Du microzonage à la prédiction de mouvements forts : confrontation de mesures de terrain, de simulations numériques et de modélisations sur modèles réduits centrifugés

par Philippe Sabourault

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre

Sous la direction de Pierre Mechler.

Soutenue en 1999

à l'Université de Marne-la-Vallée (1991-2019) .

mots clés

• Risques sismiques
• Séismes -- Simulation par ordinateur

Résumé

L'amplification des mouvements sismiques en fonction de la nature et de la geometrie des formations geologiques superficielles, est un phenomene connu depuis longtemps mais encore mal estime aujourd'hui. En particulier, il n'existe pas de methodologie etablie pour definir la fonction de transfert a appliquer sur un site donne pour tenir compte de ses caracteristiques. Les methodes de caracterisation de ce phenomene par mesure du bruit de fond sismique semblent valides experimentalement, mais il reste a leur trouver une base theorique, de plus elles ne fournissent pas directement la fonction de transfert en cas de mouvement fort (non-linearite). A travers ce travail, nous explorons la possibilite d'etablir, une methode permettant de predire, a l'aide de simulations numeriques, les mouvements du sol en tenant compte des non-linearites de comportement rheologique. Nous montrons que les mesures de type microzonage (site/reference, h/v) ne fournissent pas la fonction de transfert mais permettent d'etalonner et de demontrer le realisme des simulations numeriques 2d. Des modelisations sur modeles reduits en centrifugeuse ont permis, grace aux lois de similitude, de controler la geometrie, la rheologie, la sollicitation sismique des bassins sedimentaires testes et de justifier les fondements de la methodologie. Ces experiences ont mis en evidence le passage du comportement lineaire au non-lineaire lorsque la sollicitation sismique devient importante. Nous avons pu reproduire par simulation numerique ce comportement non lineaire dans des cas 1d. Au vu de ce travail il semble envisageable de predire les mouvements sismiques sur un site donne en s'appuyant sur une simulation numerique etalonnee par des mesures sismiques de bruit de fond en tenant compte des effets 2d

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