Variabilité du mouvement du sol en risque sismique : approche statistique

CE STAGE A TROUVÉ UNE CANDIDATE

Dans le cadre de la prévention de l’aléa sismique, de nombreuses approches ont été développées afin de réaliser des prédictions réalistes des mouvements du sol en cas de séisme. Grâce aux efforts considérables d’instrumentation effectués dans les vingt dernières années, on dispose dans certaines régions (ex : Californie, Japon,…) de bases de données suffisamment étoffées pour calibrer des modèles empiriques de prédiction de mouvement du sol (Ground Motion Models, GMM) qui forment la base de nombreuses études en sismologie de l’ingénieur. Ces modèles décrivent le comportement d’atténuation moyen des ondes sismiques dans une région donnée mais ne rendent pas compte de la très forte variabilité des mouvements du sol observée lors d’un séisme. Cette variabilité est pour partie liée à la présence d’hétérogénéités géologiques de petite échelle dont la connaissance reste très imparfaite et qui complexifient fortement la propagation des ondes. Ainsi, le mouvement sismique dans la bande de fréquence 1-10 Hz – la plus pertinente pour les études de risque –  peut-être vu comme la superposition de plusieurs chemins de propagation ondulatoire dont l’amplitude et la phase sont imprévisibles. C’est ce caractère stochastique de la propagation qui est à l’origine des fortes variations d’intensité dans le signal sismique détecté. L’objectif du stage sera de caractériser de façon précise les statistiques de fluctuation du mouvement du sol, afin de mieux estimer les incertitudes sur les modèles GMM. Pour mener ce travail à bien, nous disposons d’un jeu de données de Taiwan comprenant des centaines de milliers d’enregistrement de petits séismes sur le réseau permanent le plus dense au monde. Nous examinerons les variations des statistiques de fluctuation en fonction de la distance hypocentrale pour différentes fenêtres temporelles dans le signal. Les statistiques observées seront comparées à des modèles théoriques proposés dans la littérature (Lois Log-Normale, Exponentielle, de Rice, de Nakagami). Ces modèles théoriques reposant sur différentes hypothèses de propagation, ce stage permettra également d’approfondir notre compréhension du régime de propagation des ondes sismiques dans la croûte terrestre.