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NOTIONS DE SISMOLOGIE
Sismologie appliquée à l’usage des ingénieurs civils
Cours de risques sismiques.Master de génie civil – habilitation 2011Université Paul Sabatier Toulouse IIIPr. Erick Ringot ([email protected]), Pr. Martin Cyr ([email protected])
Révision : 17 novembre 2011
Risques sismiques - SISMOLOGIE master GC UPS Tlse 3 / E.Ringot, M.Cyr page 2
Patricia BalandierSismologie appliquée à l’usage des architectes et ingénieurs, Cahier N°4, Collection Conception parasismique, mai 2004http://www.planseisme.fr/IMG/pdf/GA_Sismologie_appliquee-2.pdf
Cyril AubaudPhysicien adjointInstitut de Physique du Globe de Parishttp://www.ipgp.fr/~aubaud/
Quelques sources utilisées…
Erick RingotDynamique (cours de Master 1) & génie parasismique (Master 2)https://sites.google.com/site/sciencespourlingenieur/
http://www.planseisme.fr/http:// www.sisfrance.nethttp:// www.seisme.prd.frhttp://eost.u-strasbg.fr/pedago/Accueil.htmlhttp://mail.colonial.net/~hkaiter/earthquakes.html
Sites internet (non exhaustif)
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André Filiatrault, Éléments de génie parasismique et de calcul dynamique des structures, Éditions de l'École polytechnique de Montréal, 1996, 478 pages
Jacques Betbeder-Matibet, Génie parasismique (en 3 volumes) : Les phénomènes sismiques -Risques et aléas sismiques - Prévention parasismiqueHermès – Lavoisier, 2003
Milan Zacek, Construire parasismiqueEditions Parenthèses, 1998, 344 pages
Victor Davidovici, La construction en zone sismique, Editions Le Moniteur, 1999, 330 pages
Quelques sources utilisées…
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II – Risque sismique1. Aléa sismique2. Effet de site – amplification locale du mouvement sismique 3. Effets induits dans les sols et les roches
a) Déplacements irréversibles sur la failleb) Liquéfactionc) Mouvements de terrain
4. Microzonage sismique
I - Caractérisation du mouvement sismique1. Mécanisme de formation d’un séisme2. Ondes sismiques et mouvement du sol3. Magnitude et intensité
Plan du cours
0 – La notion de risques, les risques naturels,les séismes, la sismologie
III – Règles parasismiques françaises1. Prise en compte du risque sismique à l’échelle régionale2. Définition de l’action sismique sur un ouvrage
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Qu’est-ce que le risque ?
Chacun de nous peut être confrontéà 5 types de risques :
* Risques naturels
* Risques technologiques
* Risques de transports collectifs
* Risques de la vie quotidienne
* Risques liés aux conflits
www3.ac-clermont.fr/pedago/svt/docword/risques.ppt
http://www.iffo-rme.fr/http://eedd.scola.ac-paris.fr/risques2.htm
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Approche simplifiée du risque - aléa
ALEA : Evénement potentiellement dangereux
www3.ac-clermont.fr/pedago/svt/docword/risques.ppt
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Approche simplifiée du risque - enjeux
ENJEUX : Intérêts menacés par l’aléa(humains, économiques, environnementaux, patrimonia ux)
www3.ac-clermont.fr/pedago/svt/docword/risques.ppt
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Approche simplifiée du risque - risque
RISQUE : confrontation d'un aléa avec des enjeux
Aléa violent + Enjeux importants = Risque Majeur
www3.ac-clermont.fr/pedago/svt/docword/risques.ppt
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Risque - COURBE DE FARMER
Un risque est défini comme acceptable lorsque l'on consent à vivre avec, en contrepartie d'un bénéfice et dans la mesure où il est contrôlé.
Observatoire de l'opinion sur les risques et la séc urité - IPSN
Risque inacceptable
Risqueacceptable
Risque Risque Risquecourant moyen majeur
G
P
www3.ac-clermont.fr/pedago/svt/docword/risques.ppt
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Risque inacceptable
Risqueacceptable
G
P
Maîtriser le risque, c'est mettre en œuvre les moyens nécessaires pour abaisser la probabilité et/ou la gravité d'un événement non souhaité, afin que le risque qui était à l'origine inacceptable devienne acceptable.
Risque - COURBE DE FARMER
www3.ac-clermont.fr/pedago/svt/docword/risques.ppt
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Concrètement c’est quoi un risque majeur ?
• une faible probabilité d'occurrence
• une gravité très élevée
Par conséquent, le Risque Majeur peut être caractér isé par :
Le risque majeur, c'est la menace sur l'homme et son environnement direct, sur ses installations, la menace dont la gravité est telle que la société se trouve absolument dépassée par l'immensité du désastre.
Haroun Tazieff
Risque à probabilité faible qu'un agent encoure une perte supérieure à sa richesse et soit en faillite.
Revue "Risques" les cahiers de l'assurance
Seules les 3 premières catégories font partie des risques majeurs
• Risque naturel• Risque technologique• Risque des transports collectifs
www3.ac-clermont.fr/pedago/svt/docword/risques.ppt* Risques de la vie quotidienne* Risques liés aux conflits
Les risques naturelsInondations, écroulements, glissements de terrains, séismes, tsunamis…
http://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/lessentiel/article/368/1239/risques-naturels-evenements-survenus-france.html
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Les risques naturels en France
Inondations : 45%
Cyclones ou tempêtes : 24%
Mouvements de terrain : 9%
Séismes : 8%
Avalanches : 7%
Feux de forêt : 2%
Vagues de chaleur : 2%
Eruptions volcaniques : 2%
Raz de marée : 1%
Les événements naturels dommageables en France de 1900 à 2007
Note : Événements de gravité 3 ou plus. Il est possible que le recensement des événements de gravité 3 ne soit pas exhaustif (notamment pour les événements ayant eu lieu entre 1900 et 1950). Les avalanches déclenchées par des comportements imprudents ne sont pas comptabilisées.Source : Meeddm (DGPR), bases de données sur les catastrophes naturelles depuis 1900 en France, septembre 2009 - et Medd (DPPR), "Les événements naturels dommageables en France et dans le monde en 2007".
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Les catastrophes naturelles en Europe (1975-2008)
Notes : catastrophes ayant fait plus de 9 morts ou touché plus de 99 personnes ou ayant fait l'objet d'une déclaration d'état d'urgence ou d'un appel à l'aide internationale ; Autres : avalanches, vague de chaleur, raz de marée, éruption volcanique.Source : EM-DAT, the OFDA/CRED International Disaster Database, 2009.
http://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/lessentiel/article/368/1239/risques-naturels-catastrophes-europe.html
La France fait partie des pays européens les plus souvent touchés par les catastrophes naturelles, même lorsqu’on se limite au territoire métropolitain.Parmi les catastrophes naturelles survenues entre 1975 et 2008, les inondations ont touché plus fréquemment la France, la Grèce, l’Italie, la Roumanie, l’Espagne et le Royaume uni.Les tempêtes ont touché tous les pays d’Europe, mais de manière plus fréquente les pays suivants : Autriche, Belgique, Danemark, France, Allemagne, Irlande, Pays-Bas, Royaume Uni.La Grèce et l’Italie sont les deux pays européens les plus fréquemment touchés par des séismes.
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Risques majeurs en France
http://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/lessentiel/article/368/1239/risques-naturels-lexposition-france.html
Note : * risques considérés : inondations, mouvements de terrain, séismes (aléa modéré à fort), feux de forêt, avalanches, éruptions volcaniques.Source : SOeS, 2009, d'après MEEDDM, Gaspar, juillet 2009 - Insee, RP, 2006 - © IGN, BD Carto® limites communales, 2006.
La population dans les communes exposées aux risques naturels majeurs
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Communes exposées : Pourcentage de la population
en 2006 dans les communes
aux inondations 77%
aux mouvements de terrain 54%
aux feux de forêt 20%
aux séismes (d’aléa modéré à très fort)
19%
aux avalanches 1%
aux éruptions volcaniques 2%
à l’un de ces risques au moins 87%
à aucun de ces risques 13%
Densité de population dans les communes exposées aux risques majeurs
Risques majeurs en France
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Les risques naturels : séismes
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Les risques naturels : séismes
Un risque majeur
Conséquences secondaires:
• Glissements de terrains, éboulements
• Incendies
• Tsunamis
1436 Naples-Brindisi Italie 30 000 morts
1531 Lisbonne Portugal 30 000 morts
1693 Catane Italie 60 000 morts
1737 Calcutta Inde ~50 000 morts
1797 Quito Equateur 40 000 morts
1906 San Francisco Etats-Unis 700 morts
1908 Messine Italie 65 000 morts
1920 Ganzu (ou Kan-sou)
Chine 180 000 morts
1923 Tokyo Japon 143 000 morts
1976 Tangshan Chine 800 000 morts
1980 El-Asnam Algérie 3 500 morts
1985 Mexico Mexique 20 000 morts
1995 Kobe Japon 5 000 morts
1999 Izmit Turquie 20 000 morts
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Les risques naturels : séismes et ses conséquences
Glissements de terrains
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Les risques naturels : séismes et ses conséquences
http://web.mala.bc.ca/geoscape/landslide!.htm
Glissements de terrains
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Les risques naturels : séismes et ses conséquences
Glissements de terrains
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Les risques naturels : séismes et ses conséquences
Hong Kong
Glissements de terrains
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Les risques naturels : séismes et ses conséquences
Glissements de terrains
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Les risques naturels : séismes et ses conséquences
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Les risques naturels : séismes et ses conséquences
Risques sismiques - SISMOLOGIE master GC UPS Tlse 3 / E.Ringot, M.Cyr page 26
Les risques naturels : séismes
Risques sismiques - SISMOLOGIE master GC UPS Tlse 3 / E.Ringot, M.Cyr page 27
Les risques naturels : séismes
Risques sismiques - SISMOLOGIE master GC UPS Tlse 3 / E.Ringot, M.Cyr page 28
Les risques naturels : séismes
Jusqu’à mai 2011
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Séismes et tsunamisSumatra, 26 décembre 2004
Les risques naturels : séismes et ses conséquences
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Séismes et tsunamisSumatra, 26 décembre 2004
Les risques naturels : séismes et ses conséquences
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Séismes et tsunamisSumatra, 26 décembre 2004
Les risques naturels : séismes et ses conséquences
Risques sismiques - SISMOLOGIE master GC UPS Tlse 3 / E.Ringot, M.Cyr page 32
Séismes et tsunamisSumatra, 26 décembre 2004
Les risques naturels : séismes et ses conséquences
Géologie de la France, 2002, n° 2, 39-52
http://geolfrance.brgm.fr/
Animation- CEA- film
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Les risques naturels : séismes et ses conséquences
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Comment prévenir les risques ?
Informer, sensibiliserRenforcer la réglementation
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Comment prévenir les risques ?
http://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/lessentiel/article/368/1239/risques-naturels-plans-prevention.html
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Objectifs de la sismologie
� Identification des sources sismiques pouvant concerner le site à construire. Estimation de l'énergie sismique pouvant arriver sur le site (estimation de l'aléa sismique régional) ;
� Connaissance du comportement prévisible du site sous l'effet des séismes régionaux possibles (estimation de l'aléa sismique local) ;
� Maîtrise de la réponse potentielle des bâtiments, viabilités et équipements aux mouvements prévisibles du sol ;
� Adoption de politiques de mitigation du risque sismique ;
� Traduction réglementaire des connaissances.
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Résultats et limites de la sismologie
Les géophysiciens effectuent des recherches pour caractériser la sismicité du globe et tenter d'établir des lois de comportement ou « modèles » permettant de progresser dans la prévision des phénomènes et donc dans la prévention des risques.
Si l’on peut assez bien caractériser ce qui peut arriver dans une zone sismique et lui associer une probabilité de survenance, il n’est pas possible de prédire quand un séisme surviendra.
Ces travaux sont utiles à l'élaboration de stratégies de « protection » contre les séismes pour les architectes et les ingénieurs, et autres professionnels de la prévention.
Ainsi on peut assez bien :
� définir la « violence » possible des séismes pouvant survenir sur les failles sismogènes, c'est à dire leur magnitude ;
� établir la manière dont la distance va atténuer l'amplitude des oscillations ;
� définir la manière dont un sol ou un site donné va modifier les oscillations qu'il reçoit, en les amplifiant éventuellement ;
� définir la manière dont un sol peut voir ses caractéristiques mécaniques se dégrader (tassements, éboulements…) de façon inacceptable pour la sécurité des personnes et activités qui s'y trouvent.
Ce qui permettra d'opérer les bons choix en matière de construction, et en général d'aménagement du territoire.