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Estimation de la taille de l’instabilité potentielle d’un versant homogène sous sollicitations sismiques par des approches empiriques

6 juin 2013 ( dernière mise à jour : 29 août 2013 )

Hieu Toan Nguyen, Jean-Alain Fleurisson, Roger Cojean

Centre de Géosciences-Mines ParisTech

Le séisme est connu comme une catastrophe naturelle particulièrement destructrice et meurtrière. En plus des effets directs spectaculaires bien connus, le séisme déclenche également des instabilités de versants. L’effet de site topographique peut aggraver encore ce phénomène par l’amplification du mouvement sismique au sommet des reliefs. Ce travail propose une méthode de calcul simple, sans recours à des simulations numériques, pour estimer la taille de la zone située près de surface topographique la plus affectée par l’amplification. Cette zone est considérée comme une zone de risque élevé pour le développement d’instabilité de versant. Sa connaissance est indispensable et importante, non seulement dans le domaine de la gestion des risques naturels mais aussi dans le domaine du génie civil. À partir d’études paramétriques portant sur des paramètres géomorphologiques et sismiques, les facteurs influençant la taille de la zone amplifiée sont déterminés. Ces études ont également permis de mettre en évidence le rôle de la fréquence adimensionnelle, rapport de la hauteur de versant à la longueur d’onde du signal sismique appliqué, dans l’évaluation de l’effet de site topographique. Un grand nombre de simulations numériques, en appliquant un signal sismique mono-fréquentiel de type sinusoïdal, est réalisé par la méthode des différences finies sous FLAC 2D. Les résultats obtenus ont permis de définir des relations empiriques pour estimer la hauteur, la largeur et l’aire de la zone d’amplification au sommet du versant. Ces approches empiriques ont également été utilisées dans le cas de signaux sismiques réels et ont donné des résultats proches de ceux obtenus par simulations numériques.


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