Importance du choix du mouvement de r´ef´erence dans les ´etudes d’al´ea sismique 

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M´ethodes de pr´ediction du mouvement sismique < au rocher >

Une estimation des mouvements sismiques potentiels est n´ecessaire pour construire des structures en fonction de l’al´ea sismique auquel elles peuvent ^etre soumises. Au sein des bases de  ´ees acc´el´erom´etriques mondiales, peu d’enregistrements naturels sont disponibles dans les
de magnitude-distance d’int´er^et pour les ´etudes de g´enie parasismique (voir chapitre 2).
De plus, ces donn´ees acc´el´erom´etriques sont enregistr´ees dans les rares r´egions o`u la sismicit´e est active et o`u des r´eseaux acc´el´erom´etriques sont pr´esents. Pour ces raisons, ces mouvements sismiques ne refl`etent pas forc´ement bien les caract´eristiques des mouvements sismiques qui pourraient ^etre enregistr´es dans la r´egion ´etudi´ee. C’est pourquoi, il est n´ecessaire de d´evelopper en parall`ele des r´eseaux acc´el´erom´etriques, des mod`eles permettant de pr´edire le mouvement sismique dans une r´egion donn´ee. La trace temporelle ou les param`etres du mouvement sismique doivent ^etre d´eduits de param`etres caract´erisant `a la fois l’´ev´enement sismique, tels que la magnitude et la localisation de la source sismique, et le site d’enregistrement, comme par exemple le profil de vitesse du site. Pour construire des mod`eles pr´edictifs `a partir de mod`eles math´ematiques, Olafsson ´ et al. (2001) d´ecrivent deux approches possibles : premi`erement une approche math´ematique, qui consiste `a d´evelopper des mod`eles analytiques `a partir de bases physiques ; et deuxi`emement, une approche exp´erimentale, qui consiste `a d´evelopper des mod`eles math´ematiques permettant d’expliquer le comportement des donn´ees et qui n’ont pas de bases physiques. Ils qualifient les mod`eles issus de la derni`ere approche de bo^ıte noire (blackbox models). Des m´ethodes hybrides mixent aussi ces deux approches. Douglas et Aochi (2008) proposent un inventaire des diff´erentes m´ethodes de pr´ediction du mouvement sismique pour lesquelles ils sp´ecifient leurs avantages et leurs inconv´enients. Les 22 m´ethodes d´ecrites dans leur article sont pr´esent´ees `a la figure 1.22 ainsi que leur date de parution, leur lien avec les autres m´ethodes et le degr´e de d´etails qu’elles n´ecessitent. Seule la moiti´e des 22 m´ethodes est finalement utilis´ee dans la recherche ou dans la pratique du g´enie parasismique.

Une analyse par r´egression

L’analyse par r´egression est employ´ee pour d´eterminer les coefficients pond´erants les variables explicatives afin d’expliquer au mieux les observations. L’approche classique consid`ere un mod`ele de cette forme : ln Yijobs = f(Mi; Rij; θ) + ij (1.24)
o`u Yijobs repr´esente l’indicateur du mouvement sismique observ´e, f(Mi; Rij; θ) l’´equation de pr´ediction de l’indicateur Yijpred, Mi la magnitude du s´eisme, Rij la distance, θ le vecteur des coefficients du mod`ele et ij les r´esidus par rapport au mod`ele du j`eme enregistrement du i`eme ´ev´enement. Les coefficients θ sont d´efinis de mani`ere `a ce que les r´esidus ij suivent une distribution normale centr´ee en 0 et d’´ecart-type σ, N (0; σ2). Pour d´efinir les coefficients de cette r´egression non lin´eaire, diff´erents estimateurs peuvent ^etre employ´es. On peut notamment citer des algorithmes bas´es sur l’estimateur des moindres carr´es, estimateur minimisant la somme des carr´es des r´esidus, tels ceux de Gauss-Newton et de Levenberg-Marquart. D’autres auteurs cherchent `a maximiser la vraisemblance, qui est d´efinie comme suit : L = 1 σp2π exp – (Yij obs–Yij pred)2 2σ2 (1.25)
Cette technique de r´egression, nomm´ee mod`ele `a effet fixe, consid`ere les observations comme ind´ependantes les unes des autres. Toutefois, il existe des d´ependances entre les enregistrements issus d’un m^eme ´ev´enement.
Pour prendre en consid´eration ces d´ependances entre ´ev´enements et enregistrements, ou en d’autres termes entre magnitudes et distances, diff´erentes techniques de r´egression sont envisageables. Joyner et Boore (1981) introduisent une technique innovante de r´egression en deux ´etapes. Ils d´eterminent dans une premi`ere ´etape les effets li´es `a la distance pour chaque ´ev´enement ind´ependamment et d´eduisent ainsi un terme de r´esidus pour chaque ´ev´enement (somme des r´esidus de chaque enregistrement de l’´ev´enement consid´er´e). Dans une seconde ´etape, ils d´eterminent les effets li´es `a la magnitude par une r´egression cherchant `a expliquer le vecteur de r´esidus issu de la premi`ere ´etape. Pour ces deux ´etapes, l’´ecart-type des r´esidus est mesur´e et ils font l’hypoth`ese que le sigma total ´equivaut `a σT OT = qσstep 2 1 + σstep 2 2. Toutefois, leur forme fonctionnelle est tr`es simple et ne prend pas en consid´eration les effets non lin´eaires. Fukushima et Tanaka (1990) introduisent cette proc´edure dans un syst`eme de boucles it´eratives leur permettant de consid´erer la d´ependance de l’att´enuation `a la magnitude. Fukushima et Tanaka (1990) comparent leurs r´esultats avec une proc´edure en une ´etape et montrent que les  ´esultats obtenus avec cette derni`ere m´ethode sont fortement biais´es. Ils attribuent cette erreur `a une forte corr´elation entre la magnitude et la distance. Par la suite, pour r´esoudre des ´equations avec des formes fonctionnelles de plus en plus complexes, Joyner et Boore (1993) et Abrahamson et Youngs (1992) utilisent l’estimateur de la vraisemblance dans le processus de r´egression en une ´etape au lieu de l’estimateur des moindres carr´es en s’appuyant sur les travaux de Brillinger et Preisler (1984); ?, mais `a travers deux approches distinctes donnant des r´esultats similaires. Dans ces m´ethodes `a une ´etape, tous les coefficients sont d´etermin´es de mani`ere simultan´ee. JoyA. LAURENDEAU 53 ner et Boore (1993) lin´earisent le probl`eme en s´erie de Taylor alors que Abrahamson et Youngs (1992) utilisent l’approche `a effet al´eatoire (random effect method). Dans cette derni`ere approche le terme d’erreur est s´epar´e en deux parties : ln Yijobs = f(Mi, Rij, θ) + ij + ηi (1.26)
o`u ηi est l’effet al´eatoire du i`eme ´ev´enement. Dans cette ´equation, ηi traduit les variations entre ´ev´enements et ij traduit les variations entre enregistrements au sein mˆeme d’un ´ev´enement. Les r´esidus ηi et ij sont suppos´es ind´ependants et suivent des distributions normales centr´ees en 0 et de variances τ 2 et φ2, respectivement. Le concept de variabilit´e inter et intra ´ev´enement est pr´esent´e `a la figure 1.31. Dans le cadre de cette th`ese, la proc´edure d´ecrite par Abrahamson et Youngs (1992) a ´et´e employ´ee.
La d´efinition d’un mouvement sismique de < r´ef´erence > est n´ecessaire dans diff´erentes ´etapes de l’´evaluation de l’al´ea sismique. En fonction de l’application, la d´efinition de ce mouvement sismique de < r´ef´erence > n’est pas la m^eme. Dans cette partie, nous allons rappeler les dif ´erentes applications qui n´ecessitent d’utiliser ces mouvements sismiques de r´ef´erence.
L’´evaluation de l’al´ea sismique est r´ealis´ee `a deux ´echelles. Premi`erement `a l’´echelle  ´egionale, ´echelle `a laquelle le milieu est suppos´e g´eologiquement homog`ene, un mouvement sismique de r´ef´erence en condition standard (rocher horizontal affleurant) va ^etre d´efini. Deuxi`emement `a l’´echelle locale, les effets de site particuliers vont ^etre consid´er´es.
Pour ´evaluer l’al´ea sismique, il est n´ecessaire d’´etudier au pr´ealable la sismicit´e historique (pal´eosismicit´e, archives historiques, catalogues de sismicit´e,…) afin d’identifier tous les sc´enarios en terme de magnitude et de distance. Un zonage sismotectonique est ensuite r´ealis´e pour regrouper les comportements sismiques homog`enes (taux d’occurrence, type de faille,…). Ainsi, pour chaque zone, un grand nombre de sc´enarios magnitude-distance est identifi´e. Deux approches distinctes sont ensuite possibles. L’approche probabiliste va prendre en compte tous les sc´ena- rios magnitude-distance du mod`ele de sismicit´e dans le but de construire un mod`ele probabiliste donnant le taux annuel de d´epassement d’un certain niveau d’acc´el´eration. Par exemple, le nouveau zonage sismique national fran¸cais est bas´e sur cette approche. Dans le cas de l’approche d´eterministe, seuls quelques sc´enarios (magnitude-distance) vont ^etre s´electionn´es et les calculs de dimensionnement des structures seront effectu´es `a partir des niveaux d’acc´el´eration obtenus pour ces sc´enarios. Cette approche est notamment utilis´ee `a ce jour dans le cas des structures d^ıtes `a risque sp´ecial en France, comme les centrales nucl´eaires.
L’´evaluation de l’al´ea probabiliste `a l’´echelle r´egionale se traduit par la construction de courbes d’al´ea sismique donnant le taux annuel de d´epassement d’un seuil d’acc´el´eration < au rocher > sur un temps donn´e. La probabilit´e correspondante est calcul´ee `a partir d’un mod`ele de Poisson. Pour ´etablir ces courbes (figure 1.34, ´etape 4), le calcul requiert une identification des sources sismiques et un zonage sismotectonique de la r´egion en fonction des types de sources sismiques (´etape 1), une description de la sismicit´e de ces zones sismiques en terme de taux d’occurrence des s´eismes (´etape 2) et finalement, une estimation des acc´el´erations au rocher (´etape 3). A ce jour, des mod`eles de pr´ediction empiriques sont commun´ement utilis´es pour d´efinir ces ` acc´el´erations. En effet, en plus du mouvement m´edian, ces mod`eles empiriques fournissent une ´evaluation de la variabilit´e al´eatoire alors que la prise en compte de la variabilit´e du mouvement sismique dans les simulations reste encore difficile. Toutefois, dans l’avenir, les mod`eles de pr´ediction empiriques devraient ^etre remplac´es par des simulations (e.g., Atkinson, 2012).

La base de donn´ees japonaise

Le Japon est situ´e dans une zone sismique active, du fait de la subduction rapide de plusieurs plaques tectoniques (plusieurs centim`etres par an). De nombreux s´eismes majeurs ont engendr´e des d´eg^ats importants dans ce pays. On peut par exemple ´evoquer le s´eisme de Kanto, cinqui`eme s´eisme le plus meurtrier r´epertori´e par le centre d’´etude g´eologique des Etats-Unis ´ (United-States Geological Survey [USGS]), datant de septembre 1923 et de magnitude de moment 7.9 ayant provoqu´e le d´ec`es de 142 800 personnes et d´etruit partiellement ou compl`etement 694 000 maisons. Un autre exemple destructeur pour le Japon est le s´eisme de Kobe, datant de janvier 1995 et de MW 6.9, causant le d´ec`es de 5 502 personnes et endommageant plus de 200 000 b^atiments. Enfin, un exemple r´ecent est le s´eisme de Tohoku, datant de mars 2011 avec la troisi`eme plus importante magnitude r´epertori´ee par l’USGS, MW 9.0, dont le s´eisme et surtout le tsunami cons´ecutif ont entra^ın´e le d´ec`es de 20 896 personnes et d´etruit 332 395 b^atiments ainsi que de nombreuses voies de communication. Ce s´eisme est aussi connu pour avoir engendr´e l’accident nucl´eaire de la centrale de Fukushima, accident nucl´eaire majeur qui est class´e au niveau 7 (le plus ´elev´e) de l’´echelle internationale des ´ev´enements nucl´eaires, ce qui le place au m^eme degr´e de gravit´e que la catastrophe de Tchernobyl (1986).
Apr`es le s´eisme destructeur de Kobe de 1995, le gouvernement japonais a fortement d´evelopp´e les r´eseaux sismologiques. Diff´erents r´eseaux, r´epondant `a diff´erents objectifs, ont ´et´e instal ´es uniform´ement sur le territoire : { High sensitivity seismograph network [Hi-net] (observation de la microsismicit´e) { Full range seismograph network [F-net] (r´eseau large bande permettant de d´eterminer les tenseurs des moments) { Kiban Kyoshin network [KiK-net] (´etude des mouvements forts et surtout des effets de source) { Kyoshin network [K-NET] (´etude des mouvements forts et surtout des effets de site)
Les donn´ees r´ecolt´ees sont archiv´ees `a l’institut de recherche national pour les sciences de la Terre et la pr´evention des des catastrophes naturelles (National research Institute for Earth Science and Disaster prevention [NIED]), qui a aussi en gestion leur diffusion aupr`es du public. L’agence japonaise m´et´eorologique (The Japan Meteorological Agency [JMA]) utilise une partie
de ces donn´ees de mani`ere `a surveiller l’activit´e sismique au sein et en dehors du Japon. Cette agence d´etermine aussi les premi`eres caract´eristiques des ´ev´enements (magnitude locale (MJMA) et localisation).
La combinaison d’une zone sismique active avec un r´eseau acc´el´erom´etrique dense a permis la publication de 287 487 enregistrements pour 7 441 ´ev´enements sur les r´eseaux KiK-net et K-NET entre 1996 et 2009 (Aoi et al., 2011). Ces donn´ees sont accessibles sur le site internet suivant : http://www.kyoshin.bosai.go.jp/kyoshin/index_en.html (dernier acc`es janvier 2013). De plus, ces donn´ees acc´el´erom´etriques sont enrichies par des m´etadonn´ees homog`enes et de qualit´e qui sont aussi en libre acc`es (e.g., caract´erisation des sites, tenseur des moments par le r´eseau F-net). Il manque toutefois les distances `a la faille, RRUP et RJB, mais qui peuvent ^etre d´etermin´ees `a partir des mod`eles de plans de failles disponibles. Les donn´ees japonaises apparaissent donc comme id´eales pour constituer un jeu de donn´ees de mouvements forts. Apr`es une br`eve description du contexte sismo-tectonique et les caract´eristiques des r´eseaux japonais, nous d´etaillerons les diverses ´etapes de constitution d’une base de donn´ees japonaise d’´ev´enements crustaux peu profonds enregistr´es sur des sites rocheux en surface.

Plusieurs articles d´etaillent les caract´eristiques des r´eseaux japonais : Kinoshita (1998), Aoi et al. (2004), Fujiwara et al. (2004), Okada et al. (2004) et Aoi et al. (2011). Les ´el´ements essentiels concernant les r´eseaux japonais utilis´es dans le cadre de ce travail sont rappel´es dans la partie suivante.

K-NET

En novembre 2012, le r´eseau K-NET compte 1031 stations acc´el´erom´etriques 3 composantes. Ces stations sont install´ees `a la surface de mani`ere uniforme sur tout le territoire, `a des intervalles r´eguliers de 25 km. Les acc´el´erom`etres K-NET95 ont ´et´e mis en fonctionnement en juin 1996 (Kinoshita, 1998) et remplac´es entre 2003 et 2008 par des acc´el´erom`etres K-NET02 ou K-NET02A. La table 2.1 pr´esente les am´eliorations entre ces trois types de station. Le remplacement de ces capteurs a surtout permis d’augmenter `a 4000 cm/s2 l’acc´el´eration maximale pouvant ^etre enregistr´ee et le rapport signal sur bruit a pu ^etre am´elior´e d’un facteur 10. L’information est ´echantillonn´ee `a 100 Hz. Le seuil de d´eclenchement est de 2 cm/s2 et l’arr^et de l’enregistrement se fait apr`es 30 s d’enregistrement d’un signal ne d´epassant pas 0.1 cm/s2, avec une longueur minimum de signal de 120 s. La r´eponse instrumentale est plate de DC (fr´equence z´ero) `a 15 Hz, et au del`a la r´eponse instrumentale est celle d’un filtre Butterworth `a 3 p^oles et de fr´equence de coupure 30 Hz (figure 2.4). Nous verrons par la suite que ces caract´eristiques instrumentales sont importantes pour la mesure de l’att´enuation des hautes fr´equences et kappa (chapitre 3). 

Les autres bases de donn´ees acc´el´erom´etriques disponibles

La base de donn´ees NGA

Cette base de donn´ees (http://peer.berkeley.edu/nga/) a ´et´e construite `a travers le programme de recherche nouvelle g´en´eration de mod`eles d’att´enuation du mouvement sismique (Next Generation of Ground-Motion Attenuation Models [NGA]) qui s’est achev´e en 2008 et qui ´etait coordonn´e par le centre de recherche en g´enie parasismique du Pacifique (Pacific Earthquake Engineering Research Center [PEER]) (Chiou et al., 2008). Cette base de donn´ees est une extension de la base de mouvements forts PEER (http://peer.berkeley.edu/smcat/) qui avait ´et´e d´evelopp´ee par Pacific Engineering & Analysis (Pacific Engineering) durant les ann´ees 1990. La compilation de ces donn´ees a ´et´e r´ealis´ee dans la volont´e de cr´eer une base de donn´ees fixe dans le temps et commune `a diff´erents utilisateurs afin notamment de r´eduire les variations entre les mod`eles de pr´ediction empiriques. Cette base de donn´ees contient les donn´ees associ´ees `a des ´ev´enements crustaux peu profonds enregistr´es dans des r´egions tectoniques actives du monde entier, mais plus particuli`erement en Californie. Une richesse de cette base est que les donn´ees acc´el´erom´etriques sont accompagn´ees d’un grand nombre de m´etaparam`etres  ´etermin´es de mani`ere homog`ene. De plus, chacune de ces donn´ees a ´et´e valid´ee par les sismologues de PEER.
La figure 2.15 pr´esente des distributions magnitude-distance de cette base sous plusieurs crit`eres. Une majorit´e des donn´ees est digitale (68%) et seulement 34% des donn´ees sont accompagn´ees d’une mesure de la condition de site (VS30). Seuls 6% des enregistrements correspondent aux crit`eres de notre base de donn´ees japonaise. En effet, les donn´ees sont principalement enregistr´ees sur des sites s´edimentaires.

La base de donn´ees europ´eenne

La base de donn´ees que nous analysons ici est celle qui a ´et´e construite au sein du projet li´e `a l’harmonisation de l’estimation de l’al´ea sismique en Europe (Seismic Hazard Harmonization in Europe [SHARE]) (Yenier et al., 2010) et qui est une extension de la base de donn´ees utilis´ees pour pr´edire les acc´el´erations spectrales en Europe (Akkar et Bommer, 2010). La majorit´e des donn´ees est extraite du site internet regroupant les donn´ees de mouvements forts europ´eennes (Internet Site for European Strong-motion Data [ISESD]) (Ambraseys et al., 2004), `a laquelle s’ajoutent des enregistrements r´ecents en provenance de la base de donn´ees acc´el´ero ´etriques de mouvements forts nationale turque (Turkish National Strong Motion database [T-NSMP] (Akkar et al., 2010) et de l’archive acc´el´erom´etrique italienne (ITalian ACcelerometric Archive [ITACA]) (Luzi et al., 2010; Working Group ITACA, 2010), mais aussi de la base NGA et de la base de mouvements forts europ´eenne (European Strong Motion Database [ESMD]). La figure 2.16 p ´esente la r´epartition des donn´ees `a la fois par r´eseau et par pays. La majorit´e des ´ev´enements provient de Turquie, d’Italie et de Gr`ece. Au sein de ces projets nationaux, un important effort a ´et´e port´e sur l’obtention des m´etaparam`etres, tels que les param`etres de source et les conditions de site, et aussi sur l’homog´en´eisation de ces param`etres.

Dans cette section, les caract´eristiques des trois bases de donn´ees sont compar´ees (cas des donn´ees enregistr´ees `a un site avec VS30 sup´erieur `a 500 m/s). La figure 2.18 pr´esente une comparaison en terme de condition de site avec le param`etre VS30 (a), en terme de type de source avec les m´ecanismes au foyer (b) et la profondeur des s´eismes (c).
La base de donn´ees japonaise contient un grand nombre d’enregistrements avec VS30 compris entre 500 et 1700 m/s par rapport aux deux autres bases de donn´ees. Une meilleure caract´erisation de l’amplification des mouvements sismiques sur des sites rocheux peut ^etre r´ealis´ee `a partir de cette base japonaise pour cette gamme de VS30. Les trois bases de donn´ees sont par contre pauvres en enregistrements sur des rochers tr`es durs : seulement 13 enregistrements au total avec des VS30 compris entre 1700 et 2100 m/s (dont 8 provenant de la base europ´eenne). Aucune des trois bases de donn´ees ne contient d’enregistrements sur des rochers tr`es durs, comme ceux des cratons am´ericains mod´elis´es dans la litt´erature par un VS30 de 2800 m/s (e.g., Campbell, 2003).
Les bases de donn´ees japonaise et NGA, sont principalement constitu´ees d’´ev´enements de faille inverse (65% et 83% respectivement). La grande majorit´e des m´ecanismes restant sont des m´ecanismes en d´ecrochement (30% et 14% respectivement). A l’inverse, la base europ´eenne est `principalement compos´ee d’enregistrements li´es `a des failles normales (61%), et la r´epartition entre failles inverses et failles d´ecrochantes est `a peu pr`es similaire.
Les distributions des estimations des profondeurs suivent des formes vari´ees suivant les trois bases de donn´ees. Dans le cas japonais et NGA, quasiment aucun enregistrement n’a une estimation de la profondeur entre 0 et 5 km, ce qui explique le manque d’enregistrements `a des distances hypocentrales et `a la rupture en champ tr`es proche. Dans le cas japonais, la distribution d´ecro^ıt rapidement jusqu’`a 25 km (limite que l’on a impos´ee) alors qu’elle est plut^ot uniforme jusqu’`a 20 km dans le cas NGA. Dans le cas europ´een, l’estimation des profondeurs suit une distribution log-normale avec des profondeurs maximales de 31 km.
La figure 2.19 donne une analyse de la r´epartition du nombre d’enregistrements par ´ev´enement (a) et par station (b). La base NGA contient seulement 19 ´ev´enements avec des enregistrements au rocher, dont 3 repr´esent´es par au moins 30 enregistrements. Dans le cas europ´een, parmi les 79 ´ev´enements, la grande majorit´e est associ´ee `a moins de 5 enregistrements et un seul ´ev´enement poss`ede 11 enregistrements. Pour la base japonaise, 4 ´ev´enements sont au moins repr´esent´es par 80 enregistrements au rocher avec un maximum de 103 enregistrements. Le faible taux d’enregistrements par ´ev´enement des bases NGA et europ´eenne ne permet pas de  ´evelopper des mod`eles de pr´edictions empiriques sp´ecifiques au rocher qui soient fiables. Il est en effet n´ecessaire d’avoir un nombre cons´equent d’enregistrements par ´ev´enement pour contraindre les termes d’att´enuation principalement mais aussi de site.
Concernant la r´epartition des enregistrements par station, la base japonaise contient 168 stations sur 364 avec au moins 10 enregistrements dont 62 avec au moins 20 enregistrements, alors que la base NGA ne contient aucune station avec plus de 10 enregistrements sur 59 au total. Dans le cas europ´een, 9 stations sur 60 poss`edent au moins 10 enregistrements dont aucune avec plus de 20 enregistrements. La base japonaise contient par ailleurs deux stations avec au moins 80 enregistrements. Les lois d’´echelle avec la magnitude et les termes d’att´enuation des ondes peuvent ainsi ^etre analys´es pour un site particulier, en ´ecartant ainsi les variations entre sites. Cette figure 2.19 prouve que les bases europ´eenne et NGA ne permettent pas de bien d´ecrire le mouvement sismique au rocher et qu’au contraire la base de donn´ees japonaise est plus adapt´ee pour r´epondre `a cet objectif. Une bonne r´epartition du nombre d’enregistrements par ´ev´enement et par site est en effet n´ecessaire pour obtenir les coefficients des mod`eles de p ´ediction empiriques. Cette r´epartition permettra surtout de mieux caract´eriser les incertitudes inter et intra ´ev´enements dans le cas particulier des sites rocheux. Le manque d’enregistrements des bases europ´eenne et NGA vient principalement du fait qu’une mesure du profil de vitesse n’est pas disponible dans le cas des sites rocheux.

Table des matières

1 Probl´ematique scientifique : le mouvement sismique < au rocher > 
1.1 Qu’est-ce qu’un mouvement sismique < au rocher > ?
1.1.1 D´efinitions g´en´erales d’un site < au rocher >
1.1.2 Les possibles mouvements de r´ef´erence : profondeur ou surface ?
1.1.3 Principaux facteurs contr^olant les mouvements sismiques < au rocher > de surface
1.1.4 Indicateurs caract´erisant le mouvement sismique < au rocher >
1.2 M´ethodes de pr´ediction du mouvement sismique < au rocher >
1.2.1 Les mod`eles de pr´ediction empiriques du mouvement du sol (GMPEs)
1.2.2 Les m´ethodes stochastiques stationnaires
1.3 Importance du choix du mouvement de r´ef´erence dans les ´etudes d’al´ea sismique
1.3.1 Choix des sites de r´ef´erence dans l’´evaluation probabiliste de l’al´ea sismique
1.3.2 Choix des sites de r´ef´erence dans l’´evaluation d´eterministe de l’al´ea sismique
1.4 Prise en compte de la variabilit´e
1.5 Questions abord´ees dans le cadre de la th`ese
2 Les donn´ees acc´el´erom´etriques < au rocher > 
2.1 Introduction
2.2 La base de donn´ees japonaise
2.2.1 Contexte sismo-tectonique
2.2.2 Description des r´eseaux japonais utilis´es dans le cadre de ce travail de recherche
2.2.3 Constitution d’une base de donn´ees acc´el´erom´etriques d’´ev´enements crustaux enregist ´es `a des sites rocheux
2.3 Les autres bases de donn´ees acc´el´erom´etriques disponibles
2.3.1 La base de donn´ees NGA
2.3.2 La base de donn´ees europ´eenne
2.3.3 Comparaison des donn´ees < au rocher > incluses dans les trois bases de donn´ees acc´el´erom´etriques
2.4 S´election des donn´ees de champ proche pr´esentant un fort int´er^et pour les ´etudes d’al´ea sismique des zones avec une sismicit´e faible `a mod´er´ee
2.5 Conclusions
3 Caract´erisation du mouvement sismique < au rocher > 
3.1 Introduction
3.2 Analyse de la fonction d’amplification sur < site rocheux > : d´ependance de VS30 et kappa.
3.2.1 R´esum´e
3.2.2 Abstract
3.2.3 Introduction
3.2.4 The Japanese Dataset
3.2.5 The New Rock and Stiff-soil-Specific Response Spectral Acceleration Ground-Motion Prediction Equation
3.2.6 Rock and Stiff-Soil Ground-Motion Dependency on VS30 and κ0
3.2.7 Towards New SA(f) Ground-Motion Prediction Equations That Include
-Specific kappa0 Effects?
3.2.8 Conclusions
4 Pr´ediction du mouvement sismique < au rocher > `a partir d’une m´ethode stochastique non stationnaire semi-empirique incluant des bases sismologiques
4.1 Introduction
4.2 La m´ethode stochastique semi-empirique non stationnaire de Pousse et al. (2006)
4.2.1 Les bases th´eoriques de la m´ethode stochastique semi-empirique non stationnaire de Pousse et al. (2006)
4.2.2 Limites de la m´ethode de Pousse et al. (2006)
4.3 Les nouveaut´es apport´ees `a la m´ethode stochastique non stationnaire semiempirique
4.3.1 Une meilleure pr´ediction des param`etres du mouvement sismique au rocher
`a partir de la nouvelle base de donn´ees japonaise
4.3.2 Une meilleure prise en compte de la non stationnarit´e
4.3.3 Une meilleure prise en compte de la variabilit´e
4.3.4 Une adaptation de l’enveloppe temporelle
4.3.5 Synth`ese des ´etapes de calcul du nouveau programme de simulations stochastiques non stationnaires
4.4 Caract´eristiques des acc´el´erogrammes synth´etiques g´en´er´es avec la nouvelle m´ethode stochastique non stationnaire
4.4.1 Repr´esentation des distributions des indicateurs du mouvement sismique
4.4.2 Comparaison des acc´el´erogrammes synth´etiques avec des signaux r´eels
4.4.3 Effets de VS30 sur les simulations
4.5 Conclusions et discussion
5 Application de la nouvelle m´ethode stochastique semi-empirique non stationnaire 
5.1 Introduction
5.2 Atouts de la m´ethode stochastique non-stationnaire
5.2.1 Comparaison des traces temporelles synth´etiques issues de diff´erentes m´ethodes
5.2.2 Comparaison des r´eponses de b^atiments et de colonnes de sol sollicit´es par diff´erents jeux de donn´ees r´eels et artificiels
5.3 S´election de 10 acc´el´erogrammes synth´etiques `a partir de diff´erents crit`eres et comparaison de leurs caract´eristiques
5.3.1 Introduction de quelques crit`eres de s´election
5.3.2 S´election de 10 acc´el´erogrammes synth´etiques
Bibliographie 
Sigles et Acronymes
Annexes
A Article Bonilla et al. (2011) : Nonlinear site response evidence of K-NET and KiK-net records from the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake
B Article Beauval et al. (2012) : On the testing of ground-motion prediction equations against small magnitude data

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