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  • Corrlation indicateur de mouvement du sol / intensit

    Vers lacquisition conjointe de donnes instrumentales et

    macrosismiques Rapport final

    BRGM/RP-57785-FR Dcembre 2009

  • Corrlation indicateur de mouvement du sol / intensit

    Vers lacquisition conjointe de donnes instrumentales et

    macrosismiques Rapport final

    BRGM/RP-57785-FR Dcembre 2009

    Etude ralise dans le cadre des oprations de Service public du BRGM 09-RISG01

    Convention/subvention MEEDDAT/DPPR n0001759 du 31 dcembre 2008

    S.AUCLAIR, avec la collaboration de J.REY

    Vrificateur : Nom :

    Date :

    Signature :

    Approbateur : Nom :

    Date :

    Signature :

    En labsence de signature, notamment pour les rapports diffuss en version numrique,loriginal sign est disponible aux Archives du BRGM.

    Le systme de management de la qualit du BRGM est certifi AFAQ ISO 9001:2000.I

    M 003 - AVRIL 05

  • Mots cls : Corrlation mouvement du sol-intensit, macrosismicit, sismicit instrumentale.

    En bibliographie, ce rapport sera cit de la faon suivante :

    Auclair S., avec la collaboration de J.Rey (2009) - Corrlation indicateur de mouvement du sol / intensit. Vers lacquisition conjointe de donnes instrumentales et macrosismiques. Rapport final. BRGM/RP-57785-FR, 84 p., 18 fig., 17 tabl., 3 ann. BRGM, 2009, ce document ne peut tre reproduit en totalit ou en partie sans lautorisation expresse du BRGM.

  • Corrlation indicateur mouvement du sol / intensit

    BRGM/RP-57785-FR Rapport final. 3

    Synthse

    our tre efficace lors de la gestion dune crise sismique (dploiement des secours, mesures de mise en scurit des personnes), les services publics

    doivent pouvoir disposer dune valuation rapide des impacts du sisme en termes de pertes humaines et matrielles. Pour ce faire, il est gnralement fait appel des relations permettant dassocier une intensit macrosismique aux enregistrements instrumentaux immdiatement disponibles.

    Dans le cadre du Plan-Sisme (action nI.1 de la convention/subvention n 0001759 du 31 dcembre 2008), le Ministre de lcologie de lEnergie du Dveloppement durable et de la Mer (MEEDDM) a donc souhait engager une rflexion sur lamlioration des corrlations empiriques permettant destimer lintensit partir denregistrements sismiques. Les relations de conversion existantes tant gnralement issues de corrlations ralises entre des donnes instrumentales et macrosismiques recueillies de manire indpendante et donc pour des contextes sensiblement diffrents, la principale piste permettant de les amliorer apparat tre de pouvoir disposer des deux types de donnes (instrumentales et macrosismiques) pour des points denregistrements et dobservations strictement communs. Partant de ce principe, le MEEDDM a demand au BRGM de conduire une tude visant laborer une mthodologie dacquisition conjointe de donnes instrumentales et macrosismiques.

    La premire tape de cette tude a t de raliser un tat de lart des diffrentes corrlations existantes entre intensit et enregistrement sismique. Cette analyse a t conduite de manire recenser les principaux paramtres instrumentaux utiliss, afin didentifier ceux qui semblent tre les plus adapts pour un tel exercice. Un grand nombre de paramtres ont ainsi t rencontrs. Il sagit aussi bien de paramtres de pics damplitude (PGA et PGV principalement), que de paramtres spectraux (spectre de Fourier ou spectre de rponse lastique), dnergie (intensit dArias, CAV...) ou de dure (Bracketed Duration et Significant Duration notamment). Si, lissue de lanalyse bibliographique mene dans le cadre de la prsente tude, aucun paramtre ne se distingue clairement des autres comme tant plus adapt la corrlation avec lintensit, il ressort nanmoins que lintensit est la rsultante de trois paramtres fondamentaux que sont lamplitude du signal, sa dure et son contenu frquentiel. Ds lors, la prise en compte de ces trois paramtres semble pouvoir permettre dtablir des corrlations utilisables sans restriction dusage dordre gographique. Dautre part, cette analyse a galement permis didentifier que les couples intensit/paramtre du mouvement du sol utiliss par les diffrentes relations existantes ne sont pas issus de points dobservations communs mais de valeurs gnralement extrapoles.

    La difficult majeure de lacquisition conjointe de donnes instrumentales et macrosismiques tant laspect non prdictible des sismes, une mthode consiste dployer rapidement une quipe sur le terrain suite la survenue de forts sismes, de manire obtenir des donnes relatives aux rpliques. Aussi, il nous est paru opportun de tester le principe dune telle acquisition comme suite au violent sisme des

    P

  • Corrlation indicateur mouvement du sol / intensit

    4 BRGM/RP-57785-FR Rapport final.

    Abruzzes du 6 avril 2009, de magnitude de moment 6.3 et dintensit picentrale de lordre de IX (MCS). Une quipe du BRGM sest donc rendue dans la rgion de lAquila afin de mettre disposition des quipes locales deux stations acclromtriques supplmentaires, au niveau desquelles serait consign le ressenti des rpliques par les habitants prsents proximit immdiate. Si aucun tmoignage na finalement pu tre rcolt lissue de cette mission, celle-ci a t riche denseignements sur la manire doprer dans le futur face de telles situations. Par ailleurs, elle a galement permis de tester un grand nombre de corrlations existantes partir des tmoignages recueillis sur internet par lINGV, mme si ceux-ci peuvent tre relativement distants du lieu des stations denregistrement.

    Faisant suite ce second volet contextuel , la troisime partie de ltude a donc consist en une rflexion mthodologique sur lacquisition conjointe de couples de donnes instrumentales et macrosismiques. Devant la quantit de donnes trs importante ncessaire la dfinition dune nouvelle corrlation base sur ces seuls couples conjoints , il apparat que ces derniers devraient dans un premier temps venir enrichir les catalogues existants afin de mieux contraindre les relations reliant lintensit au signal sismique.

    Notre attention sest dabord porte sur lintervention post-sismique suite de violents sismes, de manire mettre profit la probabilit accrue de secousses sismiques au niveau dune zone restreinte lie au phnomne des rpliques, en particulier en zone de sismicit modre, comme cela est le cas en France mtropolitaine. Une mthodologie dacquisition conjointe utilisant ce principe est ainsi propose sur la Figure 16. Dans un second temps, une dmarche complmentaire base sur la valorisation des rseaux de surveillance sismique existants, au travers la constitution dun rseau de tmoins volontaires situs proximit des stations, est galement propose (Figure 17).

    Les deux mthodologies labores dans le prsent rapport doivent tre considres comme une base de rflexion devant servir de cadre une dclinaison oprationnelle. Cependant, il serait souhaitable dlargir cette rflexion tous les acteurs intervenant dans les champs de la macrosismicit et de lintervention post-sismique, afin de lenrichir de lexprience de chacun.

  • Corrlation indicateur mouvement du sol / intensit

    BRGM/RP-57785-FR Rapport final. 5

    Sommaire

    1. Introduction...............................................................................................................9

    2. Etat de lart ..............................................................................................................11

    2.1. DE LUTILISATION DES DIFFERENTES DEFINITIONS DE LINTENSITE MACROSISMIQUE............................................................................................11 2.1.1. Note sur les diffrentes chelles dintensit .............................................11 2.1.2. Principe de pseudo-intensit ....................................................................12

    2.2. CHOIX DES PARAMETRES INSTRUMENTAUX .............................................12 2.2.1. Relations intensit / Pics damplitude .......................................................13 2.2.2. Spectre de rponse ..................................................................................19 2.2.3. Cumulative Absolute Velocity (CAV) ........................................................20 2.2.4. Intensit dArias ........................................................................................21 2.2.5. Spectre de Fourier en Amplitude (FAS) ...................................................22 2.2.6. Autres paramtres ....................................................................................24 2.2.7. Echelle dintensit instrumentale ..............................................................24 2.2.8. Conclusion relative au choix du paramtre instrumental ..........................26

    2.3. DE LA NOTION DE COUPLE INTENSITE/MOUVEMENT DU SOL .................27

    3. Cas du sisme de lAquila du 6 avril 2009............................................................29

    3.1. TESTS DEVALUATION DE LINTENSITE........................................................29

    3.2. ACQUISITION CONJOINTE DE DONNEES MACROSISMIQUES ET INSTRUMENTALES SUITE AU SEISME..........................................................34 3.2.1. Site de mesure n1 ...................................................................................36 3.2.2. Site de mesure n2 ...................................................................................37 3.2.3. Retour dexprience .................................................................................39

    4. Acquisition conjointe de donnes macrosismiques et instrumentales ............43

    4.1. OBJECTIFS ET PERIMETRE DE LACQUISITION CONJOINTE.....................43

    4.2. METHODOLOGIES DACQUISITION CONJOINTE..........................................44 4.2.1. Intervention pos

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