Catalogue de sismicité à partir des données d'intensité macrosismique : propagation des incertitudes

Présentation de Ludmila Provost (IRSN) au 1er Workshop Résif "Aléa sismique" | 27 et 28 septembre 2016, Strasbourg

Transcript

1. Catalogue de sismicité historique à partir des données d’intensité macrosismique: propagation des incertitudes Ludmila Provost, Oona Scotti PRP-DGE/SCAN/BERSSIN 27/09/2016 © IRSN RESIF – Strasbourg - 27/09/2016
2. 2/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques –RESIF-Strasbourg 27/09/2016- © IRSN 2/17 Incertitudes et catalogues de sismicité historique • IRSN: support technique de l’autorité de sûreté nucléaire. • Des valeurs de magnitudes et profondeurs différentes pour un même évènement historique selon différents organismes • Comment évaluer ces valeurs? • Mise en place par l’IRSN (Baumont et Scotti 2008) d’une méthode permettant d’explorer et de visualiser les incertitudes lors de l’estimation des magnitudes et profondeurs des séismes historiques TITRE DE LA PRESENTATION - DATE DE LA PRESENTATION Période instrumentale Données : M,H,I Période historique Données : Intensité (I)
3. MOYENNE (M-H) + INCERTITUDES (M-H) C1 hk Unfeasible space 167 calibration events I = C1 + C2 M + b Log10 (R) DOM4.1, ECOS, SIFRANCE macroseismic database 24 Jeux de données 3 Profondeurs de départ si instrumentale non connue b h Sisfrance database δI h R Log . β Io I ERR 10    b 3/17 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques – RESIF-Strasbourg27/09/2016 - © IRSN Calibration sur des données de la période instrumentale (I,M,H) 7 b de départ
4. 4/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques – RESIF-Strasbourg-27/09/2016 - © IRSN Source des données d’intensités macrosismiques: SISFRANCE (2009) (EDF, BRGM, IRSN) LA PRESENTATION - DATE DE LA PRESENTATION 4/17 Séismes historiques Données disponibles Très bien renseigné Moins bien renseigné Rambervilliers, 2003 (NumEvt: 880077) Pyrénées, 1750 (NumEvt: 650037)
5. 5/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques – 27/09/2016 - © IRSN TITRE DE LA PRESENTATION - DATE DE LA PRESENTATION 5/17 Regroupement des intensités macrosismiques par indicateur: exemple du séisme d’Arudy IAVG Intensité [MSK] Distance Hypocentrale [km] RAVG Distance hypocentrale [km] Distance hypocentrale [km] Intensité [MSK] Intensité [MSK] Classes de distance Classes d’intensité Intensité [MSK] Distance Hypocentrale [
6. 6/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismique – RESIF-Strasbourg-27/09/16 - © IRSN 6/17 Equation empirique de l’atténuation de l’intensité macrosismique  Forme de l’équation et résolution en deux étapes  = + (Kövesligethy (1907) et Sponheuer (1960))  = + + (Ambraseys (1985)) ▌ Méthode d’inversion itérative par moindres carrés, avec contraintes pour H et 0 ▌ Différentes valeurs de départ
7. 7/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques- RESIF-Strasbourg-27/09/2016 - © IRSN 7/17 Equation empirique de l’atténuation de l’intensité macrosismique Des résultats différents pour le coefficient d’atténuation β selon le jeu de données Jeu de données de base: • À partir de l’année1800 ou 1950 • Nombre d’observations supérieur à 50,100 ou 150 = +
8. Prénom Nom / IRSN / Service / Unité - Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques- RESIF-Strasbourg-27/09/2016 - © IRSN 8/17 Beta=-3,57 / Europe
9. 9/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques- 27/092016 - © IRSN 9/17 Equation empirique de l’atténuation de l’intensité macrosismique Propagation de l’incertitude sur l’évaluation du coefficient d’atténuation β Evaluation du coefficient d’atténuation β pour un indicateur et une région Β1 , poids1 Β2 , poids2 Βn , poidsn … Evaluation des coefficients C1 et C2 = + +
10. 10/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques- RESIF-Strasbourg-27/09/2016 - © IRSN 10/17 Equation empirique de l’atténuation de l’intensité macrosismique Incertitudes sur l’évaluation des coefficients C1 et C2: différentes pondérations possibles Pondération uniforme des évènements Pondération basée sur l’incertitude de la magnitude instrumentale Pondération par classe de magnitude
11. 11/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques- 27/09/2016 - © IRSN 11/17 Equation empirique de l’atténuation de l’intensité macrosismique France RAVG pondération uniforme Magnitude instrumentale (Mw) Magnitude calculée = + + Profondeur instrumentale Profondeur calculée
12. 12/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques- RESIF-Strasbourg-27/09/2016- © IRSN 12/17 Application aux séismes historiques: exploration de l’incertitude β1 β2 βn C1,C2 M, H, Io, σ C1,C2 C1,C2 = + + = + RAVG France
13. Probabilité de densité pour un indicateur et une région de calibration Ludmila Provost /IRSN/SCAN /BERSSIN - Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques – 27/09/2016 - © IRSN 13/17 H=15km, Mw= 4,8 dans le catalogue utilisé pour la calibration Isocourbes de probabilité
14. 14/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques- RESIF-Strasbourg27/09/2016- © IRSN 14/17 Application aux séismes historiques France RAVG Evènement Europe RAVG France IAVG Europe IAVG Barycentre+PDF Barycentre+PDF Barycentre+PDF Barycentre+PDF PDF
15. 15/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques- 27/09/2016 - © IRSN 15/17 Application aux séismes historiques Des résultats différents selon l’indicateur H=15km, Mw= 4.83 dans le catalogue utilisé pour la calibration
16. 16/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques- RESIF-Strasbourg27/09/2016 - © IRSN 16/17 Application aux séismes historiques Des résultats différents selon l’indicateur et la région de calibration
17. 17/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismique – 27/09/2016 - © IRSN 17/17 Conclusions ▌ Des résultats différents selon l’indicateur ou les données utilisées pour la calibration ▌ Densité de probabilité =>espace des solutions possibles ▌ Obtention de différents catalogues de sismicité historique avec incertitudes associées aux magnitudes, profondeurs et intensités épicentrales ▌ Importance des données instrumentales pour calibrer les équations d’atténuation
18. 18/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismique – RESIF-Strasbourg-27/09/2016 - © IRSN Besoins pour la suite ▌ Magnitudes et profondeurs instrumentales bien contraintes ▌ Relier les données d’intensité contemporaines aux données historiques ▌ Continuer à collecter des données historiques
19. 19/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques- 27/09/2016- © IRSN 19/17 Application aux séismes historiques =>Des résultats différents selon l’indicateur
20. Merci pour votre attention Prénom Nom / IRSN / Service / Unité - TITRE DE LA PRESENTATION - DATE DE LA PRESENTATION - © IRSN 20/13
21. 21/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismique – 27/09/2016 - © IRSN 21/17 Equation empirique de l’atténuation de l’intensité macrosismique  Forme de l’équation et résolution en deux étapes ▌ = 0 + log ℎ + ℎ − (Kövesligethy (1907) et Sponheuer (1960))  Approximation : =0  = + ▌ = 1 + 2 + log ℎ + ℎ (Ambraseys (1985))  Approximation: =0  = + +
22. 22/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques- DATE DE LA PRESENTATION - © IRSN 22/14 Equation empirique de l’atténuation de l’intensité macrosismique Influence de l’indicateur Pour le même jeu de données et valeurs de départ: • IAVG, β = -3.071 • RAVG, β = -3.404 Valeurs de départ: • β = -2.0 • H = 5 km (si pas connu)
23. 23/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques- DATE DE LA PRESENTATION - © IRSN 23/13 Application aux séismes historiques Des résultats différents selon l’indicateur H=15km, Mw= 4.83 dans le catalogue utilisé pour la calibration
24. Prénom Nom / IRSN / Service / Unité - TITRE DE LA PRESENTATION - DATE DE LA PRESENTATION - © IRSN 24/20 Beta C1,C2
25. Evènements utilisés pour la calibration du coefficient d’atténuation β • Qualité A et B pour intensité et position épicentre • À partir de 1800 • Nombre d’observations supérieur à 50 • Dc>25 • Io-Ic>2 • Nombre de points pour l’indicateur>3 • =>219 évènements
26. 26/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques - DATE DE LA PRESENTATION - © IRSN TITRE DE LA PRESENTATION - DATE DE LA PRESENTATION 26/13 Séismes historiques Données disponibles EXTRAIT D'UN ARTICLE DU COMMERCIAL DE LA GUADELOUPE DATANT DE 1843 :
27. 27/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismique - DATE DE LA PRESENTATION - © IRSN 27/13 Equation empirique de l’atténuation de l’intensité macrosismique ▌  Forme de l’équation et résolution
28. 28/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismique - DATE DE LA PRESENTATION - © IRSN 28/13 Application aux séismes historiques ▌
29. 29/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques- DATE DE LA PRESENTATION - © IRSN 29/13 Equation empirique de l’atténuation de l’intensité macrosismique Propagation de l’incertitude sur l’évaluation du coefficient d’atténuation β Evaluation du coefficient d’atténuation β Incertitudes sur l’évaluation des coefficients C1 et C2 Β1 , poids1 Β2 , poids2 Βn , poidsn … Pondération uniforme des évènements Pondération liée à l’incertitude de la magnitude instrumentale Pondération pour équilibrer la distribution de magnitude des évènements Evaluation des coefficients C1 et C2
30. 30/20 Ludmila Provost / IRSN / SCAN / BERSSIN – Catalogue de sismicité à partir des données d’intensité macrosismiques - DATE DE LA PRESENTATION - © IRSN TITRE DE LA PRESENTATION - DATE DE LA PRESENTATION 30/15 Incertitudes et catalogues de sismicité historique • Plusieurs méthodes développées et mises en œuvre : • Choix de l’indicateur d’intensité macrosismiques, • Choix du set de données • Choix de la méthode de la calibration des lois d’atténuation d’intensité macrosismique • Choix de la méthode d’application des lois d’atténuation d’intensité macrosismique • => Comment évaluer ces différentes valeurs?