Simulation d'excitations sismiques à partir de spectres cibles avec variabilité spatiale

Abstract

Dans ce travail, il est présenté une procédure itérative efficiente pour la génération d’accélérogrammes compatibles avec un spectre de réponse cible. En premier, il est calculé la fonction de densité spectrale de puissance en accélération à partir d’un spectre de réponse de référence, considéré comme cible, en utilisant une approche stochastique qui prend implicitement en compte la nonstationnarité du mouvement sismique et la nature transitoire de la réponse. Par la suite, une procédure subséquente, basée sur la superposition des ondes sismiques, est utilisée pour synthétiser le signal temporel avec des durées calibrées suivant la magnitude, la distance épicentrale et la nature du sol au site considéré. Les phases sont sélectionnées de trois manières différentes : en utilisant d’une part, lors de l’absence d’enregistrements sismiques, les fonctions de densités de probabilité uniforme et de dérivées de phases et d’autre part, lorsqu’un enregistrement accélérométrique réel existe, ses phases propres. Par la suite, la procédure a été étendue à la génération de mouvements forts, en plusieurs localisations voisines (représentant par exemple les points d’appuis de structures étendues, de canalisations, etc…), corrélés spatialement à des signaux sismiques réels ou simulés considérés comme signaux de référence. La validation de la procédure stochastique itérative a été faite en utilisant l’enregistrement réel de la station Keddara I obtenu lors du séisme de Boumerdes du 21 Mai 2003 et son application a été faite pour l’obtention de signaux accélérométriques compatibles avec les spectres du règlement parasismique Eurocode 8. Par la suite, il a été procédé d’une part à la validation de la procédure de simulation de signaux sismiques spatialement corrélés en utilisant les composantes EW des enregistrements obtenus en des points choisis du réseau d’Argostoli (Grèce) lors de l’événement du 25/10/2011, de magnitude MS = 4.1 dont l’épicentre était à 34 km du site, et d’autre part à la simulation de mouvements corrélés en considérant comme mouvement fort de référence, l’accélérogramme stochastiquement simulé pour la classe M7R14S2 du règlement RPA99 version 2003. Les résultats obtenus montrent que la procédure stochastique itérative permet de générer des mouvements sismiques forts réalistes qui pourront être utilisés de manière efficiente pour les analyses non linéaires de structures complexes. D’autre part, l’extension de la procédure permet de simuler de manière adéquate des accélérogrammes synthétiques concrets, corrélés à des mouvements sismiques de référence, pour l’analyse des structures étendues (tels que barrages, ponts, tunnels, etc…).