Analyse des incertitudes dans une estimation probabiliste de l'aléa sismique, exemple de la France - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2003

Analyse des incertitudes dans une estimation probabiliste de l'aléa sismique, exemple de la France

Céline Beauval

Abstract

This thesis proposes a new methodology that allows to pinpoint the key parameters that control probabilistic seismic hazard assessment (PSHA) and at the same time to quantify the impact of these parameters uncertainties on hazard estimates. Cornell-McGuire's method is used here. First, uncertainties on magnitude and location determinations are modeled and quantified : resulting variability on hazard estimates ranges between 5% and 25% (=COV), depending on the site and the return period. An impact study is then performed, in order to determine the hierarchy between the impacts on hazard of the choices of four other parameters : intensity-magnitude correlation, minimum and maximum magnitudes, the truncation of the attenuation relationship. The results at 34 Hz (PGA) indicate that the maximum magnitude is the less influent parameter (from 100 to 10000 years) ; whereas the intensity-magnitude correlation and the truncation of ground motion predictions (>2¾) are the controlling parameters at all return periods (up to 30% decrease each at 10000 years). An increase in the minimum magnitude contributing to the hazard, from 3.5 to 4.5, can also produce non-negligible impacts at small return periods (up to 20% decrease of hazard results at 475 years). Finally, the overall variability on hazard estimates due to the combined choices of the four parameters can reach up to 30% (COV, at 34Hz). For lower frequencies (<5Hz), the overall variability increases and maximum magnitude becomes a controlling parameter. Therefore, variability of estimates due to catalog uncertainties and to the choices of these four parameters must be taken into account in all probabilistic seismic hazard studies in France. To reduce variability in hazard estimates, future research should concentrate on the elaboration of an appropriate intensity- magnitude correlation, as well as on a more realistic way of taking into account ground motion dispersion.
Cette thèse propose une nouvelle méthodologie permettant d'une part d'identifier les paramètres clefs qui contrôlent l'estimation de l'aléa sismique probabiliste, et d'autre part de quantifier l'impact des incertitudes de ces paramètres sur les estimations d'aléa. La méthode de Cornell-McGuire est utilisée dans cette étude. Tout d'abord, les incertitudes sur les déterminations de magnitude et de localisation sont modélisées et quantifiées : la variabilité résultante sur les estimations d'aléa est comprise entre 5 et 25% (=COV), selon le site et la période de retour considérés. Une étude est ensuite menée afin de hiérarchiser les impacts sur l'aléa liés aux choix de quatre paramètres : corrélation intensité-magnitude, magnitudes minimales et maximales, troncature de la relation d'atténuation du mouvement du sol. Les résultats à 34 Hz (PGA) indiquent que la magnitude maximale est le paramètre le moins influent (de 100 à 10000 ans) ; tandis que la corrélation I-M et la troncature des prédictions du mouvement du sol (>2¾) jouent un rôle clef quelle que soit la période de retour considérée (diminution de l'aléa jusqu'à 30% à 10000 ans). Une augmentation de la magnitude minimale contribuant à l'aléa, de 3.5 à 4.5, peut également produire des impacts non négligeables à courtes périodes de retour (diminution des valeurs d'aléa jusqu'à 20% à 475 ans). Enfin, la variabilité totale des estimations d'aléa, due aux choix combinés des quatre paramètres, peut atteindre 30% (COV, à 34 Hz). Pour des fréquences plus faibles (<5Hz), la variabilité totale augmente et la magnitude maximale devient un paramètre important. Ainsi, la variabilité des estimations due aux incertitudes de catalogue et aux choix de ces quatre paramètres doit être prise en compte dans toute étude d'estimation de l'aléa sismique probabiliste en France. Cette variabilité pourra être réduite en élaborant une corrélation intensité-magnitude plus appropriée, et en recherchant une manière plus réaliste de prendre en compte la dispersion du mouvement du sol.
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Dates and versions

tel-00673231 , version 1 (23-02-2012)

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  • HAL Id : tel-00673231 , version 1

Cite

Céline Beauval. Analyse des incertitudes dans une estimation probabiliste de l'aléa sismique, exemple de la France. Géophysique [physics.geo-ph]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00673231⟩
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