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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.
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.
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