Numerical simulation of wave propagation in 3D basin models and their effects on nonlinear structures response

Les matériaux contenus dans les bassins sédimentaires modifient les caractéristiques du mouvement du sol (EGM) en cas de séisme par le piégeage d'énergie, la résonance et la génération des ondes de surface en bord du bassin. En général, ces effets sont définis comme des effets de site et sont pris en compte par des proxys associés à la structure unidimensionnelle (1D) sous-jacente. Pour l'évaluation des risques dans le cadre de la méthodologie PBEE (Performance-Based Earthquake Engineering), les effets sont considérés en termes d'une mesure d'intensité (IM). La présence du bassin, i.e., la géométrie tridimensionnelle (3D), peut être approximée par des facteurs d'aggravation ou d'ajustement (AGF). Ce facteur est généralement défini comme le rapport entre les cas 3D et 1D de l'IM calculé avec les composantes horizontales des signaux à partir d'une approche d'incidence d'ondes planes. Cependant, la composante particulière des ondes de surface, décrite par un mouvement du sol plus complexe, est rarement mesurée de manière explicite. Cette complexité provient spécifiquement du fait que les ondes de surface ont un contenu à basse fréquence et incluent à la fois des composantes verticales et rotationnelles.Ce travail évalue l'impact des effets de bassin, avec un intérêt pour la génération des ondes de surface, sur les dommages sismiques des structures non linéaires. Des simulations numériques sont nécessaires pour introduire le champ d'ondes complexe dans la structure. La méthode de réduction de domaine (DRM) est utilisée ici dans une approche couplée SEM-FEM 3D. Cela permet d'étudier la propagation des ondes en temps réel depuis la faille jusqu'à la structure. Par conséquent, en suivant la méthodologie PBEE, ce modèle est capable de quantifier et de contraster les effets de bassin couplés simultanément sur l'aléa sismique et la demande structurelle.Afin de quantifier correctement les ondes de surface générées, une caractérisation basée sur le produit intérieur normalisé (PIN) est validée par rapport à d'autres procédures d'identification. Ensuite, l'évaluation de l'aléa sismique est définie en termes de caractérisation des ondes de surface et des AGF. L'étude est réalisée à partir de modèles sismiques paramétriques, avec des géométries de bassin simplifiées et des propriétés de matériaux homogènes. Deux types de sources sismiques sont simulées : des ondes planes sous incidence verticale et des sources ponctuelles, profondes et superficielles, de type double-coup