Recherche Avancée

Thèse en cours

Évaluation de l’aléa sismique en tenant compte des effets de site.

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Auteur / Autrice : Wassim Limam
Direction : Patrick de Buhan
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Génie Civil
Date : Inscription en doctorat le 15/12/2013
Etablissement(s) : Paris Est en cotutelle avec ENIT ( Ecole Nationale des Ingénieurs de Tunis) / Université Tunis - El Manar
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : NAVIER

Résumé

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La précision de l'aléa sismique repose sur une bonne connaissance au niveau régional du contexte géologique et tectonique et de la sismicité historique et instrumentale. L’aléa sismique est défini comme la probabilité, en une région et une période de temps données, qu'une secousse sismique atteigne ou dépasse une certaine magnitude (Energie des ondes sismiques), intensité (Effets ressentis en surface) ou accélération du sol. L'évaluation de l'aléa se fait à deux échelles d'étude successives : - une échelle régionale, où le milieu est considéré comme géologiquement homogène ; - une échelle locale, où sont pris en compte les effets de site (lithologiques et topographiques), les effets induits (stabilité des pentes, liquéfaction des sols) et éventuellement les déformations cosismiques. Concernant l’évaluation de l’aléa régional, il existe deux approches principales, déterministes et probabilistes, pour l’évaluation du mouvement sismique de référence d’une région. Chacune d’elles repose sur une analyse de la sismicité et sur des études sismotectoniques et géologiques. Elles diffèrent par le mode d’exploitation de ces données et la représentation des résultats. De même les effets de site peuvent être intégrés dans l'analyse de façon déterministe ou probabiliste. Le traitement de l'effet de site peut également être effectué à deux niveaux différents: de façon globale en retenant les relations d'atténuation adaptées à un site ''moyen'' voisin du site d'intérêt, soit en effectuant des analyses intégrant les spécificités du site (stratigraphie, caractéristiques mécaniques). L’objectif final de cette thèse est l’évaluation des spectres de dimensionnement à l’échelle du territoire tunisien en tenant compte des effets de site. Les enjeux sont l’ensemble des personnes, des biens et, de manière générale, d’éléments exposés ayant une valeur (sociale, économique, fonctionnelle…), susceptibles d’être affectés par un phénomène naturel potentiellement dangereux. Ils peuvent se hiérarchiser en fonction de leur importance avant, pendant et après la crise. On commencera à effectuer une étude détaillée du catalogue des données instrumentales afin d’évaluer la qualité des données et la complétude du dit catalogue. Cette étude doit permettre la détermination des relations de récurrence fournissant les caractéristiques sismiques de chaque zone source dont le zonage a été récemment établi. Ensuite, des lois d’atténuation seront choisies en utilisant les plus appropriées au contexte sismotectonique des zones-sources qui contribuent à l’aléa du site ou de la région en distinguant les lois de zones stables intra-continentales de lois de zones inter-plaques, comme les zones de subduction. Le mieux est d’utiliser des lois régionales obtenues à partir des enregistrements accélérométriques réalisés dans la région d’étude. Ces enregistrements contiennent, généralement, à la fois l’information relative à la source sismique et à l’effet de site (géologique ou topographique). A partir des lois choisies et validées, on réalisera une étude de l’aléa probabiliste en utilisant le logiciel Crisis2007. Des cartes de PGA (Peak Ground Acceleration) ainsi que des spectres de réponses au rocher seront établis pour différentes périodes de retour. Les résultats obtenus seront comparés par une évaluation d’aléa de type déterministe en utilisant la même carte de zonage sismique et les mêmes lois d’atténuation utilisées dans la méthode probabiliste. L’amplification des ondes sismiques en surface, ou « effets de site » sera évaluée à partir de calculs de propagation d'ondes, linéaires ou non linéaires, prenant en compte l'aléa sismique au rocher. En préalable il conviendra de déterminer des typologies de sites représentatifs des conditions géotechniques en Tunisie et de choisir des accélérogrammes représentatifs de l'aléa sismique au rocher : à cette fin des accélérogrammes synthétiques ou des accélérogrammes naturels seront utilisés afin de juger de l'incidence de ce choix. Les calculs de propagation d'ondes linéaires seront réalisés avec le code SHAKE et les calculs non linéaires avec Dynaflow. Pour le développement des accélérogrammes artificiels, la technique des ondelettes (N.N. Abrahamson et al) sera mise en œuvre. Les accélérogrammes naturels seront choisis suivant la technique récente du ''conditional mean spectrum'' (J. Baker). Le résultat final consistera en l'évaluation de fonctions d'amplification, spécifiques aux sites et au niveau d'aléa au rocher, qui pourront être convoluées avec l'aléa au rocher pour la définition de l'aléa en surface.