Modélisation de la propagation des ondes élastiques générées par un séisme proche ou éloigné à l'intérieur d'une ville

Résumé : Nous ne pouvons ni prévoir, ni lutter contre un séisme. Nous ne pouvons que tenter de limiter les dégâts et désastres humains qu'ils occasionnent au sein des zones urbaines. Celles-ci, pour des raisons purement pratiques (culture et eau) sont souvent construites sur des bassins sédimentaires ou lacustres. Or, ces sites, de part les caractéristiques physiques de leur sous-sol, sont parmi les plus dangereux lorsqu'un séisme les touche (Mexico en 1985, Izmit en 1999...).
La compréhension des mécanismes et phénomènes mis en jeu constitue la première étape pour l'élaboration de moyens d'action visant à limiter les effets des séismes en zone urbaine. Ceux-ci peuvent être classés en deux catégories principales qui vont interagir fortement entre elles. D'une part, les mécanismes et phénomènes liés à "l'histoire" de l'onde touchant le milieu urbain, et d'autre part ceux de l'interaction, au sein de ce milieu urbain, de l'onde incidente et des bâtiments.
Nous montrons, analytiquement et numériquement, que l'excitation d'une configuration par une onde plane en incidence verticale ne fournit pas une représentation correcte ni de la réponse, ni des phénomènes lorsque l'épicentre est localisé loin de la ville. A la limite, une telle excitation peut être employée pour l'étude de séismes touchant des villes telle que Nice, mais en aucun cas pour celle de séismes touchant des villes comme Mexico. Dans ce second cas, nous montrons que certaines des caractéristiques de la coda étaient présentes avant l'entrée dans la ville et que ces caractéristiques sont dues à l'excitation des modes réels de la configuration sur un parcours régional.
Nous dégageons ensuite, toujours analytiquement et numériquement, les mécanismes majeurs de l'interaction de cette onde avec les bâtiments qui induisent une modification notable du champ de déplacement dans la ville, conduisant un effet encore plus dévastateur (surtout dans le cas des mouvements anti-plans).
Cette étude constitue une preuve analytique de l'importance et de la complémentarité de ces deux classes de mécanismes dans la compréhension des phénomènes qui, nous l'espérons, un jour se traduira par des actions concrètes sur l'urbanisme, de façon à compléter les mesures déjà mises en oeuvre pour limiter les dégâts et désastres humains lors d'un sisme.
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Contributeur : Jean-Philippe Groby <>
Soumis le : mercredi 22 novembre 2006 - 13:55:34
Dernière modification le : lundi 29 janvier 2018 - 16:06:02
Document(s) archivé(s) le : mardi 6 avril 2010 - 18:58:04

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Citation

Jean-Philippe Groby. Modélisation de la propagation des ondes élastiques générées par un séisme proche ou éloigné à l'intérieur d'une ville. Physique mathématique [math-ph]. Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2005. Français. 〈tel-00115636〉

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