QSHA : WP4 Simulation des mouvements du sol par la méthode STOKEMP (sommation stochastique de fonctions de Green empiriques). Carine-Khors Sansorny, Etienne.

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1 QSHA : WP4 Simulation des mouvements du sol par la méthode STOKEMP (sommation stochastique de fonctions de Green empiriques). Carine-Khors Sansorny, Etienne Bertrand, Julien Converset, Françoise Courboulex Et bientot : Jérome Salichon Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008

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QSHA : WP2 Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008

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WP4 : Source : modélisation de la fonction source temporelle par tirage alléatoire Propagation et effet de site : petit séisme utilisé comme fonction de Green empirique. 500 simulations différentes pour chaque cas WP2 (Kohrs-Sansorny et al., BSSA, 2005) Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008

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1999 et 2000, M = 3.4 2001, M = 4.6 2006, M = 4.3 Quels petits séismes pouvons nous utiliser comme FGE ? Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008

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Sur la station NALS (centre de Nice) : Accelerogrammes et spectres de réponse obtenus en fonction de C (rapport des chutes de contrainte) Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008

8 Quelle est la validité de nos simulations en aveugle ?
Peut-on passer des petits aux gros séismes facilement ? Pousse et al (2006) Comment varie la chute de contrainte et donc le paramètre C ? Certains résultats (suggèrent que la chute de contrainte augmente avec la magnitude Ide et Beroza, 2001; Kanamori and Rivera, 2004 Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008

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Validation sur la crise des Antilles pour répondre aux questions : - Quelle est la variabilité du rapport C des chutes de contrainte obtenu sur les données ? Quelle est l’influence du choix du petit séisme pris comme fonction de Green empirique sur les simulations ? Reproduit-on toujours bien les effets de site ? - Comment estimer le rapport des chutes de contraintes dans les simulations en aveugle ? Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008

10 Les répliques et les fonctions de Green empiriques sélectionnées
Épicentres des répliques (CDSA fond de carte Feuillet 2000) 10 répliques sélectionnées. 4.2 < Mw < 5.2 Mécanismes en faille normale (2 ont une composante décrochante). Localisées sur le réseau de failles normales. 20 km Les répliques: 1078 séismes de M>1, 51 de M>4. (CDSA) 1 séisme de Mw=5.9, le 14/02/2005. Mécanismes au foyer principalement en faille normale. Localisées dans un rayon de 20-25km autour du choc principal. Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008 Mécanismes au foyer (Balestra, 2007)

11 Pour chaque station et chaque FGE : 500 simulations
Composante E-W, simulation utilisant la réplique du 26/12/2004 à 15h19min comme FGE.

12 Avec la réplique du 21/11/2004 à 22h32mn
En gris : 24 spectres de réponse des différentes simulations (amortissement 5%) En rouge : spectre de réponse moyen. En noir : Spectre de réponse du séisme.

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Le spectre de réponse élastique: Représente l’accélération maximale de différents oscillateurs à un degré de liberté. Simulation utilisant la réplique du 21/11/2004 à 15h19min Noir: spectre de réponse du choc principal; Jaune : spectres de réponses des simulations; Rouge : spectre de réponse moyen Grisé : Ambraseys (2005) Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008

14 Comparaison des simulations avec les lois d’atténuation
Stations au rocher Stations à effet de site les simulations sont contenues dans l’ écart type de la loi d’atténuation, sur les stations au rocher. Bonne reproduction des amplifications dues à des effets de site Spectres de réponse moyens et loi d’atténuation d’Ambraseys et al. (2004)

15 Les comparateurs. (Anderson, 2004)
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16 Estimation de la qualité des simulations. (Anderson et al., 2004)
Méthode de comparaison des différentes simulations avec le choc principal. Quelles simulations sont les meilleures ? Estimation quantitative de l’adéquation des simulations avec le choc principal. Comparaison des accélérogrammes, spectres de Fourier et spectres de réponse élastique. Comparaison dans différentes gammes de fréquences. Résultats sous forme de scores de 1 à 10. Meilleurs scores: 26/12/2004 à 15h19min, score de 7. 02/12/2004 à 14h47min, score de 6,8. 21/11/2004 à 22h56min, score de 6.7. 21/11/2004 à 22h32min, score de 6,5.

17 Resultats des comparaisons. (Anderson, 2004)
Aftershock Energy Main Bon score:supérieur à 6. Possibilité de faire une moyenne des indicateurs. Score général d’une simulation. Energy Résultat de la simulation utilisant la réplique du 21/11/2004 à 22h32min Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008

18 Caracteristic effects of some small events used as EGF
Difference due to the variation of azimuth on GBGA station Can be corrected Simulation of the aftershock of 21/11/2004 at 02h01min; Different focal mechanisms for two aftershocks: 21/11/2004 à 13h36min and l29/01/2005 à 14h45min Can be corrected For some events on some stations, we had some differences in the simulations. I have no time today to describe in details all the differences obtained. Some of then are due to a small change in the focal mechanism, some other one (as illustrated her) are due to the difference in the azimuth of the ray. Both of this problems can be easily corrected, and anyway, do not exist in a blind test case. The only problem that is really difficult to deal with is the possible directivity of the source process of the small earthquake. To overcome this problem, it is then necessary to use different EGF when it is possible

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Influence of the parameter C: stress drop ratio between the large and the small earthquake Rock station Site effect stations So it seems that most of the aftershocks can be eligible as good empirical Green function. This seems to be true but we should not forget that is this study, we knew the mainshock records and then the input parameters were defined in an accurate way. For a blind test simulation, what would have happen ? In black the real data, in read our simulations with the good value of C. In blue is represented the average simulation we would obtained if the parameter C had been set up to 1 (as it is very often done). All the simulations would have then underestimate the spectral acceleration. This is the case for all stations. One solution to estimated C in advance is to calibrate its value on rock site stations. This value is then used for all the other stations, which enables to well reproduce site effects also. In this study : an “ad hoc” determination of C In a blind simulation C is often taken equal to 1 An estimation of C is possible using GMEPs on rock sites. Simulation using the aftershock 21/11/2004 à 22h32min. Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008

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Suite du travail dans le cadre de QSHA: Sur NICE : Comparer les simulations à d’autres lois de prédiction du mouvement du sol. Lesquelles ?  Donner des limites au paramètre C ? Présenter les résultats avec leur variabilité (500 simulations + variation de C) Comparer les sismogrammes avec les simulations numériques issues du WP3 Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008

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Comparaison aux équations d’Ambraseys, 2005 Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008

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23 Sismicité des Alpes du Sud
NALS: Facteur 4 entre [0,0.5 s[ et 10 entre [0.5, 1.5] s Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008 Anne Deschamps, Géosciences Azur

24 Influence d’un facteur : le rapport des chutes de contraintes C
Nice Blausasc Mer NALS Réunion QSHA, Grenoble 16 Mai 2008