QSHA Modélisation de la région niçoise par FEM

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1 QSHA Modélisation de la région niçoise par FEM
Gabriel Courrioux (GEO/G2R) Florent De Martin (ARN/RIS) Fabrice Dupros (STI/C3D) Evelyne Foerster (ARN/RIS) dimanche 16 avril 2017

2 Région modélisée Modèle FEM Source sismique
utilisation approximation paraxiale pour réduire le domaine : 30x23x10km 2 couches : croute et sédiment Source sismique Ponctuelle double-couple 3 sources modélisées: Vésubie, Blausasc, Donaréo Paramètres respectés: localisation, magnitude attendue, sortie récepteurs Paramètres modifiés: fréquence de la source 23 km 30 km ARN/RIS & STI/C3D QSHA – 16 mai 2008 /12 2

3 Modèle FEM Algorithme Loi de comportement Ressources CPU Maillage
Newmark implicite-explicite Elément de volume : implicite Frontière absorbante : explicite Loi de comportement Linéaire élastique Maillage Hexaèdres + Quadrangles sédiment : maille = 280m, ddls Fréquence max: 1Hz avec 5 nœuds/longueur d’onde Topographie conservée Partitionnement avec METIS : matrice creuse ( val. non nulles) Ressources CPU 20 CPU  19 heures de calcul pour pas de temps (50 secondes) ARN/RIS & STI/C3D QSHA – 16 mai 2008 /12

4 Description de la source gaussienne
Source originale: σ = 0.05 Fourier Source modifiée: σ = 0.5 Fourier ARN/RIS & STI/C3D QSHA – 16 mai 2008 /12 2

5 Description de la source gaussienne
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6 Source Blausasc : Mode de radiation théorique
Onde P Onde S Composante SV Composante SH Vidéos avec topo: Surface libre – coupe EW Vidéos sans topo: Surface libre – coupe EW ARN/RIS & STI/C3D QSHA – 16 mai 2008 /12

7 Sismogrammes synthétiques: coupe EW (Blausasc, Mw5.5)
SH Noeud des ondes S Avec topo Ondes de Love Composante SH Sans topo ARN/RIS & STI/C3D QSHA – 16 mai 2008 /12

8 Sismogrammes synthétiques: coupe EW (Blausasc)
Avec Topographie SV Vx Vz Rayleigh Sans Topographie ARN/RIS & STI/C3D QSHA – 16 mai 2008 /12

9 Sismogrammes synthétiques: coupe EW (Donareo, Mw4.5, avec topographie)
NS UP Vidéo avec topo : Surface libre – coupe plan faille ARN/RIS & STI/C3D QSHA – 16 mai 2008 /12

10 Fréquence de résonance: ratios spectraux
Amortissement GEFDYN du type α/ω+β Video Ricker ARN/RIS & STI/C3D QSHA – 16 mai 2008 /12

11 Fréquence de résonance: ratios spectraux
3 premières fréquences visibles lors de la simulation Décalage de la fréquence fondamentale vers les hautes fréquences + fort amortissement Modes 2 et 3 proches de la théorie 1D Effet 3D ? ARN/RIS & STI/C3D QSHA – 16 mai 2008 /12

12 Conclusions – Perspectives FEM
Résolution FEM actuelle : implicite Intéressant pour les calculs non linéaires Trop lourd pour un calcul linéaire élastique Passage en explicite pour améliorer la résolution et augmenter la fréquence maximale Diminution de la fréquence de source originale (0.05 au lieu de 0.5) Perspectives Modèle Nice local : champ incident provenant du calcul de propagation FDM inclus au niveau des frontières absorbantes comparaisons linéaire (élasticité, visco-élasticité) et non linéaire (EP), incidence du nombre de couches considérées, … Calcul « grand challenge » (toute la région de Nice) en lien avec le projet ANR NUMASIS (grand nombre de processeurs) Sorties PGV, spectres, Intensités macrosismiques pour cartographie WP5 ARN/RIS & STI/C3D QSHA – 16 mai 2008 /12