un séisme de magnitude 5,5 à 15 km. La comparaison aux normes EC8 montre que les spectres réglementaires sont dépassés en certains points du bassin sédimentaire, à 0,3 Hz et autour de 0,2 Hz.

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  La méthode de fonctions de Green empiriques (FGE) permet de simuler en un point le mouvement sismique créé en cas de fort séisme en sommant des enregistrements de petits séismes décalés dans le temps, et enregistrés au même point. Elle permet de prendre en compte naturellement les effets de site et de propagation.


 
Le directeur de thèse Fabrice COTTON
CEA
  CNRS
  LGIT