Utilisation combinée des méthodes basées sur le bruit de fond dans le cadre du microzonage sismique

CADET

Type de document
THESE
Langue
français
Auteur
CADET
Résumé / Abstract
Devant le constat des dégâts dus en partie aux effets de site lors des derniers séismes meurtriers, une meilleure estimation a priori de ces effets locaux apparaît indispensable pour mieux prévenir les risques sismiques. Dans la réalité, les contraintes budgétaires pour ces risques à très longue période de retour, font du développement de méthodes d'estimation peu onéreuses un objectif crucial. Les mesures de bruit de fond, méthode géophysique originale utilisant les vibrations ambiantes d'origine anthropique et naturelle, correspondent à ce type de besoin. Le but de cette thèse est de développer et de valider des méthodologies opérationnelles utilisant le bruit de fond sismique pour une prise en compte aussi réaliste que possible des effets de site dans un contexte réglementaire. L'idée est de coupler des informations tirées de mesures "H/V" (fréquence fondamentale f0) et de mesures en réseau (vitesse d'ondes de cisaillement, ou ondes S, au minimum sur les 10 premiers mètres) pour caractériser les conditions de site, et d'établir des corrélations statistiques avec les fonctions d'amplification sur la base d'un grand nombre de données très bien étalonnées, disponibles grâce au réseau japonais Kik-net. Cette thèse se découpe donc en deux grands volets d'étude : tout d'abord une étude sur la robustesse des méthodes utilisant le bruit de fond pour déterminer sur un site sa fréquence de résonance f0 et sa vitesse moyenne sur les z 1ers mètres, Vsz, puis une étude sur la base de données japonaises Kik-net pour estimer la fonction d'amplification d'un site caractérisé par f0 et Vsz. Le but du 1er volet est de développer un protocole sur les méthodes combinées utilisant le bruit de fond, dans le but de qualifier la détermination sur un site de la fréquence de résonance fondamentale f0 (mesures "H/V") et de la vitesse moyenne des ondes de cisaillement sur les z 1ers mètres Vsz (mesures en réseau), avec z entre 5 et 30 mètres selon le site et l'ouverture des réseaux utilisée. Le but du 2ème volet est d'établir un moyen simple pour définir les modifications à apporter au spectre de réponse réglementaire au rocher pour l'adapter à un site particulier, caractérisé par f0 et Vsz. Des propositions ont été élaborées sur la base des données japonaise Kik-net fournissant, sur plus de 600 sites, un profil de vitesse des ondes de cisaillement et de compression, et des enregistrements en surface et en fond de forage. Après avoir caractérisé chaque site par f0 et Vsz, on estime la fonction d'amplification de puits empirique par un rapport de spectres entre les enregistrements en surface et en profondeur. Ces fonctions sont normalisées vers un rocher de référence et corrigées de l'effet de profondeur pour se ramener à un rapport classique de spectres en surface site / rocher standard. Une analyse statistique permet alors, à partir de ces fonctions d'amplification empiriques entre une référence standard au rocher et un site, d'établir une fonction correctrice dépendant uniquement des deux paramètres f0 et Vsz. Cette fonction correctrice permet ainsi d'estimer le spectre de réponse d'un site à partir du spectre de réponse au rocher avec plus de précision que les réglementations actuelles : les résultats obtenus dans ce travail pourraient être appliqués à court terme dans les études de microzonage, et à moyen terme déboucher sur de nouvelle propositions réglementaires nationales (ou européennes).
Editeur
LABORATOIRE DE GEOPHYSIQUE INTERNE ET DE TECTONOPHYSIQUE - LGIT ; CETE MEDITERRANEE

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