Les études d'aléa sismique dans le domaine de l'industrie : principes, limites et perspectives

Présentation de Kévin Manchuel (EDF) au 1er Workshop Résif "Aléa sismique" | 27 et 28 septembre 2016, Strasbourg

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1. Les études d’aléa sismique dans le domaine de l’industrie: principes, limites et perspectives K. Manchuel*, C. Durouchoux*, P. Traversa*, D. Sicilia*, G. Senfaute*, E. Nayman*, V. Sellier* *EDF-DIPNN-CEIDRE-TEGG, 905 av. du Camp de Menthe 13097 Aix en Provence Cedex 2 27/09/2016 1 1er workshop RESIF - Aléa
2. MOTIVATIONS 19 centrales nucléaires ~250 sites hydrauliques 35 centrales thermiques Contextes tectoniques et sismologiques variés  Etudes d’aléa sismique pour l’ensemble de ces installations 27/09/2016 2 1er workshop RESIF - Aléa
3. Déterministe (RFS2001-01) Probabiliste (noyau-dur) 1- Catalogues de sismicité 2- Modèles de propagation du mouvement sismique 3- Modèles sismotectoniques 4- Conditions de site Récurrence Mouvement sismique Probabilité de dépassement MOTIVATIONS 27/09/2016 3
4. 1- Catalogues de sismicité Faibles vitesses de déformation  période d’observation sismologique étendue  Sismicité instrumentale Réseau CEA LDG Réseau OMP SiHex: mise en commun des données sismologiques des observatoires  catalogue de sismicité homogène en Mw [Denieul et al., 2015] à l’échelle du territoire métropolitain [Cara et al., 2014] Profondeurs focales souvent mal connues  fort impact potentiel sur les études d’aléa: Travail sur les incertitudes de localisations en fonction de l’approche utilisée, des données d’entrée et des hypothèses retenues [postdoc LGLTPE/ENS-OMP-EDF; SINAPS@] 27/09/2016 4 1er workshop RESIF - Aléa
5. 1- Catalogues de sismicité Faibles vitesses de déformation  période d’observation sismologique étendue  Sismicité historique Cara et al., 2015 – www.franceseisme.fr Benjumea et al., in prep EDF-IRSN- BRGM – www.sisfrance.net SIGMA:  Lois d’atténuation en intensité calibrées en Mw [Baumont et al., in prep]  Schéma d’inversion des données macrosismiques de la base de données SISFRANCE pour calculer Mw-h et incertitudes associées [Traversa et al., in prep]  Catalogue de sismicité homogène en Mw couvrant les périodes historique et instrumentale [Manchuel et al., in prep]  SISFRANCE: 40 ans d’investissement EDF + IRSN + BRGM (+BCSF) pour connaitre la sismicité historique 27/09/2016 5
6. 1- Catalogues de sismicité Faibles vitesses de déformation  période d’observation sismologique étendue  Un catalogue unifié pour les études d’aléa sismique  Période: 463 – 2009  41 487 évènements  Magnitudes Mw réduction des incertitudes liées aux conversions de magnitudes dans les études d’aléa  Volonté de pérenniser ces travaux sur les catalogues de sismicité en lien avec la communauté sismologique (SiHex?, RESIF?) et de poursuivre la collaboration avec IRSN et BRGM sur la macrosismicité (SISFRANCE) 27/09/2016 6 1er workshop RESIF - Aléa
7.  Base de données RESORCE: stable, versionnée, contrôle qualité sur données et métadonnées SIGMA GMPEs adaptées au contexte tectonique et géologique d’Europe de l’Ouest publiées [Drouet et Cotton, 2015; Ameri et al., in prep] (voir poster SIGMA)  Ajout en cours des données françaises (RAP) post-2008 [EDF, FUGRO-GEOTER, RAP, CEA] Quel avenir pour la BDD RESORCE (lien avec RESIF? EPOS?)  Connaissance des conditions de site sous les stations sismologiques Caractérisation de 41 stations RAP (SIGMA, CASHIMA)  Impact sur le σ des GMPEs 2- Modèles du mouvement sismique Ground Motion Prediction Equations (GMPEs) et atténuation 27/09/2016 7 1er workshop RESIF - Aléa
8. 2- Modèles du mouvement sismique  Connaissance des propriétés d’atténuation à travers le territoire français métropolitain  Cartographie de l’atténuation anélastique via l’utilisation de la coda d’ondes sismiques (données des observatoires) [Thèse de J. Mayor, IRAP- OMP; SIGMA] Mayor et al., in prep Ground Motion Prediction Equations (GMPEs) et atténuation (voir poster SIGMA) Poursuivre les efforts sur la définition du mouvement de référence et la caractérisation de la variabilité du mouvement sismique mouvement région- et site-spécifique, kappa, terme de site, méthodes d’ajustement, single station SIGMA, … 27/09/2016 8 1er workshop RESIF - Aléa
9. 3- Modèles sismotectoniques Processus tectoniques et failles en domaine intraplaque ?  Quelles données d’entrée pour les études d’aléa (RFS2001-01, probabiliste, hydraulique) concernant les paramètres des failles (géométrie, cinématique, vitesses de glissement)? Nocquet et Calais, 2004 Vers une base de données nationale des failles potentiellement actives: discussions en cours entre EDF-CEA-IRSN-BRGM-Ministère de l’environnement  bénéficier des travaux antérieurs réalisés en France (BDFA IRSN, synthèses BRGM et SIGMA, BDD NEOPAL, bibliographie scientifique) et à l’étranger (bases de données nationales de failles (DISS- Italie, QAFI-Espagne,…). Rapport GTR/EDF/0514-1170 Besoin de mieux comprendre et modéliser les processus à l’œuvre en domaine intraplaque/faible déformation, pour modéliser correctement les zones sources (zonage), caractériser la récurrence des événements et traiter des séismes rares/extrêmes. 27/09/2016 9 1er workshop RESIF - Aléa
10.  Discrimination des déformations issues de processus tectoniques/sismiques et périglaciaires [Postdoc INRAP-EDF; SINAPS@]  Etude pluridisciplinaire (géologie, tectonique, géomorphologie) sur la caractérisation du faisceau de failles de Belledonne (géométrie, cinématique, taux de glissement) [Thèse de J. Billant, CEREGE; SIGMA] (présentation 28/09 à 09h25)  Travail méthodologique sur la mise au point d’une approche de caractérisation de l’activité des failles en domaine stable [BRGM-EDF; SINAPS@] Billant, 2015 Carrière de Sauvage, Photo P. Benoit Processus tectoniques et failles en domaine intraplaque ? 3- Modèles sismotectoniques 27/09/2016 10 1er workshop RESIF - Aléa
11. 4- Conditions de sites  Données historiques de caractérisation des terrains sous les bâtiments des sites nucléaires (Downhole, Crosshole,…) donnée d’entrée pour les modélisations d’interactions sol/structure (ISS)  Géométrie du remplissage alluvial?  Réalisation d’investigations géophysiques quand nécessaire pour déterminer précisément la géométrie d’une paléo- vallée (sismique 2D, sondage profond, bruit de fond)  Caractérisation de sites Liquéfaction: travail sur les méthodes de détermination du potentiel liquéfiable d’un site (thèse de Z. Kteich EDF-ESTP-IFSTTAR)  Variabilité spatiale: analyse de la variabilité spatiale des signaux sismiques: application à la réponse du barrage de Saint Guérin [Thèse E. Koufoudi, EDF-3SR] + modélisation de la variabilité spatiale du champ sismique en ISS [thèse de A. Svay, EDF-ECP].  Réponse d’ouvrage: réponse sismique d’un barrage ou d’une digue sur une fondation meuble [thèse de C. Durand, GéophyConsult-ISTerre]  Interaction sites/ouvrages Composante locale : Aléa adapté aux sites 27/09/2016 11 1er workshop RESIF - Aléa
12. 4- Conditions de sites Composante locale : Aléa adapté aux sites 27/09/2016 12 1er workshop RESIF - Aléa Méthodes invasives (dowhole, crosshole, PSSL) Méthodes non-invasives (bruit de fond, MASW)  Projet Interpacific (INTERcomparison of methods for site Parameter and veloCIty ProFIle Characterization; CASHIMA, SIGMA): benchmark de méthodes invasives et non invasives pour définir le profil de vitesses des ondes de cisaillement.
13. 6- Conclusions  La détermination de l’aléa dépend à la fois des données et des méthodes mises en œuvre  synergie nécessaire entre les « faiseurs de données » et les « faiseurs d’aléa »  EDF s’est rapproché, au cours des dernières années, des observatoires et de la communauté sismologique française pour mettre en place des actions de R&D sur la thématique de l’aléa sismique  avancées entreprises sur certaines thématiques phares des études d’aléa sismique:  Catalogues de sismicité  Mouvement sismique  Tectonique/failles  Conditions de sites Certains sujets à enjeux nécessitent d’être pris à bras le corps:  estimation de la profondeur des séismes  connaissance des structures tectoniques en France métropolitaine  caractérisation des mécanismes de déformation en domaine intraplaque  mouvement de référence et variabilité du mouvement sismique  dissémination d’une BDD sous AQ, versionnée et publique  caractérisation et prise en compte des incertitudes  …  EDF souhaite poursuivre ces efforts et son investissement sur la R&D dans le domaine de l’aléa sismique en collaboration avec les observatoires et instituts de recherches impliqués dans ces thématiques.
14. MERCI 27/09/2016 14 1er workshop RESIF - Aléa