Projet QSHA – ANR CATELL 2005 sur l‘estimation déterministe de l’aléa sismique

Probabiliste

Déterministe

Empirique

modélisationsimulation

Petits séismes réels Simulation d'un gros séisme

Comparaison

Comparaison

PGAsource

milieu

Observations

Analyses statistiques …

LES WORKPACKAGES

• WP1 Construction of quantitative models for wave propagation simulation …………………………………………...PI LGIT

• WP2 Source characterization and determination of earthquake scenarios …………………………………………..PI GEOAZUR

• WP3 Ground motion simulation

……………………………………………………….PI LCPC

• WP4 Semi-empirical estimates and quantification of uncertainties ……………………………………………………….PI DASE

• WP5 Long and short term risk mitigation

……………………………………………………….PI BRGM

WP1 (LGIT)

• WP1-1 : About methods

• WP1-2 : Quantitative models Nice ok, Naples (ok), Algérie (ko) (Grenoble (already done))

• WP1-3 : Superficial structure (Nice) + (Grenoble)

• WP1-4 : Geomodel (Nice)

WP2 (GEOAZUR)

• WP 2-1 : Grenoble (2 events), Nice (5 events)

• WP 2-2 : Seismic source characteristics (source seismic mechanisms)

WP3 (LCPC)

• WP 3-1 Methods improvements

• WP 3-2 Sensitivity studies

• WP 3-3 Benchmarking

• WP 3-4 Statistical comparison with real data and other case studies

• WP 3-5 Lessons

WP4 (DASE)

• WP 4-1 Approaches based on empirical Green’s functions

• WP 4-2 Quantifying uncertainties in ground motion estimates

• WP 4-3 Recommendations for fast shaking maps & standard hazard maps

WP 5 (BRGM)

• Long term risk mitigation

• Short term crisis management : rapid shaking maps

RESUME

• François Beauducel (expert scientifique pour CATTELL)

• Rapport S5 doit rester modeste (22 juin)

• Rapport S6 est le rapport final (22 décembre)

• Alimenter le site WEB ?

WP3 : BENCHMARKS

• Cas simples– Différentes ondes planes sous des structures

simples

• Cas spécifiques– Nice (modèle pixel)– Grenoble (ensemble des surfaces)– Naples (en demande des modèles)– Alger (status ?)

Les Benchmarks

Pour Géosciences Azur et ses partenaires (INRIA/Nachos), deux méthodes proposées– Méthode Volumes finis à flux centrés– Méthode Différences finies « à la Saenger »

Ce sont des méthodes de faible interpolation spatiale (ordre ½ pour VF et ordre 2 pour DF)

BENCHMARK LOH-1

• Un test proposé (venant du projet SPICE qui s’est inspiré des tests du SCEC)

• Source ponctuelle à 2 km de profondeur dans un espace à une couche d’une épaisseur de 1 km (le mouvement sismique est cisaillant)

Comparaison entre la méthode DF et la méthode DW

Le pas spatial est de 50 m avec des dérivées d’ordre 2 pour prendre en compte la surface libre

La taille maximale de mémoire vive est 1,5 Mo dans ce cas présent.

On a 9000 pas en temps avec un pas de 0.001 s

Temps CPU 12heures

Conclusion: trop d’oscillations … Nécessité de passer à un pas de 25 m (mémoire total est de 7,8 Mo) et il faut 18000 pas en temps.

Comparaison entre méthodes VF et DW

La méthode VF se fait sur un maillage non structuré avec 432 Mo de tétrahèdres sur 128 procs.

La tailles des éléments est de l’ordre de 10 m près de la source.

La taille est de 24 km sur 24 km en horizontal et de 8 km en z, en raison de conditions d’absorption sur les bords de la grille peu performantes

Les itérations en temps sont 21000 avec un pas de 4.29*10-4 sec

Le temps CPU est de 22 h pour cette simulation

Le maillage peut être amélioré.

Comparaison FV - DW

• Shift positif de 0.2 s pour être calé à DW (à voir ?)

• Bonne amplitude en X (Y et Z à voir)

• Simulation dans le cas élastique (pas d’anélasticité dans le code actuellement)

Meilleure performance pour un code P1 au lieu de P0 ( en cours ).

Chantier Côte d’Azur

• Trois modèles pour cette région– Modèle régional– Modèle intermédiaire– Modèle local

• Simulation numérique pour le modèle intermédiaire– Convention origine

• Point haut gauche

Coupe OUEST-EST au milieu du modèle. Après avoir traversé la basse vallée du Var (peu de topo), on voit l’arrivée dans la

Mer à l’Est

Coupes du modèle de NICE:

Rouge foncé: Air

Orange: Eau.

Vert: sédiments.

Bleu clair : croute.

Bleu foncé : Manteau

Coupe NORD->SUD au milieu du modèle. Après avoir l’arrière-

pays (topo), on voit l’arrivée dans la Mer au Sud, avec une profondeur d’eau importante.

Noter aussi la « marche » du Moho

-> b

as (km)

-> b

as (km)

Les conventions sont OK en tout cas!

Nice model

Comparison between finite difference (blue)

and discrete wavenumber (red)

methods

Velocity seismograms (m/s) as a function of time (s)

This validation test has been done in a homogeneous crust

model without topography nor water

Next step: simulation in the realistic Nice model

Problem: need to recompute the “voxel” to put the source further from the model corners….

Modélisation

• Blausasc (en cours)– Les simulations sont en cours

• Marcel (le modèle doit être étendu à l’Est)– Des instabilités sont provoquées par la

proximité de la source des bords du modèle