Génération d’accélérogrammes synthétiques large-bande par modélisation cinématique de la rupture sismique

Javier antonio RUIZ PAREDES, thèse de doctorat de l'institut de physique du globe de Paris, spécialité géophysique interne, écoledoctorale de sciences de la Terre, 315 p., soutenue le 2 mai 2007

Afin de rendre les modélisations cinématiques de la rupture sismique plus réalistes au regard des modèles dynamiques, des contraintes physiques ont été introduites. Pour améliorer la modélisation de la vitesse de glissement sur le plan de faille, une évolution du modèle k-2 est proposée qui consiste à décomposer le glissement en sous-événements au travers d'une analyse par bandes de k. Ce modèle permet d'obtenir des vitesses de glissement proches d'une fonction de type Kostrov, en préservant un spectre rayonné en  ω2 avec des amplitudes proportionnelles au coefficient de directivité Cd à hautes fréquences.
Pour mieux contrôler les effets de directivité, un modèle cinématique basé sur une description de sources composites et sur une loi d'échelle régissant l'extension de la zone de nucléation des sous-événements est proposé. Ce modèle permet de réduire le coefficient de directivité apparent à une fraction de Cd, et de reproduire l'écart-type des relations d'atténuation. Afin de rendre les modèles de sources sismiques plus réalistes, une vitesse de rupture variable compatible avec la physique de la rupture doit être introduite.
L'approche suivie qui relie analytiquement l'énergie de fracturation, le glissement et la vitesse de rupture, se traduit par une augmentation des pics d'accélérations modélisés à distance proche. Enfin, pour mieux rendre compte de la complexité de l'interaction du champ d'ondes avec le milieu géologique, une approche semi-empirique combinant le modèle de sources composites et des fonctions de Green Empiriques est proposée. Les simulations obtenues pour le séisme de Yamaguchi (Mw 5,9) reproduisent les principales caractéristiques du mouvement du sol.