Génération d'accélérogrammes synthétiques large-bande. Contribution à l'estimation de l'aléa sismique par validation d'approches en aveugle. - Université Pierre et Marie Curie Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2013

Generation of broadband synthetic accelerograms. Contribution to the estimation of seismic hazard by validation of blind approaches.

Génération d'accélérogrammes synthétiques large-bande. Contribution à l'estimation de l'aléa sismique par validation d'approches en aveugle.

Laetitia Foundotos
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 949795

Résumé

One of the major scientific problems in seismology is to estimate the ground motions expected at a given site from a future earthquake. The aim of this thesis is to test and validate two different methods of ground motions simulation based on the empirical Green's function (EGFs) approach and to provide elements that can help to develop a blind simulation methodology. In a first part, a simulation method based on a stochastic point source approach is validated on the real data of recent earthquakes well ins- trumented. Taking advantage of the availability of good quality records of small earthquakes that can be used as EGFs, two applications are made : one application to the Les Saintes earthquake Mw = 6.4 and one application to the L'Aquila earthquake Mw = 6.3. We have developed a blind simulation approach by taking into account an uncertainty on the parameter of stress drop ratio C. This approach allows to generate a set of synthetic accelerograms of a target earthquake varied enough to be representative of a large number of possible source scenario and taking into account in a statistical sense potential direc- tivity effects. Moreover, the variability of ground motions produced by our blind simulation approach is consistent with the variability of ground motion predictions purely empirical. Putting themselves in a real context of blind simulation, this approach is also applied to the simulation of an historical Pyrenean earthquake Mw = 6.1. In a second part, to be closer to current knowledge on the complexity of the kine- matics of a seismic source, we use a more complex extended source model, combining kinematic models of fractal composite sources with EGF approach to produce broadband synthetic accelerograms. The po- tential of the method is tested on an application to L'Aquila earthquake by setting the input parameters providing the best opportunity to reproduce the recordings of the target earthquake. This has produced very satisfying results on all ground motion parameters analyzed. This simulation method appears to be very promising for the implementation of a blind simulation methodology, even if the main difficulty lies in the need to define the variability of many poorly known input parameters in the simulation of a future earthquake.
L'une des problématique scientifique majeure en sismologie est de pouvoir estimer les mouvements du sol attendus en un site pour un futur séisme. L'objectif de cette thèse est de tester et de valider deux méthodes de simulation des mouvements du sol basées sur l'approche des fonctions de Green empiriques (FGEs) et d'apporter des éléments pouvant aider au développement d'une méthodologie de simulation en aveugle. Dans une première partie, une méthode de simulation basée sur une approche stochastique en point-source est validée sur les données réelles de séismes récents bien instrumentés. Profitant de la disponibilité d'enregistrements de petits séismes de bonne qualité pouvant être utilisés comme FGEs, deux applications sont réalisées : une application au séisme des Saintes Mw = 6.4 et une application au séisme de L'Aquila Mw = 6.3. Nous avons développé une approche de simulation en aveugle en prenant en compte une incertitude sur le paramètre de rapport des chutes de contrainte C. Cette approche permet de générer un ensemble d'accélérogrammes synthétiques d'un séisme cible suffisamment variés pour être représentatifs d'un grand nombre de scénarios de sources possibles et prenant en compte dans un sens statistique de potentiels effets de directivité. De plus, la variabilité des mouvements du sol produite par notre approche de simulation en aveugle est cohérente avec la variabilité des prédictions des mouvements du sol purement empiriques. En se plaçant dans un vrai contexte de simulation en aveugle, cette approche a également été appliquée à la simulation d'un séisme historique pyrénéen Mw = 6.1. Dans une seconde partie, afin de se rapprocher des connaissances actuelles sur la complexité de la cinématique d'une source sismique, nous nous appuyons sur un modèle de source étendue plus complexe, combinant des modèles cinématiques de sources composites à distribution fractale avec l'approche des FGEs pour produire des accélérogrammes synthétiques large-bande. Le potentiel de la méthode est testé sur une application au séisme de L'Aquila en fixant les paramètres d'entrée donnant la meilleure opportunité de reproduire les enregistrements du séisme cible. Cela a permis de produire des résultats très satisfaisants sur l'ensemble des paramètres des mouvements du sol analysés. Cette méthode de simulation apparaît comme étant très prometteuse pour la mise en oeuvre d'une méthodologie de simulation en aveugle, même si la principale difficulté réside dans la nécessité de définir la variabilité de nombreux paramètres d'entrée mal connus dans le cadre de la simulation d'un futur séisme.
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Dates et versions

tel-00918349 , version 1 (13-12-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00918349 , version 1

Citer

Laetitia Foundotos. Génération d'accélérogrammes synthétiques large-bande. Contribution à l'estimation de l'aléa sismique par validation d'approches en aveugle.. Géophysique [physics.geo-ph]. Université Nice Sophia Antipolis, 2013. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00918349⟩
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