Robustness and representativeness of site responses estimated by generalised inversions techniques and contributions to site-specific seismic hazard assessment in low to moderate seismicity zones.

Les évaluations d’aléa sismique (Seismic Hazard Assessment : SHA) site-spécifique visent à estimer le mouvement du sol attendu sur un site donné en fonction de la sismicité régionale, l’atténuation des ondes sismiques et les caractéristiques géologiques locales des sites étudiés. Les SHA reposent en grande partie sur l’utilisation de modèles du mouvement du sol (Ground Motion Models : GMM), principalement établis à partir d’enregistrements de séismes issus de zones de forte sismicité. En effet, les enregistrements disponibles dans les régions de sismicité faible à modérée telles que la France continentale ne permettent pas d’établir directement des GMM représentatifs des mouvements forts qui prévalent dans les estimations d’aléa sismique, en particulier au niveau des sites sensibles. Les enregistrements de séismes disponibles dans ces régions n’en sont pas moins indispensables pour diminuer les incertitudes associées à l’établissement des SHA, de par leur contribution à l’amélioration de la connaissance de la sismicité, de l’atténuation régionale et de la réponse des sites. Ils permettent, par exemple, d’ajuster les GMM au contexte local. L’une des méthodes permettant de valoriser ces enregistrements est la technique d’inversion généralisée (Generalized Inversion Technics : GIT) qui décompose le mouvement sismique selon ses trois principales contributions (source, atténuation et réponse de site).Ce travail a principalement consisté à évaluer l’apport de ces GIT pour l’établissement de SHA en zone de sismicité faible à modérée, en examinant plus particulièrement la robustesse et la représentativité des réponses de site estimées.Dans un premier temps, la base de données de mouvements sismiques de M_l≥ 3 enregistrés par les stations des réseaux sismologiques d’Epos-France a été mise à jour. Ce travail a contribué à l’identification et à la correction d’erreurs dans les bases de données ainsi que dans les outils de traitements associés. Ensuite, deux algorithmes de GIT différents, un paramétrique et un non-paramétrique, ont été appliqués, afin d’évaluer la pertinence de leur application respective selon la configuration des données disponibles dans chaque région. La sensibilité des résultats à l’algorithme d’inversion, à la région d’application, à la condition de référence choisie, aux caractéristiques du jeu de données d’entrée, ainsi qu’au paramétrage de l’algorithme d’inversion utilisé a été analysée. Finalement, des enregistrements issus de l’instrumentation sismique de deux sites sensibles ont été intégrés dans les calculs des GIT.Ces analyses ont permis de montrer que les réponses de site estimées par GIT sont robustes, car elles dépendent uniquement de la référence par rapport à laquelle elles sont calculées. Elles sont aussi représentatives des effets de site qui affectent les ondes S, indépendamment de la fenêtre de signal utilisée, et ceci même lorsqu’on dispose de peu d’enregistrements, ce qui démontre qu’instrumenter un site sensible peut permettre d’augmenter la robustesse des SHA même après une durée de fonctionnement limitée. L’application des GIT a également été élargie aux mouvements verticaux. Les GIT permettent en outre d’évaluer la réponse de site par rapport à des stations de référence distantes, ce qui est particulièrement utile en cas d’absence de rocher de référence à proximité immédiate du site étudié.Ce travail apporte également une amélioration des connaissances autour du mouvement sismique en France hexagonale en fournissant un catalogue de séismes homogène en magnitude de moment avec l’incertitude totale associée, ainsi que les propriétés d’atténuation régionales.L’utilisation de GIT en complément d’autres approches classiques dans de futurs SHA site-spécifique offrent la possibilité d’exprimer le mouvement de référence modélisé par les GMM et la réponse de site relativement à une référence identique régionale, et de quantifier l’incertitude lié à l’intégration des effets de site dans ces SHA.