Calcul du mouvement sismique associé à un séisme de référence pour un site donné avec prise en compte de l'effet site : méthode empirique linéaire et modélisation de l'effet de site non-linéaire

Seismic motion estimation for a given site considering a design eartquake and taking acount site effect : linear empirical approach and modelisation on non linear site effect

• Auteur / Autrice : Philippe Lussou
• Direction : Pierre-Yves Bard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique, géochimie, géomécanique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

Deux approches sont mises en oeuvre pour calculer le mouvement sismique associé à un séisme de référence en considérant les conditions locales du site étudié : ''loi empirique'' et ''site spécifique''. Dans la première partie de la thèse (approche''loi empirique''), de nouvelles lois d'atténuation sont déterminées à l'aide des données du réseau japonais K-NET. La classification de site se fait à l'aide de Vs30 (célérité moyenne des ondes de cisaillement sur 30 mètres de profondeur) mesuré in situ et/ou de F0 (fréquence prédominante du site déterminée à l'aide d'enregistrements de séisme). Ces nouveaux systèmes de classification sont appliqués au spectre de réponse en accélération, ainsi qu'à d'autres paramètres de description du mouvement du sismique (durée, intensité, etc). Dans la deuxième partie de la thèse le site étudié est décrit par un milieu stratifié horizontal composé de couches homogènes dont le comportement est modélisé par simulation numérique. Trois codes de calcul sont utilisés pour évaluer l'effet de site non linéaire : SHAKE (linéaire équivalent), NOAH et CYBERQUAKE (non linéaires). Les tests réalisés dans cette partie ont mis en évidence les faiblesses du modèle linéaire-équivalent par rapport aux modèles non linéaires pour les fréquences supérieures à 5Hz. Par ailleurs, des calculs effectués à partir d'enregistrements obtenus sur les sites de Port Island et de Kushiro Port (au Japon) ont montré l'intérêt d'utiliser des enregistrements obtenus en profondeur pour réaliser des calculs non linéaires. A la suite de ces tests, le site du Synchrotron (Grenoble) est étudié afin d'évaluer l'influence du comportement mécanique des couches superficielles de sol sur le mouvement sismique. Il ressort de cette étude que le mouvement sismique prévisible sur le site étudié dépend davantage de l'effet de site global dû à la géométrie tri-dimensionnelle de la cuvette grenobloise que de l'effet de site local (sol superficiels).