QSHA

Réunion du 23 Novembre 2006au LCPC

WP3Ground motion simulation

Victor Cruz-Atienza, Stéphane Operto, Jean Virieux

Finite Difference techniques

FDTD using new Saenger stencil (2000)

FDTD : direct method, core memory, regular grid through cartesian tensorial products

Qualités du Modèle Numérique en Différences Finies :

1. Code optimisé en mémoire centrale : minimisation du nombre d’opérations par virgule flottante ainsi que de la mémoire vive requise

2. Conditions d’absorption aux limites Perfectly Matched Layer (PML, Collino et Tsogka, 2001)

3. Source ponctuelle double-couple décrite par le tenseur de moment sismique (validé)

4. Surface libre de géométrie quelconque avec ou sans couche d’eau (validé)

5. Solver visco-élastique (atténuation intrinsèque du milieu) implémenté mais non encore validé

Code de Propagation « Shake3D »

Source Ponctuelle : Tenseur de Moment Sismiques

Description Source Ponctuelle

ijiji fu ,

Conservation du Moment

j

iji h

Mf

44

Forces discrètes de Volume

Pondération gaussienne autour de chaque nœud de vitesse ),,()()( 0 ijij RMtstM

Tenseur de Moments Sismiques

Validation du Modèle Numérique en Milieu Hétérogène

Vitesse Vertical sur l’Eau

m/s

Différences Finies (rouge) vs. Nombre d’Onde Discret (bleu)

Nappe de Capteurs

Source

• Mécanisme au Foyer : = 142o, = 74o et = 215o

• Demi-espace à quatre couches dont celle superficielle liquide

• Profondeur et durée de la source: 5 km et ~2 s

Guadeloupe

25km

Modélisation de l’effet d’une couche d’eau hétérogène : exemple de la Guadeloupe

Modélisation aux stations PRFA et GBGA d’un séisme superficiel de magnitude 5 :

Rouge: Croûte homogène (nombre d’ondes discrets)

Bleu: Croûte homogène + Bathymétrie de la région, campagne AGUADOMAR

(Différences finies)

Géodonnées Géomodeleur Géosimulateur

Une stratégie globale et évolutivede modélisation

Sismogrammes

Sources sismiques

Description du milieu Simulation et analyse

Géodonnées

topo

coupe

Observation

synthèse

geol

forage

: le Géomodeleur du

Méthodologie

Modélisation géométrique 3D des surfaces géologiques

Basé sur la méthode des surfaces implicites

f(x,y,z) = V (potentiel)

Entrée: points de contact = points d’équipotentiel

orientation des structures = gradient du champ de potentiel

Interpolation par Cokrigeage du champ et de ses dérivées

Zone du modèle

Zone du modèle

Topographie (MNT IGN)

Bathymétriemultifaisceaux

+

Moho

Quantification du mouvement du sol par simulationde propagation d’ondes sismiques

Topographie et Bathymétrie

Simulation Séisme Inverse Nice (Mw = 4.5)

• Mécanisme au Foyer : = 243o, = 41o et = 74o

• Demi-espace infini élastique : croûte continentale et eau de mer

• Profondeur et durée de la source : 6 km et ~1 s

• Moment Sismique : M0= 5.96 X 1015 N m

Source Ponctuelle :

Épicentre

Simulation Séisme Inverse Nice (Mw = 4.5)

Animation par Nahum PEREZ – CAMPOS, UNAM, Mexique

Épicentre

Visualisation Multicomposant du Champ de Vitesse

Simulation Séisme Inverse Nice (Mw = 4.5)Section Verticales du Champ de Vitesse (Composante NS)