REPSODY: Réponse des Sols, Sites et Structures aux sollicitations dynamiques - Séismes et vibrations -

REPSODY examine l'interaction entre les ondes, les sols et les structures pour prévenir les dommages potentiels aux bâtis et aux ouvrages. Contribuer à réduire la vulnérabilité aux risques sismique-vibratoire par des solutions innovantes est un enjeu majeur. Dans cette perspective, une approche pluridisciplinaire associant sismologie, géotechnique, mécanique et dynamique des sols et des structures, est considérée.

Site : Sophia-Antipolis ; 7 membres permanents.

Enjeux de société

La prégnance des risques sur les territoires est croissante du fait notamment de l’artificialisation de l’espace et du changement climatique ce qui rend nécessaire leur prise en compte dans l’aménagement, les projets d’infrastructure et l’adaptation des politiques publiques. Les enjeux sont forts aux plans humain, matériel, économique. La population est, à l’échelle de la ville ou plus généralement au niveau national, de plus en plus dense et en constante augmentation.

L'amélioration des connaissances sur les phénomènes naturels ainsi que la considération des conséquences d’une exploitation territoriale grandissante sont des sujets d’étude aujourd'hui incontournables afin de tenter une meilleure protection et résilience contre ces risques. L’équipe REPSODY propose de contribuer à l'amélioration des connaissances en matière de vulnérabilité et d’exposition des bâtiments et structures de génie civil et géologiques face aux risques sismique et vibratoire.

Les catastrophes récentes comme celles d'Haïti (2010), du Japon (2011, 2016), du Népal (2015), ou d’Italie (2009, 2016) rappellent régulièrement la nécessité de connaître le risque afin de mieux le maîtriser. La prédiction du mouvement susceptible de se produire à la surface du sol permet, à terme, aux ingénieurs civils de dimensionner leurs ouvrages en respectant les normes parasismiques et à réaliser des microzonages sismiques pour le bâti courant ou classé. Il est en effet indispensable de prendre en compte tous les phénomènes physiques en jeu : de la faille à la réponse du milieu construit et son interaction avec le sol environnant. Il s'agit d'appréhender les phénomènes les plus complexes (parfois encore mal connus) avec des méthodes et des échelles de travail variables.

La caractérisation du risque sismique nécessite, en plus de la caractérisation de l’aléa, l’évaluation de la vulnérabilité aux séismes des constructions et des systèmes géologiques. Dans ce cadre, les enregistrements sismologiques à différentes échelles (séisme, micro-séisme, bruit de fond) contribuent directement à la caractérisation de cette vulnérabilité dans le temps. Par example, les mesures géophysiques basées sur l’enregistrement du bruit de fond sismique se développent de plus en plus pour la caractérisation et le suivi des masses géologiques instables et des ouvrages du Génie Ferroviaire. De nouvelles techniques de traitement du signal, adaptées à ces objets, nécessitent également d’être investiguées.

Dans le cas des vibrations anthropiques, la prise en compte de ce type d’ondes émises pendant la phase de construction et d’exploitation des infrastructures correspond également à une préoccupation grandissante dans un contexte environnemental très fortement changeant et pour un tissu urbain de plus en plus dense. Les possibles effets des vibrations sur le bâti existant nous obligent à considérer différentes typologies de charges dynamiques potentiellement nocives et de bien les représenter par des outils de nouvelle conception. En plus, l’enregistrement des vibrations et de leur variation temporelle est à la base de nouvelles technologies d’auscultation d’ouvrages, basées sur la détection des anomalies dans les séries temporelles de valeurs collectées à comparer à des valeurs initiales, souvent liées à un état de bon service des structures suivies.

Problématique scientifique

L’objectif de l’équipe Repsody est de contribuer à réduire la vulnérabilité aux risques sismique et vibratoire en proposant des solutions innovantes. Pour cela, elle approfondit les connaissances et techniques concernant la caractérisation de l’impact des sollicitations dynamiques sur les systèmes anthropiques (infrastructures de transport, bâtiments, etc.) et les systèmes géologiques (masses instables, glissements de terrain induits, etc.), en mobilisant la mesure, des approches analytiques et la modélisation numérique des interactions ondes-sols-structures (OSS)

Le projet est articulé selon 3 axes :
1. Expérimentation dynamique in-situ
2. Prédiction numérique du mouvement sismique et vibratoire
3. Prédiction empirique du mouvement sismique et vibratoire

Résultats attendus

L’équipe vise à :

  1. Mieux comprendre la variation spatio-temporelle de la source sismique/vibratoire
  2. Caractériser les propriétés géométriques et mécaniques des sols et sous-sol par imagerie sismique
  3. Caractériser dynamiquement et dans le temps les structures anthropiques et naturelles par estimation de paramètres modaux via l’instrumental
  4. Elaborer des méthodologies d’instrumentation efficaces sur les ouvrages afin de mesurer les sollicitations dynamiques pour la définition de niveaux de seuil
  5. Modéliser numériquement le comportement dynamique des sols et des structures
  6. Progresser sur l’évaluation empirique des mouvements du sol et de la réponse non-linéaire des sites
  7. Définir lois empiriques pour la réponse dynamique de structures en relation à leur géométrie
Partenariat
  • UMR Géoazur (dont Repsody est une équipe associée),
  • RAP-RESIF,
  • UGE (Université Gustave Eiffel),
  • INERIS,
  • BRGM,
  • Irstea,
  • EDF,
  • SNCF réseaux,
  • RATP,
  • Eiffage,
  • Egis,
  • Sage
Thèses en cours

Ophelie Rohmer
« Influence combinée des effets de site et du bâti sur le champ d’ondes sismiques en surface », sous la direction de E. Bertrand et co-encadré par J. Regnier. Ecole doctorale SFA, Université Côte d’Azur

Danis Pacheco
« Etude de la réponse sismique du bassin de Quito (Equateur) à partir de données sismologiques », sous la direction de F. Courboulex (Dr. CNRS, GEOAZUR) et co-encadré dans l’équipe par D. Mercerat. Ecole doctorale SFA, Université Côte Azur.

Thèses soutenues

David Castro-Cruz (2018)
« Prédiction empirique des mouvements sismiques forts : apport de l’analyse du comportement non-linéaire des sols et de l’approche des fonctions de Green empiriques », sous la direction de F. Courboulex (CNRS), encadré dans l’équipe par E. Bertrand

Simon Chabot (2018)
« Modélisation numérique de la propagation des ondes par une méthode éléménts finis Galerkin discontinues : prise en compte des rhéologie non-linéaires », sous la direction de L-F. Bonilla (Ifsttar), encadré dans l’équipe par N. Glinsky

Responsable de l'équipe
Adjoint responsable
Membres de l'équipe
Michel Pernoud
Technicien
Philippe Langlaude
Technicien
Formulaire de contact

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