Objectifs scientifiques et projet de recherche

La sismicité du Liban, sa forte topographie combinée avec son urbanisation galopante font de l’évaluation des risques sismique et gravitaire un enjeu majeur pour les chercheurs libanais. Les recherches récentes (Brax, 2013 ; Salloum et al., 2014) ont montré la forte variabilité de la structure du sous-sol à Beyrouth se traduisant par une forte variabilité de sa réponse sismique. Le principal challenge est maintenant de mieux contraindre la structure 3D du sous-sol beyrouthin afin d’envisager des modélisations numériques 3D du mouvement sismique et de prédire son effet sur l’endommagement des structures de génie civil.
Cependant, il n’existe pas actuellement de sismogrammes représentatifs du mouvement sismique auquel s’attendre en cas de fort séisme sur les principales failles du Liban qui puissent être utilisés dans le calcul de la réponse des structures. Très peu d’études ont par ailleurs été entreprises sur l’étude de la variabilité spatiale des comportements linéaire et non-linéaire des sols sur la réponse des instabilités gravitaires en statique et dynamique.
La présente JEAI s’intéressera aussi aux questions scientifiques suivantes :
1. Étude de l’effet de la variabilité spatiale des propriétés du sol sur la réponse sismique, avec des applications sur la modélisation du mouvement sismique à Beyrouth;
2. Évaluer les mouvements sismiques que de forts séismes sur les principales failles libanaises seraient susceptibles de générer. Cette évaluation passe par la prise en compte des effets de champ proche et de notre méconnaissance actuelle sur les caractéristiques de rupture.
3. Caractériser les propriétés non-linéaire des sols en utilisant des mesures en laboratoire, combiner les méthodes géophysiques et géotechniques pour imager les variabilités spatiales du sous-sol, et étudier leurs effets sur la réponse en statique et en dynamique d’un mouvement gravitaire.
Ce projet de JEAI est complémentaire du projet de recherché de l’Unité de Recherche Associée (RUMMARE) portent sur le risque gravitaire et un développement des recherches initiées au sein du projet ANR Libris porté par l’unité de recherche partenaire, ce projet ayant déjà impliqué le co-encadrement de plusieurs étudiants en thèse ou en stage master ces quatre dernières années.

Unités IRD

1R21900 : ISTERRE

Partenaires / Unités de recherche associés

NDU : Notre-Dame University

Responsable

Mme. Dalia ABDEL MASSIH

Correspondants

Mme. Cecile CORNOU

Thématique(s)

1 - Poursuivre les différentes recherches entreprises sur Beyrouth de façon à construire un modèle 3D numérique de la structure du sous-sol beyrouthin, en mettant également l’accent sur la quantification de la variabilité spatiale des propriétés du sous-sol en proche-surface. Le modèle 3D sera utilisé pour non seulement calculer la réponse sismique de Beyrouth mais aussi d’étudier l’effet des variabilités (géométrie 3D, variabilité spatiale de proche surface) sur le mouvement sismique ;
2 - Générer une suite de sismogrammes synthétiques pour différents scénarios de séismes prenant en compte notre méconnaissance actuelle sur le processus de rupture (localisation du point de nucléation, géométrie de la faille, distribution du glissement) et les effets de rupture en champ proche (c'est à dire pour des distances à la faille comparable à la dimension de la faille) ce qui est un aspect critique au Liban qui est un territoire limité (200 x 70 km). Cette suite de sismogrammes synthétiques sera utilisée dans le calcul de la probabilité d’endommagement des bâtiments beyrouthin et comparé aux calculs d’endommagement basés sur l’accélération maximale donnée par le code parasismique libanais ;
3 - Etudier l’effet des comportements linéaires et non-linéaires du sol sur la réponse sismique des mouvements gravitaires selon des approches déterministe et probabiliste, c’est-à-dire incluant la variabilité spatiale des paramètres du sol. La caractérisation des propriétés non-linéaires sera réalisée par des essais en laboratoire en utilisant une presse triaxiale cyclique.