Variations régionales de l'atténuation sismique en France Métropolitaine : Apports des données Résif

Présentation de Marie Calvet (IRAP) aux 2èmes Rencontres Scientifiques et Techniques Résif | 12-14 octobre 2015, La Grande Motte

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1. Variations Régionales de l’atténuation sismique en France Métropolitaine : Apport des données RESIF M. Calvet 1, J. Mayor (PhD) 1, L. Margerin 1, M. Sylvander 1, P. Traversa 2 1 IRAP, Université de Toulouse, CNRS 2 EDF-CEIDRE-TEGG, Aix-en-Provence 2015/10/12 - JST RESIF 2015 Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 1 / 21
2. Content 1 Motivations 2 Exploiter la coda des séismes 3 Variations régionales de l’absorption en France métropolitaine 4 Conclusions et Perspectives Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 2 / 21
3. Plan 1 Motivations 2 Exploiter la coda des séismes 3 Variations régionales de l’absorption en France métropolitaine 4 Conclusions et Perspectives Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 3 / 21
4. Prédiction du mouvement sismique http ://www.share-eu.org http ://www.sispyr.eu Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 4 / 21
5. Prédiction du mouvement sismique Impact des variations régionales de l’atténuation sismique. Pasyanos, Earthquake Spectra, 2014 a) b) c) Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 5 / 21
6. Que sait-on de l’atténuation sismique en France ? Campillo & Plantet (1991) Drouet et al. (2010) Rhine Graben : Q(f ) = 1163f 0.19 Alps : Q(f ) = 336f 0.32 Pyrenees Q(f ) = 790f 0.15 L’atténuation est souvent estimée à partir de l’amplitude des ondes. → Amplitude : contribution de la source et du site ! → Amplitude : on ne peut pas séparer le scattering de l’absorption ! Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 6 / 21
7. Plan 1 Motivations 2 Exploiter la coda des séismes 3 Variations régionales de l’absorption en France métropolitaine 4 Conclusions et Perspectives Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 7 / 21
8. La coda des séismes CODA L’energie dans la coda décroît comme : E ∝ e−ωt/Qc tα Loi empirique α : Pas de contrainte à partir des données Dépend du modèle physique utilisé pour décrire la coda sismique Qc depend de la fréquence et du contexte tectonique Qc = f (Qscattering , Qabsorption)? Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 8 / 21
9. Mesurer Qc J. Mayor On fixe α = 3/2. Fit linéaire de ln(tαE(t)) tw : Temps du début de la fenêtre de coda par rapport au temps origine Lw : Longueur de la fenêtre de la coda Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 9 / 21
10. Interprétion des mesures de Qc Diffusion simple R S E ∝ e−ωt 1 Qi + 1 Qsc t2 Temps court dans la coda Diffusion multiple R S E ∝ e− ωt Qi t3/2 Temps long dans la coda Attention ! Il faut bien choisir tw , Lw et la gamme de distances épicentrales Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 10 / 21
11. Interprétation des mesures de Qc Attention ! Il faut bien choisir tw , Lw et la gamme de distances épicentrales CODA Rouge : Bassin sédimentaire Bleu : Massif cristallin Calvet & Margerin, 2013 ; Mayor et al., in prep Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 11 / 21
12. Plan 1 Motivations 2 Exploiter la coda des séismes 3 Variations régionales de l’absorption en France métropolitaine 4 Conclusions et Perspectives Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 12 / 21
13. Les Pyrénées 130 stations : RSSP (20), Acc(OMP/BRGM/ICGC) (36), LB(IGN/ICGC) (22), PYROPE (26), IBERARRAY (26) soit 61% de sites permanents. LB : signaux continus Acc+CP : déclenchements. ∼700 séismes (Ml > 2) entre 2000 et 2012 (Bulletin OMP) Total Permanent Temporaire Collectées 49700 42% 58% Mesures de Qc 2592 88% 12% -2˚ -2˚ -1˚ -1˚ 0˚ 0˚ 1˚ 1˚ 2˚ 2˚ 3˚ 3˚ 42˚ 42˚ 43˚ 43˚ 0˚ 0˚ 1˚ 1˚ 2˚ 2˚ 3˚ 3˚ 42˚ 42˚ 43˚ 43˚ 0 50 km Andorra−la−V. Auch Barcelona Carcassonne Foix Girona Huesca Lleida Logroño Lourdes Pamplona Pau Perpignan San−Sebastian Tarbes Toulouse Zaragoza broadband short−period accelerometric 5.2 2.0 Magnitude Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 13 / 21
14. Les Pyrénées ∆ < 80 km -2˚ -1˚ 0˚ 1˚ 2˚ 3˚ 42˚ 43˚ 0 50 km 150 200 250 300 350 400 Qc 42˚ 43˚ 0 50 km 300 400 500 600 800 900 -2˚ -1˚ 0˚ 1˚ 2˚ 3˚ 42˚ 43˚ 0 50 km 42˚ 43˚ 0 50 km 1-2 Hz 2-4 Hz 4-8 Hz Rouge : Absorption forte - Bleu : Absorption faible Calvet et al. (2013) Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 14 / 21
15. Les Alpes 392 stations : RAP (41), ReNaSS (56), LB (295) (collectées via EIDA) ∼2000 séismes (Ml > 2.8) entre 1995 et 2014 (Bulletins ReNaSS et CSEM) Tout RAP ReNaSS LB Collectées ∼ 90000 23% 27% 50% Mesures de Qc ∼ 3000 3% 24% 73% ∆ < 200 km 4˚ 4˚ 8˚ 8˚ 12˚ 12˚ 16˚ 16˚ 44˚ 44˚ 48˚ 48˚ 100 km SP AC BB Ml=5-6 Ml=2.8-3 Magnitude Networks Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 15 / 21
16. Les Alpes [1-2] Hz Mayor et al., in prep Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 16 / 21
17. France Métropolitaine : travaux en cours 390 stations : RAP(96), CP (118), RLBP (50), CEA (40), ORB (86) ∼ 1774 séismes (Ml > 2.8) entre 1995 et 2013 (Catalogue ReNaSS) Tout RLBP RAP ReNaSS SisMob CEA Nantes ORB Coll. 88456 11% 10% 28% 4% 36% 1% 10% Exp. 22350 20% 5% 23% 10% 35% 1% 6% −5˚ −5˚ 0˚ 0˚ 5˚ 5˚ 10˚ 10˚ 45˚ 45˚ 50˚ 50˚ 100 km Mayor et al., in prep ∆ < 200 km Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 17 / 21
18. Plan 1 Motivations 2 Exploiter la coda des séismes 3 Variations régionales de l’absorption en France métropolitaine 4 Conclusions et Perspectives Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 18 / 21
19. Conclusions et Perspectives A propos des données RESIF et des projets RESIF-CLB/SI Beaucoup de données de qualité sont a priori disponibles mais elles ne sont pas toutes distribuées → archives CP du ReNaSS → données OSU Apport des expériences temporaires dans les zones peu instrumentées RESIF-CLB : une meilleure couverture du Nord-Ouest de la France RESIF-CLB : Acquisition en continu (augmentation du nombre de signaux exploitables pour l’étude de la coda) Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 19 / 21
20. Conclusions et Perspectives Fortes variations régionales et locales de l’absorption en France Des évidences de variations spatiales du scattering en France Calvet et al. (2013) 42˚ 43˚ 42˚ 43˚ 0 50 km −0.2 −0.1 0.0 0.1 0.2 42˚ 43˚ 42˚ 43˚ 0 50 km −0.2 −0.1 0.0 0.1 0.2 42˚ 43˚ 42˚ 43˚ 0 50 km −0.2 −0.1 0.0 0.1 0.2 43˚ 43˚ km −0.1 0.0 0.1 0.2 Δ(log Tpd) 10 Δ(log Tpd) 10 Δ(log Tpd) 10 Δ(log Tpd) 10 2-4 Hz 4-8 Hz 8-16 Hz 16-32 Hz -2˚ -1˚ 0˚ 1˚ 2˚ 3˚ 42˚ 43˚ 0˚ 1˚ 2˚ 3˚ 42˚ 43˚ 0 50 km 10 20 30 40 Nd Aléa : (1) mieux comprendre la variabilité du mouvement du sol, (2) améliorer l’estimation de la magnitude, ... Imagerie : informations complémentaires/anomalies de vitesse Tomographie de Scatt. et d’Abs. à partir de la coda Mayor et al. (2014) Time = 3t S source receiver single scattering ellipse 50 km source receiver Time = 3t S single scattering ellipse 50 km Marie Calvet (IRAP) Attenuation en France JST RESIF 2015 20 / 21