Propagation of site effects: recording of ground movements in the pilot site effects areas of Grenoble and Nice
Propagation des effets de sites : enregistrements de mouvements du sol sur les zones pilotes effets de site de Grenoble et de Nice
Résumé
This figure shows the ground movement records for the pilot site effect areas of Grenoble and Nice, showing great variability due to sediment fillings.
Initial data from some Rap pilot sites have confirmed the existence of site effects in some Alpine valleys which, using the empirical Green functions method, can lead to higher ground movements than those recommended in national rules. The data also provided misunderstood observations at the moment, certainly related to the 3D geometry of certain environments, or to the complexity of the wave field in 3D stratified environments (basin edges, focusing of surface waves). Several teams are developing numerical simulation methods to quantify these responses during strong earthquakes. These are propagation methods in complex two- or even three-dimensional environments and methods that estimate the non-linear behaviour of soils under high stress. The evaluation of this non-linear behaviour is fundamental to assess whether the variability observed for small movements is transposable to large movements. The development of these calculation methods is associated with the development of methods for the geotechnical characterization of the subsoil in an economical and environmentally friendly way, using conventional methods (geophysics, geotechnics, or use of background noise, background noise correlations).
This work is in line with the scientific objectives of the Permanent Accelerometer Network (Rap), which aims to understand site effects and seismic motion.
The Rap is a specific action of the French Seismological and Geodetic Network Résif, a national research infrastructure dedicated to the observation and understanding of the structure and dynamics of the Inner Earth. Résif is based on high-tech observation networks, composed of seismological, geodetic and gravimetric instruments deployed in a dense manner throughout France. The data collected make it possible to study with high spatial and temporal resolution the deformation of the ground, surface and deep structures, seismicity on a local and global scale and natural hazards, and more particularly seismic events, on French territory. Résif is integrated into European (EPOS - European Plate Observing System) and global systems of instruments for imaging the Earth's interior as a whole and studying many natural phenomena.
Cette figure montre les enregistrements de mouvements du sol sur les zones pilotes effets de site de Grenoble et de Nice, montrant une grande variabilité due aux remplissages sédimentaires.
Les premières données provenant de certains sites pilotes du Rap ont confirmé l’existence d’effets de site dans certaines vallées alpines qui, en utilisant la méthode des fonctions de Green empiriques, peuvent entraîner des mouvements de sol supérieurs à ceux préconisés dans les règles nationales. Les données ont également apportés des observations incomprises actuellement, certainement liées à la géométrie 3D de certains environnements, ou à la complexité du champ d’ondes dans les milieux stratifiés 3D (bords de bassin, focalisation des ondes de surface). Plusieurs équipes développent des méthodes de simulation numérique visant à quantifier ces réponses lors de forts séismes. Il s’agit de méthodes de propagation dans des milieux complexes à deux, voire à trois dimensions, et de méthodes estimant le comportement non linéaire des sols à des fortes sollicitations. L’évaluation de ce comportement non-linéaire est fondamentale pour évaluer si la variabilité observée pour des mouvements faibles est transposable pour des mouvements forts. Au développement de ces méthodes de calcul est associé le développement de méthodes permettant la caractérisation géotechnique du sous-sol de manière économique et non perturbante pour l’environnement, par des méthodes classiques (géophysiques, géotechniques, ou utilisation du bruit de fond, corrélations du bruit de fond).
Ce travail s'inscrit dans les objectifs scientifiques du Réseau accélérométrique permanent (Rap), visant à comprendre les effets de site et le mouvement sismique.
Le Rap est une action spécifique du Réseau sismologique et géodésique français Résif, une infrastructure de recherche nationale dédiée à l’observation et la compréhension de la structure et de la dynamique Terre interne. Résif se base sur des réseaux d’observation de haut niveau technologique, composés d’instruments sismologiques, géodésiques et gravimétriques déployés de manière dense sur tout le territoire français. Les données recueillies permettent d’étudier avec une haute résolution spatio-temporelle la déformation du sol, les structures superficielles et profondes, la sismicité à l’échelle locale et globale et les aléas naturels, et plus particulièrement sismiques, sur le territoire français. Résif s’intègre aux dispositifs européens (EPOS - European Plate Observing System) et mondiaux d’instruments permettant d’imager l’intérieur de la Terre dans sa globalité et d’étudier de nombreux phénomènes naturels.
