Participation du BRGM au sous groupe zonage sismique du GEPP

Participation du BRGM au sous groupe zonage

sismique du GEPP Activité 2003-2004

Rapport intermédiaire

BRGMIRP-52970-FR Mars 2004

Etude réalisée dans le cadre des opérations de Service public du

BRGM 03-RIS-G O9

No de la Convention CV O2 O00 107

B. LeBrun et M. lmbault Avec la collaboration de

P. Mouroux

Mois clés : zonage sismique, cartographie, réglementalion, GEPP

En bibliographie, ce rapport sera cilé de la façon suivante :

Le Brun B. et lmbault M., avec la collaboration de Mouroux P. (2004) - Participation du BRGM au sous-groupe zonage sismique du GEPP. Activité 2003-2004. Rapport intermédiaire BRGM, RP-52970-FR, 19 p.. 5 Fig.

0 BRGM. 2004, ce document ne peut êlre reproduit en lotalité ou en partie sans l'autorisation exDresse du BRGM.

Pariicipation du brgm au sous-groupe zonage sismique du GEPP.

Synthèse

Dans le cadre de sa participalion au sous-groupe zonage sismique du GEPP, le BRGM a été chargé par le MEDD de réaliser les documents de travail qui on1 permis à la cellule aléa sismique de ce sous-groupe de prendre des décisions concernant les contours des zones de sismicité ainsi que les accélérations nominales.

Les différentes réunions de cette cellule aléa sismique ont débouché sur une proposition de zonage adminislratif pour la Métropole et les départemenls d'Outre Mer (Guadeloupe, Martinique, Guyane el Réunion) et, plus généralement, sur un texte de synthèse de propositions pour un nouveau zonage sismique de la France ». Ce texte, inséré en annexe, va maintenanl être diffusé au GEPP pour discussion, modification et validation.

BRGM/RP52970.FR - Rapport intermédiaire 3

Pariicipaiion du brgm au sous-groupe zonage sismique du GEPP

4 BRGM/RP-5297O.FR - Rapport iniermédiaire

Participation du brgm au sousgroupe zonage sismique du GEPP.

Sommaire

1. Introduction .......................... ....................................................

2. Déroulement ........................... .........................................................

3. Antilles ................ ........ ............ .............. 11

4. Métropole ......................................................................................................... 13

5. Conclusion .................. ........ 17

Liste des illustrations

Illustration 1 - Proposition de zonage final pour iadeloupe .......................................

Illustration 2 - Iles du Nord : options possibles selon que la décision soi1 prise de faire deux zones aux Antilles (à gauche) ou une seule zone (à droite) ..................... 12

Illustration 3 - Martinique : options possibles selon que la décision soi1 prise de faire deux zones aux Anlilles (à gauche) ou une seule zone (à droite) ..................... 12

Illustration 4 - Isovaleurs de I'accélération 475 ans ................................................................. 14

Illustration 5 - Zonage administratif final proposé, superposé au zonage actuellement en vigueur. ......................................................................................................... 15

BRGM/RP52970.FR - Rapport intermédiaire 5

Parlicipation du brgm au sousgroupe zonage sismique du GEPP

6 BRGM/RP-52970-FR - Rappori intermédiaire

Participalion du brgrn au sous-groupe zonage sismique du GEPP.

1. Introduction

Dans le cadre de ses activiiés de Service Public, le BRGM participe au sous-groupe zonage sismique du GEPP (Groupe d'Eiudes et de Propositions pour la prévention du risque sismique en France), inslance du Conseil général des ponts et chaussées chargée par l'administration (MEDD et METLTM) de préparer la réglementation parasismique. Ce sous-groupe est en charge d'élaborer le zonage sismique réglementaire pour 2004 qui prendra progressivement la place du zonage actuel et qui répondra aux exigences des normes européennes EC-8 actuellement en cours de finalisation.

La cellule aléa sismique est chargée, au sein de ce sous-groupe, de réaliser la carte du zonage et de proposer au GEPP les accélérations nominales à prendre en compte pour chaque zone.

Les travaux de la cellule aléa sont maintenant terminés et ont abouti à un texte qui doit être présenté au GEPP. Ce texte est joinl en annexe au présenl document.

Le BRGM a été chargé par le MEDD de réaliser les cartes permenant aux différents membres de la cellule aléa sismique d'avoir les élémenls nécessaires à la prise de décision en terme de limite d'accélération et de prise en compte de la sismicité historique. Nous avons également assisté P.-Y. Bard dans la rédaction et la finalisation du document rendu au GEPP.

BRGMiRP52970-FR - Rapporl inierrnédiaire 7

Participation du brgm au sous-groupe zonage sismique du GEPP.

BRGM/RP-52970-FR - Rapport intermédiaire

Participalion du brgm au sous-groupe zonage sismique du GEPP.

2. Déroulement

Depuis le rapport précédent (BRGM-RP-52342-FR). 3 réunions de la cellule aléa sismique se sont tenues: les 10 septembre 2003, 27 novembre 2003 et 22 janvier 2004.

En préparation à chacune de ces lrois réunions, le brgm a été chargé de réaliser un document, essentiellement SOUS forme de cartes, permettani aux différents membres de la cellule aléa sismique de faire des propositions de zonage et de prendre en compte la sismicité historique.

Les travaux de la cellule aléa ont abouti à un texte de proposition de nouveau zonage pour les membres du GEPP. Ce document est joint en annexe de ce rapport Nous présentons dans ce document les cartes administratives proposées au GEPP.

BRGM/RP5297o.FR - Rapport iniermédiaire 9

Pariicipaiion du brgrn au sousgroupe zonage sismique du GEPP.

10 BRGM/RP-5297O.FR - Rappori intermédiaire


4. Métropole

En métropole, il a Blé décidé de découper le territoire en 4 zones en fonction des pga calculés à 475 ans de période de retour, issus de l'étude réalisée par le bureau d'étude GeoTer pour le compte du MEDD. Ces contours sont retranscris Illustralion 4.

zone Z l a : pga475 inférieur à 0,O m/sZ

zone Z l b : pga475compris entre 0.0 et 1,05 m/s2

zone Z2a : pga475 compris entre 1 ,O5 et 1,6 m/s2

zone Z2b : pga475 supérieur à 1,6 m/sZ

-

-

-

Les justifications de ces limites sont données par la sismicité historique d'intensité supérieure ou égale à VI1 :

* La zone Z l a correspond à une zone à l'intérieur de laquelle aucune intensité hislorique supérieure ou égale à VI1 n'a été ressentie.

6 La zone Z lb correspond à une zone à l'intérieur de laquelle aucune intensité historique supérieure ou égale à Vlll n'a été ressentie.

La zone Z2b se distingue de la zone Z2a par un niveau de sismicité notablement plus important.

Cependant, il s'est avéré que, pour certaines régions. il élait nécessaire de modifier ces contours pour mieux prendre en compte l'occurrence de séismes historiques destructeurs ou des connaissances plus précises sur le niveau de sismicité. Ceci à débouché sur la proposition de carte administrative, avec une distinction réalisée à l'échelle de la commune, présentée Illustration 5. Les modifications ont louché essentiellement l'Aquitaine, Provence-Alpes-Côte d'Azur et Nord-Pas-de-Calais.

BRGM/RP5297o.FR - Rapporl intermédiaire 13


16 BRGM/RP-5297O.FR - Rapport intermédiaire


5. Conclusion

Le BRGM a participé aux travaux du sous-groupe zonage sismique du GEPP en fournissant aux participants des caties d'aide à la décision pour effectuer des propositions de zonage. Nous avons également, sous la direction de Pierre-Yves Bard, aidé à la rédaction et à la finaliçation du document remis au GEPP. Ce document es1 maintenant en discussion au sein du GEPP.

BRGM/RP5297o.FR - Rapport intermédiaire 17

Propositions

pour un nouveau zonage sismique

de la France

texte révisé proposé au Groupe de Travail "Nouveau Zonage Sismique" du GEPP pour la réunion du 02/03/2004

Rédacteurs principaux : P.-Y. Bard, B. Lebrun

(Version 4 discutée et amendée par la cellule l'aléa sismique" lors de ses réunions du 10/09/2003, 27/11/2003 et 22/01/2004 )

Version 4.2 - 5/03/2004

Propositions pour un nouveau zonage sismique de la France. Document provisoire

Avertissement pour les membres du GEPP

Ce document présente les propositions finales de la cellule "aléa" mise en place par le SOUS- groupe de travail "Révision du zonage sismique" du GEPP. II est rédigé à l'intention du GEPP et n'a pas été conçu comme le documenl d'accompagnemenl qui présentera publiquement le futur nouveau zonage sismique lorsque ce dernier sera officialisé.

Ces propositions ont deux volets: d'une part un zonage cartographique découpant le territoire mélropolitain et les Antilles en diRérentes zones de sismicilé, et d'autre part le niveau et les caractéristiques spectrales des actions sismiques qui pourraient être appliquées dans les différentes zones, en liaison soit avec I'ECû, soit avec les PS92 (ces dernières pourraient continuer d'être applicables pendanl une période transitoire de 5 ans).

Elles ont été élaborées à l'issue de 7 réunions tenues de septembre 2002 à janvier 2004, complélées par une réunion avec des représentants des pays limitrophes (14/03/2003) pour confronter les études effectuées dans chaque pays, et leur raccordement (ou discontinuité) aux frontières. Elles se sont appuyées sur divers documenls lechniques: le premier est bien sûr l'élude probabiliste effectuée par GEOTER sur commande du MEDD, et remise en juillet 2002; mais de nombreux aulres documents ont aussi été utilisés, élaborés pour les besoins propres de la cellule, et ayant donné lieu soit à la rédaction de rapports dGmenl archivés (comme deux documents rédigés par J. Betbeder, diverses cartes élaborées par le BRGM, ainsi qu'une étude effecluée par I'IRSN sur les formes spectrales par catégorie de sile fondée sur les enregistrements du réseau japonais KNET), soit à de simples présentations en séance (diffusées également par voie électronique au sein de la cellule).

Si ceriaines de ces propositions ont pu faire I'objel d'un large consensus au sein de la cellule, d'autres on1 donné lieu à des débats animés, témoignant du double fait que la connaissance scientifique évolue rapidement mais reste encore entachée de fortes incertitudes. Cela se traduit concrètement par des modifications "manuelles" du tracé des limites de zones dans certaines régions, ainsi que par deux propositions différentes pour les formes spectrales. Les rédacteurs du présent document se sont efforcés de bien mettre en lumière, dans le texte, les poinls les plus incertains, et d'exposer clairement l'argumentaire (scientifique aussi souvent que possible, mais pouvant égalemenl parfois reposer sur d'aulres considérations) ayanl conduit la cellule à préférer certaines options parmi diverses possibles, ou bien à en proposer plusieurs, en en faisant aussi apparaître les conséquences.

Cependant, même s'ils sont mentionnés au fil du texte, il a semblé aussi judicieux d'attirer i'attention sur un certain nombre de choix importants dont la validation est explicitement soumise à l'appréciation du GEPP: c'est précisément l'objet de cet avertissement.

A -Zonage

Territoire concerné (3 2.3): l'étude GEOTER n'ayant concerné que le territoire métropolitain et les Antilles, la cellule aléa ne s'es1 pas jugée compélente pour émettre des propositions de classement pour l'ensemble de l'Outre Mer. Elle se borne à émettre des proposilions pour la Guyane et la Réunion. Le MEDD souhaite engager une réflexion en terme de zonage sur les autres territoires d'Outre Mer (TOM et collectivités) en dehors du cadre de la cellule aléa. Celte démarche, indépendante de celle de la révision du zonage de 1991, ne remet évidemment pas en cause le planning de la révision du zonage. II est à noler que dans le zonage de 1991, Saint-Pierre et Miquelon (ayant le statut de collectivité à l'époque) avait été défini comme zone O. (cf. CR du 22/01/2004)

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Principe du zonage (5 4.1) et terminologie retenue: la cellule a retenu le principe de 3 grandes zones à sismicité croissante, la troisième étant réservée aux Antilles, et les deux premières déterminées essentiellement pour le lerritoire métropolitain (mais pouvant être appliquées également, après étude, sur d'autres territoires français). Pour bien marquer la différence avec le zonage de 1991, il est proposé de les appeler respectivement Zl, ZZ, 23.

La première, Subdivisée en deux sous-zones (Z1 a et 21 b) correspond à une zone de sismicilé très faible à faible, où la protection slatislique des bâtiments de classe d'importance 8 / 111 parait devoir êlre atleinte soit par les règles de l'art habituelles de la construction (Zla), soit par des dispositions parasisrniques simplifiées (21 b, cf. décision GEPP du 20/03/2003 ???). L'attention du GEPP est particulièrement attirée sur deux points:

3 II a été jugé préférable de n'utiliser, pour la zone Z l a (bassins parisien et aquitain), ni le terme de sismicité "nulle", ni l'appellation "ZO: la probabililé d'occurrence de séisme destructeur, même très faible, n'est jamais nulle.

3 La cellule propose, pour la zone 21 b, l'application complète des règles parasismiques (ECB ou PS92) pour les bâtiments de classe d'importance D ( 1 pour ECB). Le débat est ouvert pour les bâtiments de classe C (Il): dispositions constructives simplifiées comme pour le bâti 81111, ou EC81PS92 comme pour le bâti DA. Peut également être envisagée une redéfinition des classes d'importance de façon à laire apparaître en DA tous ceux pour lesquels la puisance piublique souhaite I'application complète de la réglementation en zone Z1 b

La seconde correspond à une zone de sismicité modérée (comparaiivernent aux régions les plus actives du pourtour méditerranéen et du globe), mais avérée. L'application complète de la réglementation doit y être obligatoire pour toutes les constructions neuves de classe d'importance 81111, C/ll, DA. Elle est elle aussi subdivisée en deux sous-zones (Z2a et ZZb), mais cetle différenciation est simplement associée à une variation du niveau d'action sismique requis ("accélération d'ancrage'' ag ou aN).

La troisième est exclusivement réservée aux Antilles en raison d'une part du niveau plus élevé de l'aléa, mais aussi de sa nature foncièrement différente, liée à l'existence d'une zone de subduction capable de générer des séismes de très forte magnitude. L'attention du GEPP est particulièrement attirée sur deux points: - La cellule aléa a donc jugé nécessaire d'y modifier, par rapport à la métropole, non

seulement les niveaux d'action sismique ("accélération d'ancrage'' ag ou aN), mais aussi les lormes spectrales, en augmentant sensiblement leur contenu basse fréquence.

3 L'étude probabiliste GEOTER fait apparaître un aléa sensiblement plus fort dans l'archipel de la Guadeloupe que dans la Martinique. Deux propositions sont donc faites: soit de différencier deux sous-zones (Z3a et 23b) caractérisées par un niveau d'action différent ("accélération d'ancrage'' ag ou aN), soit de classer l'ensemble des îles Antillaises dans la même zone 23 (et de fixer le niveau d'accélération d'ancrage associé: maximum ou moyenne sur tout l'archipel)

Seuils retenus pour /es limites de zone (54.1.3): la cellule a finalement retenu de caler les limites de zones sur les valeurs d'accélérations d'ancrage "brutes" issues de l'étude GEOTER pour une période de retour de 475 ans, et de fixer ces seuils sur la base d'une comparaison avec la sismicité historique.

Les seuils retenus (0.7, 1.05, 1.6 m/s2 pour la métropole) sont en progression géométrique dont la raison (1.5) est comparable au coefficient d'importance recommandé dans les ECB pour les bâtiments de classe DA (1.4).

Le seuil bas de 0.7 mis2 (limite ZlalZlb) permet d'englober en Z l b (presque) tous les séismes historiques d'intensité épicentrale supérieure à VI1

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Le seuil intermédiaire de 1.6 m/sz (limité Zlb/Z2a) permet d'englober tous les séismes historiques d'intensité épicentrale supérieure à Vlll

Traduction administrative (5 4.2): les seuils définis ci-dessus ont permis d'établir des cartes physiques dont les contours doivent être approximés, pour une traduction réglementaire, en suivant des limites administratives.

Contrairement au précédent zonage qui avait retenu les limites cantonales, la cellule a décidé de se baser sur les limites communales.

Les communes dont le territoire était coupé par une limite entre deux zones "physiques", les critères d'attribution de zone on1 été les suivants:

3 A l'intérieur de la zone Z1 (communes à cheval sur Z l a et Zlb), seules les communes dont plus de 80% du territoire se trouve physiquement en Z2b ont été classées en Z1 b.

3 Dans tous les autres cas (transitions 21/22 et Z2a/Z2b). seules les communes dont plus de 80% du territoire se trouve physiquement dans la zone de sismicité la plus faible, ont été classées dans cette dernière classe.

(Il convient de rappeler à ce propos que les incertitudes sont fortes et donc l'épaisseur du trait généralement plus grande que la dimension d'une commune)

Le découpage communal utilisé dans ce document est celui dont disposait le BRGM. II est nécessaire que cet exercice soit effectué et figé avec un découpage officiel à une date clairement identifiée

Avec cette procédure, il arrive que des communautés urbaines ou d'agglomération regroupent des communes appartenant à deux différentes zones sismiques: c'est le cas notamment pour Angoulême. Besançon, Bourg-en-Bresse, Lyon, Nice, Pau, Privas, Tarbes, Tours, et peut-être pour Aix-en-Provence, Belfort, Caen, Carcassonne, Gap, Marseille, Mulhouse, Nîmes (liste non-exhaustive).

Modifications manuelles (5 4.4): Ces procédures "automatiques" ont conduit à des cartes présentant soit des anomalies ou incohérences apparentes avec les critères retenus pour la fixation des seuils, soit des "déclassements" de zones auparavant considérées comme les plus sismiques sur le lerritoire métropolitain, car lieu de séismes historiques destructeurs. Après discussion sur les origines de ces incohérences ou déclassements, la cellule aléa a jugé nécessaire d'effectuer des modifications "manuelles", dont la description et les justificatifs sont détaillés dans le lexie. L'attention du GEPP est donc attirée sur ces modifications, en particulier celles qui concernent les régions suivantes:

Incohérences: région de Bordeaux (louchée en 1759 par un séisme d'intensité VII, comparable à ceux du Poitou et de Vendée), Languedoc, région de saint-Etienne. Déclassement (zone II 1991 3 Z2a) : Moyenne et basse Durance, région niçoise, RoussillonlCerdagne, el Sud-Alsace. Dune façon générale, la cellule a alors décidé de reclasser les communes en question en Z2b. sauf lorsque manifestement, le classement en zone II étai1 lié au découpage cantonal de 1991. Autres : raccordement avec le zonage belge (Nord-Pas-de-Calais, Champagne- Ardennes)

B - Actions sismiques : Les actions sismiques sont caractérisées d'une part par des "accélérations d'ancrage'', dénotées ag (ECB) ou aN (PÇ92), dépendant de la zone de sismicité et de la classe d'imporiance du bâtiment, et d'autre part des formes spectrales normalisées dépendant des conditions de site.

Pour ces deux caractéristiques, les propositions de la cellule ont nécessité l'adoption de plusieurs décisions aux implications assez fortes, qui doivent donc être validées par le GEPP.

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Spectres (5 5.1): Concernant les formes spectrales, deux familles différentes de spectres normalisés (Type 1: forte sismicité ; Type 2 : sismicité modérée) sont recommandées dans les ECB, mais il est possible de choisir un autre type dans les Annexes Nationales. II est aussi possible en principe, de modifier la définition des différentes catégories de site. L'examen des documents supports de I'ECB a conduit la cellule aux constats suivants :

La définition des conditions de site, même si elle n'est pas totalemenl satisfaisante, a paru acceptable, et n'est donc pas remise en cause (il semble cependant nécessaire d'apporter quelques précisions dans les annexes nationales pour la définition des sites de catégorie D, avec notamment un critère d'épaisseur analogue à celui déjà présent dans les PS92)

Les différences enlre les deux familles spectrales sont doubles: à courte période (immeubles de faible hauteur), le type 2 est plus défavorable que le lype 1 sur tous les sols non rocheux (B, C, D, E) en raison d'un plateau plus élevé, tandis qu'à moyenne et longue période (T> 0.4à 0.5 s, immeubles de plus de 4-5 niveaux), le type 1 est plus défavorable, en raison d'un plateau plus large.

3 toutes les formes spectrales du type 1 semblent scientifiquement légitimes

3 par contre celles du type 2 n'apparaissent scientifiquemenl légitimes que pour les siles rocheux (A) ou très raides (B), et semblent très "optimisles" (non-conservatives) pour les sols à caractéristiques géotechniques moyennes (C,E) et faibles (D,E).

Dans ces conditions, /es recommandations de /a cellule sont /es suivantes

Antilles : compte tenu du contexte de zone de subduction avec possibililé de très fortes magnitudes, le choix a élé assez simple et la cellule recommande d'adopter les spectres de type 1.

Métropole: le choix a été beaucoup plus délicat, et a nécessilé des études complémentaires assez lourdes: l'étude GEOTER indiquait en effet, pour le rocher, un contenu speclral pauvre en longues périodes, incitant donc la cellule à choisir des spectres du type 2. Comple tenu de I'inacceptabilité de la famille complète de type 2, des travaux ont donc été engagés, pour déterminer des formes spectrales mieux adaptées aux différentes catégories de sile retenues dans les ECB dans un contexte de sismicité modérée. A celte fin, la cellule a décidé d'utiliser les données du réseau accélérométrique japonais "KNET", en raison de la quantité des enregistrements disponibles (plus de 7000) et de la qualité des informations géotechniques. L'IRSN a ensuite dérivé une loi d'atténuation spécifique sur ces données, avec une formulation identique à celle retenue pour la loi retenue dans la RFS. Les résultats bruts issus de cette étude ont été quelque peu surprenants : s'ils meltenl en évidence des plages de périodes très plausibles pour les plateaux des différentes calégories de site (A à E), les niveaux de plateau sont par contre étonnammenl élevés pour les sites raides (A, B, et C). Les débats qui en ont résulté, tant au sein de la cellule qu'au sein de I'AFPS (CST et groupe MSI) n'ont pas permis de dégager d'explication consensuelle sur ces niveaux de plateau. En conséquence, considérant que l'on se situe à la limite des connaissances scientifiques établies, et par souci de cohérence avec l'ensemble de la réglemenlation ECB, un consensus s'est dégagé pour n'utiliser directement les résultats de cette étude spécifique que pour les sites D el E, et les modifier (rabaisser) assez profondément quant au niveau, en s'inspirant directement de ceux du type 2, pour les autres catégories (A, B, C).

3 Les formes spectrales ainsi proposées sont en fait intermédiaires entre les familles "type 1" et "type 2", mais n'en sont pas une enveloppe.

3 Les études qui les sous-tendent sont présentées en annexe, et feront l'objet de présenlalions scientifiques lors de différentes manifestations européennes (EGU Nice, avril 2004; ESC Potsdam, seplembre 2004). II serait sans doute souhaitable qu'elles puissent faire aussi l'objet d'une journée de présentation spécifique analogue à la journée "zonage" du 14/03/2003.

=) II est clair que l'adoption de ces propositions conslilue une décision forte, qui doit donc être examinée avec grand soin par le GEPP.

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Accélérations d'ancrage (5 5.2): Les valeurs proposées par la cellule reposent essentiellement d'une part sur l'étude GEOTER, et d'autre part sur la comparaison avec les pays limilrophes, que ce soit en termes d'aléa estimé (généralement plus fort en France) ou de niveau réglemenlaire adopté.

Métropole

3 La cellule a ainsi été conduile à proposer, comme accélération d'ancra e a, (EC8) le seuil bas de la zone en question, au moins pour la métropole : 0.7 m/s pour la zone 21 b, 1 .IO m/s2 pour la zone Z2a, 1.6 m/s2 pour la zone Z2b.

= Compte tenu des valeurs aN (PS92) du zonage acluel (1.0, 1.5 et 2.5 m/s2 en métropole), e l des formes spectrales proposées (dans les deux options), la cellule propose que, pendant la période transitoire, le nouveau zonage puisse être appliqué avec les règles PS92 avec de nouvelles valeurs de aN régies par la relation : aN = 1.5 a, , ce qui donne les valeurs suivantes: 1 .O5 m/s2 pour la zone 21 b, 1.6 m/s2 pour la zone =a, 2.4 m/sZ pour la zone Z2b.

Antilles : en parallèle aux deux options de zonage (une ou deux zones), deux options d'accélération d'ancrage sont proposées, suivant que l'on se cale sur l'aléa le plus élevé de la zone en question, ou sur le niveau "moyen" (l'absence de comparaison avec des pays limitrophes limite fortement l'appréciation du caractère conservatif ou non des résultats de l'étude Geoter)

3 Variante I : aléa ie plus élevé, soit a, = 3 m/s2 pour ia zone 23 (option 1: une seule zone), ou ag = 2.5 m/s2 pour la Martinique et les iles du Nord, et ag = 3 m/s2 pour la Guadeloupe (option 2: deux zones).

= Variante 2: aléa moyen calé sur Fort-de-France eüou Pointe-à-Pitre, soit a, = 2.5 m/s2 pour la zone 23 (option 1: une seule zone), ou a, = 2.0 mis2 pour la Martinique et les îles du Nord, et a, = 2.5 m/s2 pour la Guadeloupe (option 2: deux zones).

3 Compte lenu des valeurs aN (PS92) du zonage actuel (3.5 m/s2 aux Antilles), et des formes spectrales proposées (type l ) , la cellule propose que, pendant la période transitoire, le nouveau zonage puisse être appliqué avec les règles PS92 avec de nouvelles valeurs de aN régies par la relation : aN = 1.30 a, , ce qui donne les possibilités de valeurs suivantes: 2.5 m/s2 (variante 2, zone Z3a). 3.25 m/s2 (variante 2, zone Z3b ou 23, ou variante 1, zone Z3a), 4.0 m/sz (variante 1, zone 23 ou Z3b).

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Accélérafions "de service": a côlé du niveau d'aclion correspondant à l'exigence de "non- effondrement", I'ECB définit également un niveau d'action de "service", correspondant à une exigence de "limitation de dommages" (la significalion exacte de ces exigences doit d'ailleurs être précisée dans l'annexe nationale). L'ECB recommande que ce niveau corresponde à une probabilité de non-dépassement de 10% sur 10 ans, ce qui correspond à une période de retour de 95 ans. Les résultats de l'étude GEOTER indiquent de façon assez robuste que les valeurs d'accélération associées sont environ 60% des valeurs d'accélération maximale correspondant à une période de retour de 475 ans, ce qui conduirait alors aux valeurs suivantes : 0.4 m/s2 dans la zone Z1 b, 0.7 m/s2 dans la zone Z2a, 1 .O m/s2 dans la zone Z2b, et des valeurs de 1.2, 1.5 ou 1.8 m/s2 pour les Antilles suivant les variantes relenues.

3 Si l'on envisage d'exiger que les ouvrages restent dans le domaine élastique (aucun endommagemeni) pour ces niveaux "de service", il apparaît très clairement que ce sont ces niveaux de service qui deviennent dimensionnants, et de loin, pour les structures, et que ce sont eux qui vont alors contrôler le surcoût économique de la construction parasismique. La cellule aléa ne s'est donc pas jugée compétente pour faire des recommandations sur ce sujet, qui devraient plutôl émaner de la cellule "impact économique".

z Les décisions finales à ce sujet ont donc des enjeux très forts. et le GEPP doit les examiner avec un soin tout particulier.

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Propositions pour un nouveau zonage sismique de la France. Documenl provisoire

Comme rappelé plus haul, ce zonage et les aclions sis iques associées son1 affectées de nombreuses incertitudes en raison d'une variabilité intrinsè ue et dune connaissance scientifique encore très imparfaite: la cellule en recommande un r xamen régulier pour prendre en copte l'évolution rapide des connaissances, réexamen qui ,.. urrait être prévu dans les texles (comme

C- Remarques finales

c'est le cas par exemple en Italie selon la dernière ordonnance: révision obligatoire tous les 5 ans au maximum).

Enfin, la mise en place d'un nouveau zonage et d'une nouvelle réglementation technique devrait être accompagnée par un grand effort d'explication et de sensibilisation, afin que la réglementation soit effectivement appliquée sur le terrain: même si elle est entachée de nombreuses imperfections et incertitudes, elle est néanmoins le moyen le plus efficace de réduire effectivement le risque.

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Propositions pour un nouveau zonage sismique de la France . Document provisoire

Table des matières

1 Introduction ............................................................................................................................ 13 2 Travaux de la cellule aléa ...................................................................................................... 15 2.1 Composition ....................................................................................................................... 15 2.2 Réunions ............................................................................................................................ 15 2.3 Objectifs ............................................................................................................................. 15 2.4 Documents produits: ............................................................................ ........................ 16 2.5 Aperçu des problèmes soulevés en réunion ....................................................................... 16

Données de base .................................................................................................................. 17

. .

3 4 Propositions de zonage ................................................................................... 4.1 Zonage physique ..........................................................................................

. .

4.1.1 Principe ....................................................................................................................... 21 4.1.2 Problèmes de terminologie : appellation des zones ..................................................... 21 4.1.3 Seuils de amax délimilanl les différentes zones .........................................

4.2 Traduction en zonage réglementaire .................................................................................. 23 4.2.1 Adaptation aux limites administratives ......................................................................... 23 4.2.2 Corrections de prise en compte de l'ancien zonage .................................................... 24

4.3 Proposition de zonage en métropole .................................................................................. 25

4.3.2 Anomalies en métropole .............................................................................................. 25 4.3.3 Différences avec le zonage précédent et particularités locales ................ 4.3.4 Conclusions sur la Métropole ..................................................................

4.4 Proposition de zonage dans les DOM ............................... ............................................ 74 4.4.1 Guadeloupe conlinentale el dépendances proche (Désirade, Marie-Galante, les Saintes) ........................................... ....................... ............................. 75 4.4.2 Mariinique ............................. ................................................................................. 77 4.4.3 Guadeloupe : îles du Nord (Saint-Martin et Saint-Barlhélémy) .................................... 79 4.4.4 Ile de la Reunion ......................................................................................................... 80 4.4.5 Guyane ....................................................................................................................... 81

5 Actions sismiques correspondanles ....................................................................... 83 5.1 EC8 .............................................. ................................................................................ 83 5.1.1 Formes spectrales pour I'EC8 ...................... 5.1.2 Proposition pour les accélérations d'ancrage ag .......................................................... 93

5.2 PS92 .................................................................................................................................. 97 5.2.1 Ajustement pour les sites de catégorie B / S I ............................................................. 97 5.2.2 Ajustement pour les sites de catégorie C / S2 ............................................................. 97 5.2.3 Ajustemenl pour les siles de catégorie D / S3 ............................................................. 97

5.2.5 Ajustement forfaitaire .................................................................................................. 98

4.3.1 Commentaires généraux ................ ................................................... ................ 25

I .

5.2.4 Ajustement intermédiaire ............. ............................................................... 98

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Propositions pour un nouveau zonage sismique de la France . Document provisoire

Liste des figures Figure 1 . Carte de la sismicilé historique de la France. Base : fichier utilisé par GeoTer pour la

réalisation du zonage sismique probabilisle . Affichage des séismes d'intensité épicenlrale supérieure ou égale à VI . ......................................................................................................... 17

Figure 2 - Carte de la sismicité instrumentale de la France . Base : fichier utilisé par GeoTer lors de l'étude du zonage probabiliste. Affichage des séismes de magnitude supérieure ou égale à 2, 5 qui se sont produits après 1960 . ., .......................................................................................... 18

Figure 3 - Carte du zonage sismique réglementaire actuel de la Métropole . Concernant les DOM,

Figure 4 - Carle du zonage physique proposé issu de l'étude de zonage probabiliste . Sont

Figure 5c - carte de zonage administratil proposé de l'Alsace ...................................................... 29

Figure 7c - Carte de zonage administratif proposé de l'Auvergne ................................................. 33 ................... 35

Figure 9c - Carle de zonage administratif proposé pour la Bourgogne ................... ................... 37 Figure 1Oc - Carte de zonage adminislralif proposé pour la Bretagne ........................................... 39 Figure 1 I c - Carte de zonage administratif proposé pour la région Centre .................................... 41

Figure 13b - Carte du zonage administratif proposé pour la Corse ............................................... 44 Figure 14c - Carte du zonage adminislratif proposé pour la région Franche-Comté ...................... 47 Figure 15b - Carte du zonage administralil proposé pour la région Haute-Normandie .................. 48 Figure 16b - Carte du zonage administratif proposé pour la région Ile de France ......................... 49 Figure 17d - Carte du zonage administralif proposé de la région Languedoc-Roussilon ............... 51 Figure 18c - zonage administralif proposé de la région Limousin .................................................. 55 Figure 19c - Zonage administratif proposé pour la région Lorraine ............................................... 57 Figure 20c - Zonage administratif proposé pour la région Midi-Pyrénées ...................................... 59 Figure 21c - Zonage administratif proposé pour la région Nord-Pas-de-Calais .......................... 61 Figure 22c - Zonage administratif proposé pour la région Pays-de-Loire ...................................... 63 Figure 23c - Zonage administratif proposé pour la région Picardie ............................................... 65 Figure 24c - zonage administratif proposé pour la région Poitou-Charenles ................................. 67 Figure 25c - Carte du zonage administratif proposé pour la région Provence-Alpes-Côte d'Azur .. 69 Figure 26c - zonage administratif proposé pour la région Rhône-Alpes ........................................ 71 Figure 27 - Carte du zonage adminislralif proposé ....................................................................... 72 Figure 28 - Superposition du zonage adminislratif proposé et du zonage administratif de 1991 . . . 73 Figure 29c - Zonage administratif pour la Guadeloupe .................................................................. 76 Figure 30c - zonage administratif proposé, option 1 (une seule zone aux Antilles): Martinique en

23 .......................................................................................................................................... 78 Figure 31 - zonage proposé des îles du nord de Guadeloupe ...................................................... 79 Figure 32 -zonage administratif proposé de l'île de la Réunion ................................................... 80 Figure 33 - Zonage administratil proposé pour la Guyane . ...................................................... 81 Figure 34 - Dépendance fréquentielle des coefficients de site issus de l'analyse des

enregistrements KNET . pour chacun des 5 catégories de sile EC8 (A à E) . Ces coefficients sont ici normalisés par rapporl à la catégorie B, très bien représenlée stalistiquement dans les données KNET (voir Tableau 5.1) ........................................................................................... 86

Figure 35 - Comparaison entre les estimations de spectres de réponse pour un séime de Magnitude 5.5 enregistré à 15 km, obtenues avec les lois d'atténuation utilisées dans l'étude GEOTER (pointillé long: Ambraseys; pointillé court: IRSN) et celle déduite des données KNET (trait continu) pour un site de catégorie B .............................................................................. 86

Figure 36 - Formes spectrales normalisées (haul) et leur écart-type (bas) pour chacune des zones de sismicité Zlb, Z2a et Z2b . La normalisation a élé faite soit par rapport à l'accélération maximale GEOTER (courbes cyan, rouge et magenta), soit par rapport à l'accéléralion spectrale à 5 Hz ou 0.2 s (courbes noire, bleue et verte) . La seconde normalisation gonfle les courtes périodes et amoindri1 légèrement les longues périodes; l'écart-type reste faible, généralement compris entre 10% et 20% ....... ................ ................ 80

les Antilles sont en zone III et la Réunion et la Guyane en zone O ......................................... 19

superposés les intensités épicentrales supérieures ou égales à VI1 (Base SisFrance) .......... 23

Figure 6c - carte de zonage administratif proposé de l'Aquitaine .................................................. 31

Figure 8c - Carte de zonage administratif proposé pour la Basse-Normandie ........

Figure 12c - Carte du zonage adminislratif proposé de la région Champagne-Ardennes .............. 43

. 10-


Figure 37 - Résultats "bruts" de I'étude KNET en lermes de spectre normalisés pour chaque catégorie de site. La normalisation retenue ici a été la normalisation par rapport à l'accélération maximale GEOTER, qui est la plus pénalisante pour les basses fréquences ... 89

Figure 38c - Comparaison de la proposition iii (courbes en trait épais) avec les formes spectrales normalisées déduites de l'analyse des données KNET (normalisation par rapport à l'accélération maximale, moyenne en Irait plein, moyenne + écart-type en trait pointi ............ 93

Figure 39 - Carte des isovaleurs de l'accélération à 100 ans de période de retour. ..................... 99 Figure 40 - Carte des isovaleurs de l'accélération à 475 ans de période de retour. .._._.........._.._ 100

11


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1 Introduction

Le zonage sismique actuellement en vigueur en France a déjà plus d'une décennie : officiellement, il date de 1991 (décret no 91-461 du 14 mai 1991), mais en lait il est fondé sur des études techniques datant de 1984 (Godefroy et Despeyroux, 1985). Ce zonage est basé essentiellement sur la sismicité historique et utilise une approche pseudo slatistique.

II est donc apparu nécessaire de le réactualiser, pour deux raisons principales

O la base de données de séismes historiques SisFrance (ex-Sirène) a élé largemenl modifiée depuis 1984 par suite de nouveaux travaux d'interprétation sur les documents historiques. En particulier, de nombreux séismes majeurs ont été réévalués à la baisse (Provence, Alpes Maritimes notamment). L'application à l'identique de la méthodologie historico-statistique de l'étude de 1984 conduirait donc nécessairement à des résultats assez sensiblement différents.

O les futures normes européennes EC8 demandent à ce que le zonage sismique soit basé essentiellement sur une approche probabiliste

A cette fin, la démarche suivante a été adoptée: O une nouvelle étude technique a d'abord été réalisée en 2001/2002 par le bureau

d'étude GEOTER, à la demande du MEDD, SOUS la supervision du GEPP assisté de I'AFPS el de I'IRSN. Cette étude a permis de fournir des cartes d'iso-accélération spectrale évaluée pour 4 valeurs différentes de période de structure (Os = amex, 0,2 s, 0,5 s et 1s) et correspondanl à différents niveaux de probabilités annuelles, exprimées selon l'habitude en "périodes de retour" (100, 475, 975 el 1975 ans)', ainsi que des fourchettes d'incertitudes grâce à une approche par arbre logique. Cetle étude a été abondamment documentée, et nous n'avons pas jugé utile d'y revenir dans le présent document: le lecteur intéressé peul se référer aux nombreux rapporls relatifs au Contrai GTR / MATE / 0701-150 "Révision du zonage sismique de la France, Etude probabiliste".

O L'étape suivanle consiste à traduire les résultats de cette étude SOUS forme réglemenlaire: celte étape se fait SOUS la responsabililé du GEPP, et de son sous- groupe zonage sismique, lui-même scindé en deux cellules : une cellule aléa sismique, et une cellule élude d'impact. La première es1 chargée de faire des propositions de nouveau zonage (en précisanl les contours des zones el les aclions associées), et la deuxième de fournir les éléments pour l'évaluation du coût économique de ce nouveau zonage (et des éventuelles variantes).

Le présent document décrit le déroulement des travaux de la cellule aléa au cours de la période septembre 2002 - février 2004, explicite les critères qui ont été retenus pour établir un zonage, ainsi que les questions et incertitudes associées sur lesquelles des choix divers sont possibles, et présente des propositions de zonage assorties de niveaux d'action.

Ce document n'est à considérer que comme un document de proposition : la décision finale sur le zonage et les niveaux d'action ne peut revenir qu'à la puissance publique.

Les probabilités de dépassement associées, pour un ouvrage dont la durée de vie est considérée égale a 1

50 ans, sonl respectivemenl de 40%, I O % , 5% el 2.5%

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- 14

Proposilions pour un nouveau zonage sismique de la France. Document provisoire

2 Travaux de la cellule aléa

2.1 Composition La cellule comprenail les membres suivants:

Pierre-Yves Bard (LCPCILGIT, AFPS), Catherine Berge-Thierry (IRSN), Jacques Betbeder-Matibet (AFPS), Michel Cara (BCSF/EOST), Marc Cushing (IRSN), Pascal Douard (MEDD, DPPWSDPRM), Hubert Fabriol (MEDD, DPPWSDPRM), Patrice Foin (GEPP, CGPC), Benoît LeBrun (BRGM), Christophe Martin (GEOTER), Pierre Mouroux (BRGM, AFPS), Philippe Sabourault (MEDD, DPPWSDPRM), Bruno Sénécat (METLTM. DGUHC), Jean-François Sidaner (COGEMA, AFPS).

Ont aussi participé épisodiquemenl aux discussion : Alain Pecker (GDS / CNPS), Philippe Lussou (LCPC, ex IRSN).

2.2 Réunions La cellule aléa sismique s'est réunie 7 fois de septembre 2002 à janvier 2004 (19 septembre 2002, 28 novembre 2002, 4 février 2003, 28 mai 2003, 10 septembre 2003, 27 novembre 2003 et 22 janvier 2004). Chacune de ces réunions a donné lieu à un comple-rendu, dont on pourra trouver le texte en annexe.

En préparation à chacune de ces cinq réunions, le BRGM était chargé de réaliser un document, essentiellement sous forme de cartes, permetlant aux différents membres de la cellule aléa sismique de faire des propositions de zonage el de prendre en compte la sismicité historique. La liste de ces documents de travail est délaillée ci-dessous.

En plus de ces 7 réunions spécifiques à la cellule aléa sismique, une réunion a été organisée le 14 mars 2003, au MEDD, en présence de délégations de pays limilrophes à la France (Belgique, Suisse, Italie et Espagne; l'Allemagne, conviée également à cette réunion, n'a pas pu envoyer de représentant). Cette réunion a permis de confronter les zonages et les valeurs d'action réglementaires, ce qui apporte un éclairage utile pour d'éventuels coefficients correcteurs du niveau d'aléa afin d'obtenir des zonages les plus homogènes possibles au niveau des frontières. Cette réunion a également donné lieu à un compte-rendu donné en annexe.

2.3 Objectifs Les objectifs de la cellule ont été les suivants:

1. définir les crilères de découpage du territoire national en plusieurs zones de sismicilé 2. associer à chacune des zones une valeur de l'accéléralion ''a; à prendre en compte pour

l'application des normes EC8 3. associer également à chaque zone un spectre de réponse réglemenlaire pour chaque type

de sol

O le lerritoire métropolitain, y compris la Corse O les Antilles

Les régions prises en compte son1 :

Les départements de la Guyane el de la Réunion n'ont pas été explicilement traités dans la mesure où ils ne faisaient pas l'objet de l'élude GEOTER (le risque sismique y avail été estimé a priori suffisamment faible). Cependant, les discussions internes a la cellule font apparaître un consensus sur le fait que la Guyane soit en zone la moins sismique (Zla, cf. plus bas); la situation esl moins claire pour l'île de la Réunion compte tenu des seuils finalement retenus, et la cellule aléa recommande a priori un classement en zone Z1 b, mais émet en même temps le souhait qu'un examen un peu plus attentif lui soit accordé.

Les Territoires d'Outre Mer n'ont pas été traités non plus, bien que l'aléa n'y soi1 pas toujours négligeable, car ils ne fonl pas partie de la mission du GEPP.

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2.4 Documents produits: Pour avancer dans ses travaux, la cellule s'est appuyée sur divers documents techniques inlermédiaires (outre bien sûr l'étude probabiliste GEOTER), élaborés pour les besoins propres de la cellule, et ayant donné lieu soit à la rédaciion de rapports dûment archivés (comme deux documents rédigés par J. Betbeder, diverses cartes élaborées par le BRGM, ainsi qu'une étude effectuée par I'IRSN sur les formes spectrales par catégorie de site fondée sur les enregistrements du réseau japonais KNET), soit à de simples présentations en séance (diffusées également par voie électronique au sein de la cellule). L'ensemble des documents cartographiques préparatoires aux différentes réunions de la cellule aléa sismique est synthétisé dans un rapport BRGM (LeBrun et Imbault, 1983). L'essentiel des études sur les spectres est mentionné dans le document IRSN (Pousse et al., 2003).

2.5 Aperçu des problèmes soulevés en réunion Les participants ont rapidement décidé que le découpage du lerriloire national se ferait essentiellement à pariir des cartes probabilistes en amax avec une période de retour 475 ans: les cartes d'isovaleurs d'ordonnées spectrales à d'autres fréquences, comme celles à d'autres périodes de retour, n'apportent que des modifications géographiques marginales. Cependant, les niveaux d'accélérations de ces cartes paraissaient élevés et il a donc été décidé dans un premier temps d'appllquer un coefficient réducteur (égal à 1,2). Cependant, d'une part, la valeur de ce coefficient était difficile à justifier et, d'autre parl, la réunion du 14 mars avec les pays Irontaliers a permis de constater que les niveaux d'accélération, bien que légèrement supérieurs aux autres pays, ne justifiaienl pas toujours ce coefficient réducteur. Le découpage final est donc basé sur les cartes de amaxi à période de retour 475 ans, sans coefficient réducteur.

Une autre source de discussion a été la prise en compte ou non, dans le zonage, des coefficients de site S, et des coefficients d'importance yl. Même s'il apparaîtrait logique de fonder la décision d'appliquer ou non la réglementalion sur la valeur du produit ag . S . '/i , cela est apparu lrès compliqué à mettre en œuvre, compte tenu notamment de la pratique actuelle relative aux études géotechniques (nécessaires pour déterminer le coefficient S).

La prise en comple de la sismicité historique ne paraissait pas suffisante. Notamment, des régions ayant subit un séisme historique très fort mais isolé, ne ressortent pas dans le cadre d'une étude probabiliste. La carte finale approuvée par les participants ne semble pas confirmer cette impression sauf pour la Provence.

Les Antilles sont actuellement dans une même zone de sismicité. L'étude probabilisle montre une sismicilé significativement plus forle en Guadeloupe "continenlale" qu'en Martinique et que sur les îles de Saint-Martin et Saint-Barlhélémy. Se pose alors la question de savoir si les deux départements resteront dans la même zone ou si on en fait deux zones distinctes.

Les spectres proposés dans les EC8 ne satisfont pas les participants. A priori, pour les sols de type A et B, le spectre de type 2 sera ulilisé. Pour les autres sols, ce sera le spectre de lype 1. Cependant, I'IRSN a proposé de mener une étude à partir des données du réseau japonais Kik- Nel.

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20 -


4 Propositions de zonage

4.1 Zonage physique

4.1.1 Principe L'idée de base est d'avoir un petit nombre de zones, analogue à celui de la réglementation aciuelle (4 en métropole + 1 aux Antilles).

Après la réunion plénière du 28 mai el la réunion de lravail du 26 juin', une carte "de base" a été proposée, sur la base des cartes de amer établies pour une période de retour 475 ans avec une magnitude minimale Mmi, homogène sur lout le territoire (Mmin = 4), sans coefficient réducteur pour le amax (cf. plus haut § 2.5). Le territoire métropolitain est séparé en deux zones, scindées chacune en deux sous-zones

O zone 21 (a et b) : sismicité faible, où l'application de la réglementation pour les bâtiments à risque normal ne serait obligatoire que dans la zone 21 b et uniquement pour les bâtiments de classe d'importance "élevée" (D et C dans la terminologie PS92, I et II dans la terminologie EC8). Pour les maisons individuelles ou assimilées (classe 111 dans la terminologie EC8), les règles ECB ne seraient pas à appliquer mais remplacées par des dispositions constructives simples obligatoires.

O zone 22 (a et b) : sismicité modérée, où I'applicalion de la réglementation serait obligaloire pour tous les bâtiments à risque normal, sauf ceux dont l'importance est jugée laible (classe A dans la terminologie PS92, IV dans la terminologie EC8). La différence entre les zones Z2a et Z2b vient seulement du niveau d'aclion sismique.

A ces deux zones s'ajoute une zone 3 spécifique aux Antilles, qui sera ou non scindée en deux.

4.1.2 II serai1 souhaitable que les noms des nouvelles zones soient très différents des anciennes pour éviter les confusions. Les notations en chiffres romains ont donc été rejetées [d'aulanl qu'elles sont utilisées dans I'EC8 pour la "classe d'importance'' des bâtiments].

Les propositions de libellé par lettre A, B etc., ont aussi été rejetées pour éviter la confusion avec les classes d'imporlance de bâtiments dans les PS92 (A à D).

Ne restait donc qu'une notation envisageable par zone, en chiffres arabes. II a été jugé préférable de ne pas appeler la zone de sismicité la plus faible la zone " O , pour indiquer que l'aléa n'est jamais totalement nul (et ce notamment en liaison avec la réglementation pour les installations à risque spécial).

Compte tenu des possibilités de confusion - au moins à l'oral - avec les anciennes appellations la, Ib, II et 1 1 1 , nous avons donc opté, pour clarifier la présentation du présent documenl, pour une numérotation précédée du préfixe " 2 : Zla, 21 b, 22a. Z2b, 23 (voire Z3a et Z3b).

4.1.3 II est bien évident que ces seuils ont une importance très forte sur le zonage final. Une variation de 0,05 m/s2 peut faire évoluer la limite d'une zone de plusieurs dizaines de kilomèires.

Les principes qui ont é1é retenus pour la fixation de ces seuils sont les suivants:

Problèmes de terminologie : appellation des zones

Seuils de amar délimitant les différentes zones

Autant que possible, les seuils des différentes zones doivent former une série régulière, formant une progression géométrique ou arithmétique. A priori, la progression géométrique est préférable puisque les actions sismiques sont modulées par des coefficients multiplicateurs (S, y,, 7 , ...). De plus, la raison de cette progression doit être comparable au

Réunion de travail en petit groupe (P.-V. Bard, B. Lebrun, C. Martin, P. Mouroux, ponctuée d'échanges téléphoniques avec H. Fabriol) tenue au BRGM Marseille pour idenlifier les questions el possibles "anomalies" associées à un zonage "brul" londé sur les seules cartes probabilistes.

2

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coefficient d'importance pour les bâliments de la classe la plus élevée (classe D dans les PS92, classe I dans I'ECB). Le seuil délimitant les zones Z l a et 21 b doit permettre d'englober dans la zone Z1 b tous les séismes historiques d'iniensité supérieure ou égale à VI1 Le seuil délimitant les zones Z1 b et Z2a doit permettre d'englober dans la zone 2 tous les séismes historiques d'inlensilé supérieure ou égale à Vlll Le seuil délimitant les zones Z2a et Z2b doit opiimiser la cohérence avec les zonages des pays limitrophes.

Après différents essais, et comparaison atlentive des cartes d'intensité maximales historiques et des cartes d'isovaleurs de amax. nous avons finalement retenu les seuils suivants pour le territoire métropolilain :

< 0,7 m/sZ : zone Zla. Dans cette zone, aucune intensité VI1 n'a été ressentie (à part une exception notable: le bordelais, 6. plus bas § 3.2.2) 0.7 2 amax,475 < 1 ,O5 m/s2 : zone Z1 b. Dans cette zone, seules des intensités VI1 ont été resseniies, mais aucune intensité Vlll 1,05 << amax,475 c 1,6 m/s2 : zone Z2a : des intensités Vlll ont été ressenties mais le niveau de sismicité resle modéré

>> 1,6 m/s2 : le niveau de sismicité est significativement plus fort que la zone Z2a.

O Ces seuils sont en progression géométrique quasi-pariaite (raison 1,5: 0.7, 1.05, 1.575 ...).

Les zones ainsi délimitées sont illustrées sur la Figure 4, où sont égalemenl représentées, avec des symboles différents, les intensilés maximales historiques supérieures à VI1 et VIII, respeciivement.

O

Pour ce qui concerne les Antilles, les résullats bruts de GEOTER indiquent un aléa sensiblement plus fort sur les îles de Guadeloupe, Désirade, Marie-Galante et Saintes (amax > 2.3 m/s2) que sur celles de Martinique, Saint-Barthélémy et Saint-Martin (amar < 2.3 m/sZ). La proposition de zonage est donc la suivante:

Option 1: toutes les Antilles dans la même zone de sismicité 23. avec des valeurs d'action calées sur ce que l'on peut atlendre en Guadeloupe (jusqu'à 2.9 mis2 à la Désirade) Option 2: 2 zones Z3a et Z3b, dont la limiie est déterminée par la valeur seuil de 2.3 m/sz. Cette valeur de 2.3 m/s2 n'est certes pas en progression géométrique avec les autres valeurs (on attendrait plutôt 2.4), mais d'une part les valeurs de amax estimées aux Antilles ne sont pas directement comparables à celles de métropole (autres lois d'atténuation, autres magnitudes), e l d'autre part choisir un seuil à 2.4 m/s' exclurait Marie-Galante de la zone Z3b, alors que les travaux géologiques récents ont mis en évidence une laille normale active sur cette île (Morne Piton), avec une activité comparable à celles de Grande Terre.

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ii. on calcule le pourcentage de la superficie de la commune située dans chacune des 2 zones de sismicité. La commune est alors classée dans la zone de sismicité correspondant au plus fort pourcentage. On procède comme pour ii, mais on ne classe dans la zone de sismicité la plus faible des 2, que si le pourcentage en zone de plus forte sismicité reste inférieur à 20% On procède comme pour iii, mais on ne classe dans la zone de sismicité la plus faible des 2, que si le pourcentage en zone de plus forte sismicité resle inférieur à 80%

Le critère ii peut sembler préférable, mais il peut s'avérer trompeur, en particulier pour les communes rurales, lorsque la zone urbanisée est très petite comparée à la superficie de la commune. II serait donc préférable d'appliquer ce critère à la zone "constructible" ou à défaut déjà construite de la commune. Si cette information n'est pas disponible sur l'ensemble du territoire français - elle n'est actuellement pas à la disposition du BRGM - , il est préférable d'adopter un critère de type iii ou iv.

Après discussion, les recommandations de la cellule sont les suivantes:

... III.

iv.

à l'intérieur de la zone 21, comme les gradients horizontaux de amax sont relativement faibles, le critère iv semble raisonnable

pour la transition entre zones Z l b et Z2a, ainsi qu'à l'intérieur de la zone 22, le critère iii semble préférable

b) la commune en question fait partie d'une communauté urbaine ou communaulé

On peut alors

1.

ii.

iii.

d'agglomération.

décider de s'en tenir à la limite communale, et accepter d'avoir différentes zones sismiques au sein de la même agglomération.

Ou bien adopter au niveau de la communauté de communes le même critère que celui retenu au niveau de chaque commune.

Ou bien encore adopter un critère fondé sur la population P des communes de la communauté, comme proposé ci-après : on classe chaque commune avec le critère retenu en a) pour les communes "indépendantes". On considère ensuite la populalion de chacune des communes de la communauté. Si le total de population de la communauté de communes situé dans la zone de plus forte sismicité (22) est supérieur à 20% de la population totale, alors toutes les communes de la communauté de communes sont basculées dans la zone 22.

La mise en œuvre des propositions ii ou iii nécessiterait cependant la connaissance de toutes les communautés d'agglomérations en France. Or la situation évolue rapidement, et il paraîl délicat de figer le zonage à un instant donné, d'autant qu'a priori, aucune communauté de communes n'a la compétence pour décider de la zone sismique à laquelle elle se rattache.

La proposition i est donc certainement la plus simple à court terme, et est recommandée par la cellule aléa. Elle peut cependant être à l'origine de difficultés au sein d'une même aggloméralion - difficultés qui pourraient cependanl être résolues par un PPR "agglo".

4.2.2 Cet aspect est discuté dans la suite discuté région par région.

Dune façon générale cependant, un critère systématique est de n'accepier aucun déclassement de l'actuelle zone II à une zone Z2a ou en dessous, sauf si manifestement le classement en zone II dans le zonage 1991 est associé au découpage cantonal de l'époque.

Un autre critère systématique (qui ne s'applique en fait qu'a la région de Caen) est de n'accepter aucun déclassement de la zone la du zonage 1991 à la zone Z l a du nouveau zonage: Si {Z(1991) = la} et {Z(2003) = Zla} , (Z(2003) = Z1 b}.

Corrections de prise en compte de l'ancien zonage

- 24 -


Un troisième critère systématique pouvant être discuté serait de n'accepter aucun déclassement de la zone la ou Ib du zonage 1991 à la zone Z l b du nouveau zonage, le motif étant alors de vouloir éviler une incompréhension ou une méfiance puisque la réglementation ne deviendrait obligatoire que pour les bâtiments de classe D (voire C):

Si (Z(1991) 2 la} et (Z(2003) = Zlb} , {Z(2003) = ZZa}.

La cellule a décidé, après discussion, de ne pas retenir un tel crilère, car cela conduirait à classer en zone Z2a la région de Caen et celle au sud-ouest de Tours.

4.3 Proposition de zonage en métropole

4.3.1 Commentaires généraux Outre les seuils choisis, les limites de zone sont très fortement conditionnées par le choix des dilïérentes zones sisrnotecloniques retenues dans l'étude probabiliste GEOTER, même si l'approche par lissage sans a priori sur un découpage sismotectonique entre pour 20% dans les résultats finaux. Bien que ce découpage soit consécutif à de larges discussions au sein du groupe EPAS. il peut loujours, localement, être remis en queslion. Il existe donc une incertitude significative, qui donne donc une certaine latitude pour apporter des modifications, soit mineures pour suivre un découpage administratif, soit un peu plus importantes, sous condition alors d'une argumentation solide.

II apparaît clairement sur la Figure 4 que la zone Z l b prend une extension importante, ce qui signifie qu'il faudra faire un effort de sensibilisation auprès des administrations et des professionnels.

II apparaît aussi qu'un certain nombre de grandes agglomérations sont situées en limite de zone (Angoulême, Caen, Mulhouse, Belfort, Tarbes, Tours, Lyon, Montpellier, Nîmes, Digne, Gap, Marseille, Nice). Les communautés d'agglomération posent donc le problème suivanl: peut-on faire passer une limite de zone à l'intérieur d'une communauté d'agglomération ? Ce point a été discuté au paragraphe précédent (5 4.2.1), mais, compte tenu de l'évolution rapide des communautés de communes, il est apparu préférable de baser la délimitation des zones administralives, dans le zonage national, sur les limites communales: en conséquence, aucune "variante" de zonage n'est proposée sur la base du "contournement" ou de l'"insertion" de lelle ou lelle grande agglomération.

4.3.2 Anomalies en métropole La figure 4 indique quelques anomalies par rapport au crilère retenu : quelques localités ayant subi des intensités historiques supérieures ou égales à VI1 se retrouvent cependant en zone Zla.

Si l'on excepte quelques poinls isolés dans le sud du Massif Central et au nord de Metz, c'est pour i'agglomération bordelaise que cette anomalie es1 la plus patente. L'analyse des informations de la base Sisfrance fait ressortir que si le point d'intensité Vlll est très douteux (il correspond au séisme pyrénéen de 1660), les autres son1 dus au séisme du 10/08/1759, fortement ressenti dans tout le bordelais, un séisme dont les effets son1 très similaires à ceux des séismes vendéens, poitevins et berrichons, pris en compie dans la zone Z1 b. La "disparition" de ce séisme bordelais dans l'étude probabiliste est direclemenl liée au découpage sisrnotectonique, et à l'absence d'explication tectonique pour le séisme bordelais: il est dès lors "noyé" dans la - très faible- sismicité aquitaine. II semble donc logique d'étendre la zone Z l b vers le sud, de sotte qu'elle englobe la zone épicentrale du séisme de 1759. Une aufre variante est de ne surclasser de Z l a à Zlb, que les communes pour lesquelles l'intensité a dépassé 7 en 1759. Après discussion lors de la réunion du 10/09/2003, la première option a été jugée préférable, car elle est plus cohérente avec l'approche probabiliste.

A l'inverse, il existe une assez vaste superficie répertoriée en zone 22, voire même ZZb, où on ne connaît pas de séisme historique d'intensité supérieure ou égale à VIII: c'es1 le cas du Jura, et du nord des Alpes: dans ces zones, les niveaux d'aléa assez forts sonl liés d'une part à une sismicité instrumentale assez soutenue, et à des profondeurs de foyer relativement faibles (couplées avec les lois d'atténuation utilisées, qui n'incluent pas de "saturation à courte dislance").

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4.3.3 L'image donnée par la Figure 4 es1 lrès notablement différente de celle donnée par le zonage de 1991. Globalement, les zones où l'application de la réglementation parasismique est obligatoire au moins pour certaines catégories de bâtiments son1 plus étendues, et celles où la sismicité est la plus forte (Z2b) plus étendue aussi que l'ancienne zone II, qui restait circonscrite aux forts séismes historiques. Cette extension est normale et inhérente à l'approche probabiliste, qui considère une équiprobabililé d'occurrence géographique à I'intérieur de chaque "zone sisrnotectonique".

Les figures 5 à 26 détaillent, pour chacune des 22 régions administratives françaises de métropole plus la Corse, la comparaison entre la (ou les) proposition(s) de zonage avec le zonage de 1991 (avec également une indication des intensités historiques maximales dépassant Vil-Vlii). Ces comparaisons ont amené à faire quelques propositions de modifications par rapport aux résultats bruts de l'étude GEOTER, parfois avec différentes "variantes": une première série de modifications a été discutée en séance lors de la réunion de la cellule aléa du 10/09/2003, et certaines décisions ont été prises. Seules sont donc mentionnées ci-dessous d'une part les modifications qui ont reçu l'aval de l'ensemble de la cellule aléa, et d'autre part celles pour lesquelles aucun consensus n'a été atteint e l dont l'appréciation est donc laissée à la puissance publique. Celles qui ont éIé rejetées à l'unanimité de la cellule ne sont plus mentionnées dans ce texte.

Les paragraphes suivanls font le bilan, région par région, de ces comparaisons et de ces modifications, parfois mineures, mais parfois également majeures; ils s'attachent à expliciter les raisons de ces propositions de ces modifications. Ils son1 repris, par souci de clarté, dans l'annexe 1, avec les cartes présentant les résultats région par région. Ces cartes sont généralement au nombre de 3:

a) la carte de zonage physique "brut" issue de l'étude GEOTER et des seuils d'accélération retenus pour chacune des zones (§ 3.1.3),

b) la carte de zonage adminislralif correspondante (avec le découpage communal selon les modalités exposées au 4.2.1)

c) la carte de zonage administratif modifiée

Différences avec le zonage précédent et particularités locales

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- 21 -


4.3.3.9 Corse Toue la Corse est située en zone Zla. Aucune variante n'est nécessaire.

a) Carte du zonage physique. colle Lonigi idmmlifiitll pm-l

Figure 136 - Catie du zonage administratif proposé pour la Corse.

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La carte brule (a) indique la présence des 4 zones de Z l a à Z2b. Les limites de zone Zla/Zlb sont très incertaines, et l'"isthme" Z l a entre Montpellier et Béziers n'a pas de grande signification physique. On peut voir sur la figure (c) que modifier de très peu les limites de zones (de 0.7 m/s2 à 0.68 m/s2) suffit à combler cet isthme. Par contre, la Camargue est dans une zone de niveau sismique sensiblement plus faible et son appartenance à la zone Z l a est très robuste.

Modifications manuelles O Limile Z la lZ lb : l'existence des failles des Cévennes et de Nîmes, jointe aux éludes de

sensibilité indiquées sur la Figure 17c, ont donc conduit à proposer d'élendre la zone Z l b pour qu'elle soit continue du sud-ouest au nord-est, et s'étende jusqu'au liltoral comme indiqué sur la Figure 17d.

O Comme indiqué sur la carte en courbes de niveaux ( I ~ c ) , la Camargue, plus éloignée de ces failles, ne paraît devoir subir de modifications: elle reste en zone Zla.

O Plus au sud, dans la Cerdagne, zone des Pyrénées Orientales affectée par le séisme de 1428, ceriaines communes de la zone II actuelle se retrouvent en zone Z2a de la carte brute (17a): il est proposé de les surclasser toutes en Z2b, car la zone concernée es1 trop étendue pour être simplement due au découpage cantonal. (la même logique sera appliquée en Provence el dans la région niçoise)

La cellule a aussi envisagé la possibilité de considérer le zonage espagnol pour d'éventuelles autres modifications manuelles. Là encore, comme pour l'Allemagne, la méthodologie suivie pour définir ces caries a paru trop éloignée de l'approche probabiliste GEOTER pour parvenir à un raccordement salisfaisanl.

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53 -


4.4 Proposition de zonage dans les DOM

Parmi les DOM (Guadeloupe, Guyane, Martinique et Réunion), la mission de la cellule aléa concernait en priorité les archipels des Antilles, puisque seuls les deux départements des Antilles aient fait l'objet de l'étude probabilisle de GeoTer.

Pour ces deux départements, nous avons donc pu réaliser les mêmes cartes que pour les départements métropolitains, à savoir une carte de zonage physique (représenté ici par les courbes d'isovaleur de l'accélération à 475 ans), une carte de zonage administratif brut, et une carte de zonage administratif modilié, incluant aussi une éventuelle Séparation entre les zones Z3a et Z3b.

Le seuil de séparation entres les deux sous-zones, fixé à l'origine à 2.4 m/s2 par souci de cohérence (apparente) avec la métropole, a très vite été modifé à 2,3 m/s2, pour trois raisons: O il conslitue la démarcation naturelle entre les archipels de la Martinique te de la

Guadeloupe, et il permettait notammenl d'inclure l'île de Marie-Galante dans la même zone que l ' le principale de la Guadeloupe. Comme indiqué en 4.1, cette île comporte une faille manifestement active et capable de générer des séismes de magnitude autour de 6.

O Les lois d'atténuation, et les définitions de magnitude dans les catalogues sismiques des Antilles, utilisées dans l'étude Geoler, sont foncièrement différents de celles utilisées en France, et les résultats ne sont donc pas directement comparables.

O les régimes de sismicité sont tellement foncièrement différents en métropole el aux Antilles (présence dune zone de subduction capable de générer, à une distance légèrement inférieure à la centaine de kilomèlres, des séismes de très forte magnitude, jusqu'à 7.5 - 8) qu'il n'y a pas de raison physique de garder un même étagement des seuils en accélérations maximales (comme on le verra plus tard, les formes speclrales retenues y sont aussi très différentes).

En conséquence, la dénomination retenue pour l'(éventuelle) sous-zone d'accélération inférieure à 2,3 m/s2 est Z3a et non Z2b: le risque est considéré plus élevé en Martinique que dans les Pyrénées Occidentales, même si les accélérations maximales estimées dans l'élude Geoter y sont comparables. II a donc paru absolument nécessaire à la cellule aléa de marquer une différence dans le nom de la zone.

La cellule a aussi évoqué - rapidement - au cours de ses discussions le cas des deux autres départements (Guyane, Réunion), et un consensus s'est dégagé pour une proposition de calssement de la la Guyane en zone Z l a (aucun séisme connu d'intensité supérieure ou égale à Vil), et la Réunion en zone Z1 b en raison de l'activité volcanique capable de générer une aclivité sismique (modérée) associée.

Pour ce dernier département, comme pour tous les autres îles d'Outre-Mer (à satuts divers), la cellule recommande au GEPP de ne se pronocer qu'après avoir rassemblé la documentation appropriée auprès des organismes concernés (Observatoire du Piton de la Fournaise, IRD pour Nouvelle-Calédonie et Pacifique, BRGM. . . .).

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4.4.5 Guyane.

Figure 33 - Zonage administratif proposé pour la Guyane.

Par analogie de niveau de sismicité avec la Métropole (pas de séisme connu ayant causé des inlensités supérieures ou égales à Vil), la Guyane est classée en zone Zla.

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5 Actions sismiques correspondantes : Ce zonage devra être appliqué avec les deux codes de construction parasismique qui coexisleront pendant une certaine durée, à savoir les EC8 et les PS92.

Dans chacun d'eux, l'action sismique est caractérisée par un spectre élaslique, ancré à période nulle à une valeur homogène à une accéléralion notée a, dans les EC8, et aN dans les PS92. Alors que I'EC8 recommande d'assimiler a, à la valeur du amar pour une période de retour de 475 ans, les PS92 n'établissent pas de correspondance formelle entre l'accélération nominale aN et l'accélération maximale.

Quant aux spectres, si leur forme est parfaitement définie dans les PS92. I'EC8 se borne à recommander deux familles de spectres (Type 1 pour pays à forte sismicité el type 2 pour pays à faible sismicité), en laissant cependant la possibilité A chaque pays de définir sa propre famille de spectres, voire même de modifier aussi la définition des différentes catégories de site.

5.1 EC8

5.1.1 Formes spectrales pour I'ECû

5.1.1.1 Contexte général : Les spectres en accélération normalisés sont spécifiés par un ensemble de paramètres de base (coefficient de site S, périodes de contrôle des différentes parties du spectre : rampe linéaire de T=O s à TB, plateau à R = 2.5.S entre TB et TC, branche en 1TT entre Tc et To, branche en 1 P au- delà de TD. Ces paramètres essentiels, comme éventuellement quelques autres (niveau du plateau notamment. voire les exposanls de décroissance avec la période), dépendent de la catégorie de site, comme indiqué dans le tableau 1.

II a été admis dès le départ que l'on ne changerait pas les critères de catégorisation des sites tels qu'ils sont décrits dans l'EC8, fondés essentiellemenl sur la vitesse moyenne des ondes S sur les 30 premiers mètres. Cependant, il est important de remarquer que cette classification, même si elle est très classique et fort en vogue en Californie, n'est certainement pas complètement satisfaisante, et que la prochaine génération (ou prochaine révision) de réglementations parasismiques pourrait inclure d'autres critères de classification (la période propre du site a ainsi été plusieurs fois évoquée, mais ne fait pas encore l'unanimité).

Parmi les deux familles de spectres recommandées dans I'EC8. aucune n'est complètement satisfaisante:

O La famille "TI" (Type 1) est censée correspondre aux zones de forte sismicité (aléa dominé par les séismes de magnitude supérieure à 6), avec un contenu assez riche en basse fréquence même sur rocher. Si elle semble a priori bien adaptée au cas des Antilles, elle l'est beaucoup moins au cas de la métropole où l'essentiel de l'aléa est associé à des séismes de magnitude de 5.5 à 6. Cela ressort de façon particulièrement frappante dans l'étude GEOTER, puisqu'en métropole, les ordonnées spectrales correspondant à une même période de retour dénotent un contenu spectral longue période Irès faible. Nolons cependant que les spectres d'aléa uniforme obtenus par l'étude probabiliste sont automatiquement enrichis en courtes périodes par une influence plus grande des séismes modérés locaux à plus forte probabilité d'occurrence.

O La famille "T2" (Type 2) est censée correspondre aux zones de sismicité faible à modérée (zones où l'aléa est dominé par des séismes locaux de magnitude inférieure à 5.5 - 6.0), ce qui es1 a priori le cas de la France métropolitaine. Néanmoins, l'examen attentif des formes spectrales de cette famille pour les sites de calégorie C (1 80 < Vs .= 360 mls) et D (Vs 180 mis), met en évidence un contenu étonnammenl pauvre en périodes longues el même intermédiaires, très peu cohérent avec la physique des phénomènes d'amplification sur les sols mous à très mous. L'analyse des documents justificalifs en nolre possession (élude statistique sur quelques spectres) a rendu

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l'ensemble des membres de la cellule très sceptiques sur le bien-fondé de ces spectres.

Les discussions au sein de la cellule aléa ont conduit à recommander d'adopter les formes spectrales de la famille T2 pour la métropole et les sites de catégorie A (rocher sain), et les formes spectrales de la famille T I pour les Antilles. Ce dernier choix en particulier correspond aussi au fait que les séismes lointains de forte magnitude conduisent à des actions de longue durée: ce paramètre, bien qu'influent sur la lenue des bâtiments, n'est actuellement pas pris en compte dans les méthodes de dimensionnement, et prendre un spectre de la famille T I est un moyen indirect de majorer un peu les actions pour essayer d'en rendre compte.

Pour les sites de catégorie autres que A en métropole, une étude a été lancée au printemps 2003 par I'IRSN, en liaison également avec le Groupe de Travail "Mouvements Sismiques pour l'Ingénieur" de I'AFPS, dans le but de proposer des valeurs plus satisfaisantes pour les périodes de contrôle (TB, Tc, TD) et les coefficients de site S correspondants. Cette étude s'appuie sur les données accélérométriques disponibles ofirant le meilleur couple (quantité, qualité de l'information géotechnique), à savoir les données japonaises des réseaux K-NET et KIK-NET. Cette étude a finalement débouché sur des propositions consensuelles de la cellule aléa, dont les paragraphes suivants vont brièvement décrire la genèse, les caractéristiques et les raisons qui ont amené a les retenir. Des descriptifs plus détaillés et plus techniques sont également fournis en annexe pour exposer l'arrière-plan scientifique de ces propositions.

5.1.1.2 Démarche suivie pour les propositions de la cellule L'objectif était donc de définir des formes spectrales normalisées adaptées à chaque catégorie de site (surtout B à E), et au contexte de sismicité modérée du territoire métropolitain.

Atieindre cet objectif a nécessité plusieurs étapes

La première a consisté à choisir une démarche essentiellement expérimentale, l'expérience ayant montré à maintes reprises que les observations instrumentales sont beaucoup mieux acceptées que des résultats théoriques ou numériques.

La seconde a consisté à choisir les données permettant d'atteindre cet objectif, c'est-à-dire celles combinant une bonne représentativité statistique, une bonne couverture des gammes de magnitude et distance correspondant au contexte métropolitain français, et enfin une grande qualité des informations géotechniques permettant de les classer sans ambiguïté parmi les 5 catégories de site de l'EC8. Le choix s'est très vite porté sur les données du réseau japonais KNET, composé de 1000 stations numériques installées depuis 1996, pour chacune desquelles un log géologique et géotechnique,s comprenant notamment une profil de la vitesse d'ondes S, est disponible jusqu'à une profondeur comprise entre 10 et 20 m. Plus de 10000 enregistrements sont disponibles pour ce réseau; une sélection en a été faite pour éliminer autant que possible les événements de subduction (non représentatifs pour la sismicité métropolitaine). Cette sélection a été opérée en éliminant tous les événements ayant une profondeur focale supérieure à 25 km. Afin de ne pas accorder de poids trop important aux données de mouvements faibles, un seuil d'accélération maximale a également été appliqué, consistant à ne retenir que les enregistrements ayant une accélération maximale supérieure à 0.1 m/s2. Une synthèse des données ainsi relenues est présentée dans le Tableau 5.1, où sont également indiqués, à titre de comparaison, les caractéristiques des enregistrements retenus pour l'élaboration des spectres EC8. On y voit clairement que l'étude sur la base des données KNET peut se voir accorder une signification statistique au oins aussi bonne que celle des documents support EC8

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Nbre d'événements

Nbre de sites

Nbre d'enregistrements

Tableau 5.1 : Bilan des données utilisées dans les études EC8 et KNET

KNET : données utilisées

A B C D E Total

11 395 512 118 13 >512

5 280 344 59 4 696

22 2684 3514 558 44 6822

Gamme de magnitude ~

4 à 7.5

Nbre d'événements

Nbre de sites


Gammedemagnitude

La troisième élape a alors consisté à déterminer une loi d'atténuation décrivant la dépendance du spectre d'accélération à 5% d'amortissement en fonction de la magnitude, de la distance hypocentrale, et de la catégorie de site, suivant une loi du même type que la loi "IRSN" définie dans la RFS el ulilisée dans l'étude GEOTER. Celte loi s'écrit sous la forme :

Log (S.(f)) = c,df) + df). MJMA - W R ) + b(f) .WR) + Cdf) + E.<J

Où les coefficients a (magnitude), b (variation spatiale, atténualion anélastique), c; (coefficient propre à chaque site, déterminé par rapport à un site de référence cref ) sont ajustés par moindres carrés, avec une écart-type égal à o. Ces coefficients sont illustrés sur la Figure 34. Un exemple d'application est montré sur la Figure 35 pour une couple magnitude-distance (M=5.5, R=75 km), avec une comparaison avec les spectres prédiîs par les deux lois utilisées dans /'élude GEOTER. On y décèle des différences significatives à coude période (valeurs plus élevées) et à longue période (valeurs plus faibles).

3 4 5 3 1 16

4 5 10 3 5 27

10 16 22 6 10 64

6.0à6.9 6.0à7.0 6 .7à7 .3 5 .8à7 .1 6.9 5.8à7.5

- 85

Nbre d'événements

Nbre de sites


Gamme de magnitude

6 20 7 3 - e 36

3 5 10 3 - 21

18 48 20 (6) 86

4.0 à 5.5 4.0 à 5.8 5.4 à 5.8 (5.8-7.1) - 4 à 5.8


probabiliste complète, une procédure spécifique a été définie pour essayer d'obtenir un estimateur satisfaisant. Elle a consislé à rechercher, dans une espace à trois dimensions (M, R, E ) . quels étaient les points appartenanl à chacune des zones (Z1 b, Z2a. Z2b). c'est- à-dire ceux conduisant à des accélérations maximales, eslimées avec les lois d'atténuation de l'étude GEOTER (Ambraseys et IRSN), dans les inlervalles [0.7 , 1.05 m/sz[, [1.05 , 1.6 misz[ et [1.6 , 2.4 misz[. Trois domaines Dlb, D2a et D2b de cet espace ont ainsi élé définis (en le restreignant à des valeurs plausibles pour le contexte métropolitain, à savoir [4,7] pour la magnitude, [5-50 km ] pour la distance et [-1.+2.5] pour E ) ', dont les barycentres correspondent à des valeurs plausibles pour chacune des zones (magnitudes entre 5 et 5.7. distance entre 20 et 30 km, E entre 0.8 et 1 .4)4. Trois autres domaines D I b, D2a et D2b ont égalemenl été définis, non sur la base de l'accéléralion maximale, mais sur celle de l'ordonnée spectrale à 0.2 s (5 Hz), en prenant pour valeurs seuils des valeurs égales à 2.5 fois les accélérations maximales de chaque zone [la valeur de 2.5 correspond au niveau du plateau pour les spectres Type 2 à 0.2 s).

L'étape suivante est une étape de normalisation: I'objeciif esi en effet d'avoir des formes spectrales normalisées par l'accéléralion maximale au rocher, qui dans notre cas est l'accélération maximale résuliant de l'étude GEOTER. Plusieurs procédures de normalisation ont été essayées (accélération maximale GEOTER, ordonnée spectrale GEOTER à 0.2 s notamment), qui donnent toutes des résultats à peu près équivalenls. Pour chacun des trois domaines, ont alors été déterminées des formes spectrales normalisées moyennes, ainsi que leurs écarts-types. La figure 36 montre que les écarts- types restent réduits (de l'ordre de IO%), et que ces ïormes speclrales varient relativement peu d'une zone à l'autre (cette variation est essentiellement liée à la dépendance avec la magnitude, coefficient a(f), qui conduit à un léger enrichissement en basses fréquences quand la sismicité augmente), et que donc il est parfaitement acceptable d'avoir une forme spectrale unique (par catégorie de site), indépendante de la zone de sismicité. La figure 36 montre aussi que les formes spectrales sont assez sensibles au processus de normalisation; comme c'est la normalisation par rapport à l'accélération maximale GEOTER qui donne les contenus basse fréquence les plus forts, nous avons choisi, dans la suite, de relenir ce type de normalisation.

La dernière étape consiste alors à utiliser ces résultats pour proposer des formes spectrales simplifiées utilisant les paramètres de contrôle des EC8 (S, TBi Tc, TD). Comme les résultats bruis de cette analyse des enregistrements KNET se sont avérés surprenants à certains égards, ces propositions n'ont pu être élaborées et adoptées qu'au terme de plusieurs séances de discussions, non seulement au sein de la cellule, mais aussi dans le cadre de I'AFPS (séance du Comité Scientifique et Technique du 27/01/2004, réunion du groupe de travail "Mouvemenls sismiques pour l'ingénieur" du 13/02/2004). Ces discussions et surtout leur conclusion sont exposées dans le paragraphe suivant.

II convient de noter au passage que ce dernier paramètre est au moins aussi important que les deux autres paramètres plus physiques. notamment dans /es études probabilistes.

Dans celte étape de normalisation, il a fallu aussi tenir compte de la différence entre les magnitudes utilis6es dans l'étude GEOTER (Ms) et dans les données KNET (MJMJ; dans I'iniervalle [4,7], la relation MJMA = 2 + 5/7 M, a été utilisée.

4

- 87 -


Cela peut s'envisager pour certaines catégories de site pour lesquelles les lois dAmbraseys et de I'IRSN ne sont que très peu représentatives en raison de la pauvreté des informations géotechniques (D et E par exemple). Mais cela ne serait pas acceptable pour les catégories de sites "apparentées" au rocher, à savoir essentiellement A el B, compte tenu de la décision prise par le GEPP lors de l'étude GEOTER de choisir délibérément ces deux lois pour le rocher,

Par ailleurs, l'expérience des séismes passés indique que les dommages structurels sont généralement sensiblement plus élevés sur les sols "mous" (D, E) que sur les sols "raides" (A, B). Cela signifie qu'avec les pratiques de dimensionnement actuelles, soit l'on sous-estime l'aléa sur les sols mous (à longue période), soit on sous-estime les réserves de résistance des bâtiments à haute fréquence. En d'autres termes, il se peut que les spectres usuels actuels sous-estiment l'aléa à courte période, mais que cette lacune soit compensée par une autre lacune de connaissance quant au comportement à haute fréquence des immeubles (par exemple, la pratique actuelle du dimensionnement parasismique suppose implicitement un amortissement identique quelle que soi1 la période de la structure; or les mesures disponibles suggèrent fortement un accroissement notable de l'amortissement avec la fréquence).

Quoi qu'il en soit, cette discussion illustre bien le fait qu'on est aux limiles de la connaissance scientifique.

5.1.1.3.3 Propositions Dans ces conditions, il a semblé préférable à la cellule de concentrer son attention sur le contenu moyenne et longue période, et de veiller à ce que l'aléa correspondant ne soit pas sous-estimé. En même temps, compte tenu du contexte d'élaboration de I'EC8, il a été jugé préférable de ne pas trop s'éloigner des spectres "habiluels". qui sous-lendent les valeurs numériques proposées pour un certain nombre de coefficients réglementaires, qui sont en fait très mal contraints scientifiquement (exemple type : coefficient de comportement). Par certains côtés, malgré La présentation qui en est pariois faite, ces spectres peuvent aussi être considérés plus comme une représentation conventionnelle de l'aléa sismique, satisfaisant les besoins du dimensionnement. que comme l'aléa sismique lui-même5

Au vu des résultats de l'étude KNET, trois propositions principales ont été examinées avec attention:

i. Spectres EC8 de type 2 pour les sites A, spectres EC8 enveloppant les spectres de type 1 et 2 pour les autres catégories de site.

ii. Proposition spécifique utilisant les coefficients S des recommandations EC8 "type 1". en adaptant la largeur des plateaux aux résultats KNET (légère réduction par rapport au "type 1"). Cette proposition pourrait être assortie de valeurs de a, différentes de celles obtenues dans l'étude GEOTER (en fail, légèrement supérieures, dans une limite d'environ 20%).

iii. Proposition spécifique écrêtant les formes spectrales déduites de l'étude KNET au niveau des coefficients S des recommandations EC8 "type 2" pour les sites A, B, C, et utilisant les résultats KNET pour les sites D et E. Dune certaine façon, cette dernière proposition revient à accorder un poids 100% aux lois d'atténuation de l'étude GEOTER pour les sites A, 100% à la loi d'atténuation déduite de l'analyse des données KNET pour les sites D et E, et des poids intermédiaires pour les sites B et C.

A titre d'exemple, compte tenu des résultats KNET, il se peut que, lors d'un séisme futur, les mouvements mesurés dépassent sensiblement, à haute fréquence, les spectres réglementaires au rocher. Si ce dépassement n'est pas associé à des dommages très supérieurs, cela signiiie que la représentation adaptée est satisfaisante pour les besoins pratiques - même si elle ne I'est pas intellectuellement, et que, à terme, il est évidemmenl préférable de bien comprendre toutes les composantes de I'aléa et de la vulnérabilité pour mieux maitriser le risque.

5

- 90 -


A 0 C D E

1 0.03 0.20 2.5 1.35 0.05 0.25 2.5 1.50 0.06 0.40 2.0 1.60 0.10 0.60 1.5 1 .80 0.08 0.45 1.25

Les paramètres de contrôle de ces propositions sont listées dans le tableau 5.11, et leur comparaison aux formes spectrales issues de l'analyse des données KNET est illustrée sur la figure 38.

Après examen comparatif de ces différentes propositions, il a finalement été décidé lors de la réunion du 13/02/2004 du Groupe de travail "Mouvements Sismiques pour l'Ingénieur" de I'AFPS, de retenir la proposition iii pour la recommander au GEPP, car elle semble à la fois raisonnable et plus facile à juslifier scientifiquement au regard de l'analyse des données KNET.

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Zone amar France

Belgique Allemaane

Z l a Z1 b Z2a 22 b < 0.7 0.7-1 .O5 1.05-1.6 1.6 - 2.3

O 0.5 1 .O O O 0.4 - 0.6 0.8

(E-DINZI~I Suisse Italie

Espagne

- - (0.6) 0.6-1.0 1.3-1.6 - - (0.5) 0.5-1.5 0.5-1.5 - 0.6-1.0 0.6-1 .O

5.7.2.2 Propositions

P I

5.1.2.2.1 Métropole Dans ces conditions, nous formulons trois propositions, libellées P I à P3, et présentes aussi dans le Tableau Il ; elles sont foncièrement assez peu différentes l'une de l'autre, si ce n'est par leur justification auprès de la profession et de la population.

O La proposition P I s'inçcril en cohérence avec les propositions belges, avec des a, en progression arithmétique par pas de 0.5 rn/sz. Elle a le mérite immense de la simplicilé; elle a aussi l'avantage de proposer des valeurs que l'on retrouve dans le nouveau zonage italien (20/03/2003) ; elle a les inconvénients d'une part de ne pas avoir de relation simple facilement explicable entre les a, et les amar choisis pour les seuils de zonage, et d'autre part de ne pas suivre de progression géométrique.

O La proposition P2 - la plus forte - suit au contraire de près les valeurs seuils retenues pour le zonage (il parait cependant préférable car plus lisible de changer la valeur 1 .O5 en 1.1 m/sZ); mais l'inconvénient es1 que les valeurs résultantes ne "tombent pas rond".

O La proposition P3, intermédiaire entre P I et P2, conserve une progression à peu près géométrique. Elle a des valeurs pivot comparables à celles de la Suisse.

Les discussions au sein de la cellule aléa amènent à recommander la proposition P2

5.1.2.2.2 Antilles Deux variantes de zonage ont été proposées, distinguant ou non l'archipel de la Guadeloupe et îles voisines (Désirade, Saintes, Marie-Galante) des autres îles (Martinique, Saint-Barthélemy, Saint-Martin). Compte tenu des valeurs correspondantes de amaxi nous proposons les valeurs suivantes:

O Variante 1 (1 seule zone 23): O Proposition VI-1 : a, (3) = 3 mis2 (protection contre le plus fort niveau d'aléa de

toutes les Antilles, O Proposition VI-2 : ag (3) = 2.5 m/s2 (calage sur le niveau moyen d'aléa à Pointe-à-

Pitre) O Variante 2 (1 zone Z3a et 1 zone Z3b):

O Proposition V2-1 : a, (Z3a) = 2.5 m/sZ , a, (Z3b) = 3 m/s2 (proteclion contre le plus fort niveau d'aléa de chacune des 2 sous-zones). La valeur réelle de 2.3 m/sZ pour la Martinique a été augmentée à 2.5 m/s2 par souci de simplicité.

O 0.5 1 .O 1.5

- 94 -


O Proposition V2-2 : a,(Z3a) = 2.0 m/sz , a, (Z3b) = 2.5 m/s2 (calage sur le niveau moyen d'aléa à Fort-de-France el Pointe-à-Pitre)

Dans chacune des variantes, l'option avec les plus fortes valeurs d'a, peut, d'une certaine façon, rendre compte de la longue durée des actions sismiques associées aux forîs séismes de subduction: une majorité des membres de la cellule aléa recommande donc les propositions VI-1 ou v2-1.

5.7.2.3 Comparaison avec /es valeurs actuelles Même si les valeurs ainsi proposées restent dans l'ensemble supérieures à celles des pays limitrophes, elles son1 cependant significativement inférieures à celles des aN dans les PS92 avec le zonage 1991. Cette différence s'amoindrit cependant si l'on considére non plus a,. mais le plateau du spectre pour des périodes de i'ordre de 0.2 à 0.3 s, et surtout varie d'une catégorie de site à l'autre en raison des fortes variations du coefficient de site S, et de la forme des spectres PS92. Ainsi, pour des sols raides de calégorie B, les niveaux ECB serainet de 3.375 ag alors que dans les PS92, le niveau reste à 2.5 aN pour les sols de catégorie SI . Les autres siles les plus courants son1 les sites de calégorie C (EC8) correspondant à peu près à la catégorie 52 des PS92, pour lesquels le plateau est à 3.75 a, conlre 2.25 aN. Pour de tels sites, des actions équivalentes (dans le domaine des courtes périodes) correspondent donc à des valeurs de a, sensiblement inférieures à celles des aN.

Le tableau 5.111 compare les niveaux absolus des plateaux pour les sites de catégorie B(EC8)ISI (PS92) el C(EC8) / SZ(PS92) pour les différentes variantes d'accélération d'ancrage. La correspondance respective entre zones ll/Z2b, Ib/Z2a. la/Zl b est donnée seulement a titre indicatif, étant donné que les limites de zone des différents zonages sont très différenles. II existe notamment un grand nombre de communes qui passeront de Ib voire la en Z2b. pour lesquels, l'augmentation sera forte.

Néanmoins, pour les zones les plus exposées du territoire mélropolitain. ce lableau montre que les modilications des niveaux d'action pour la majorité des sites (B ou C) restent dans le domaine du "psychologiquement acceplable". Pour les Antilles, la cellule recommande plutôt les variantes V I 1, V I 2 ou V2 - 1, mais décommande la varianle V2-2 qui amènerait de lrop fortes diminutions enMartinique.

- 95 -


PI P2 P3

I I I I I I 1.25 - 50% 1.6875 - 32% 1.875 - 17% 2.0 - 1.75 - 30% 2.3625 - 5% 2.625 + 17% 2.8 +40% 1.50 - 4no~ 2~02.50 - 190/~ 2 ~ 2 S - 2.4 + 2nv0

Actuel t

. - -. . _ _ . _ 1

Comparaison des plateaux en Zone Ill / 23 (Z3a ou Z3b) 1 Catégorie NSO 1 Catégorie B E I 1 Catégorie C E 2 ' Catégorie DIS3

8.75 8.75 7.875 7.0

VI-1 V I 2

V2-1 (Z3a) V2 2 IZ3a)

7.5 - 14% 9.0 + 3% 8.625 +IO% 10.125 +45% 6.25 -29% 7.5 - 14% 7.1875 -9% 8.4375 + 21% 6.25 -29% 7.5 - 14% 7.1875 -9% 8.4375 + 21% 6.0 - 43% 6.0 -31% 5.75 -27% 6.750 - 4 %

5.1.2.4 Accélération "de service" A côté du niveau d'action correspondant à I'exigence de "non-effondrement", I'EC8 définil également un niveau d'aciion de "service", correspondant à une exigence de "limitation de dommages" (la signification exacte de ces exigences doit d'ailleurs être précisée dans l'annexe nationale). L'EC8 recommande que ce niveau corresponde à une probabilité de non-dépassement de 10% sur 10 ans, ce qui correspond à une période de retour de 95 ans.

La Figure 39 représente la carte d'aléa obtenu par GEOTER. en terme de amar. pour une période de retour de 100 ans. Comparée à la carte correspondante pour une période de retour de 475 ans (Figure 40), on y voit que les lignes d'isovaleur sont globalement très semblables, et on peut donc définir un rappori moyen entre les amax très proche de 0.6. [Conformément d'ailleurs à la relation théorique indiquant que la période de retour varie comme le cube de l'accélération maximale, ce qui donne asla,= (100/475)"3 = 0.5951.

Nous proposons donc de choisir un rapport identique de 0.6 pour le passage des a, "non- effondrement" aux a, "limitation de dommage, ce qui conduit, après arrondi, aux valeurs suivantes pour les différentes zones 21 b, Z2a et Z2b :

O (0.3. 0.6, 0.9) pour la proposition P I , O (0.4, 0.7, 1 .O) pour la proposition P2, O (0.35, 0.6 et 1.0) pour la proposiiion P3.

- 96 -


Quant aux Antilles, en appliquant le même coefficient, on aboutit à des valeurs de 1.8, 1.5 et 1.2 m/s2 pour a,, correspondant respectivement aux valeurs de a, de 3, 2.5 et 2.0 m/s2

5.2 PS92 Le même zonage devra pouvoir être appliqué pendant une période transiloire d'environ 5 ans au PS92. Par souci de cohérence, il importe alors

O Soi1 d'adopter dans les PS92 les mêmes familles de spectres et les mêmes valeurs d'accélération d'ancrage (a, = aN). Si la modification des aN peut se faire par voie administrative simple (arrêlé ministériel analogue à celui du 29/05/1997). la modification des speclres semble beaucoup plus lourde car il faut modifier la norme NFP 06013. La cellule aléa déconseille cette option.

O Soit d'adapter les aN pour que le niveau d'action requis soit similaire par les deux réglementations dans un maximum de cas; cependant, il semble préiérable de faire en sorte que la réglemenlation PS92 avec les aN modifiés resle un peu plus pénalisante que les EC8, pour encourager l'utilisation de ce dernier.

Pour parvenir à cette fin, il faudrait en toule logique prendre en compte plusieurs facteurs : le pourcentage de sites figurant dans chaque catégorie, les hauteurs moyennes des nouvelles constructions (c'est-à-dire de leurs périodes propres, pour comparer les niveaux spectraux appropriés). La cellule aléa n'est pas en possession de cette information, et seule la DGUHC etlou la cellule d'impact économique peuvent dire si une lelle information peul être disponible.

Nous nous bornons donc ici à proposer des méthodes simples pour 1"harmonisation" PS921EC8 (méthodes qui peuvent cependant être assez facilement adaptées si on connaît les pourcentages évoqués ci-dessus), méthodes qui prennent en compte le fait que la majorité des constructions nouvelles en France sont de faible hauteur (<R+4), de telle sorte que la comparaison doit se faire sur le niveau des plateaux.

5.2.1 Le principe de correspondance est alors :

aN x 2.5 = a, x 2.5 x S(B), soit aN = a, x S(B)

Si l'on prend S = 1.35 (métropole), on a donc:

Si l'on prend S = 1.20 (Antilles), on a donc:

Ajustement pour les sites de catégorie B / S I

où S est le coefficienl de site retenu pour les sites de catégorie B.

aN = 1.35 a,

aN = 1.20 a,


aN x 0.9 x 2.5 = a, x 2.5 x S,, soit aN = a, x S, / 0.9

Si l'on prend Sc = 1.50 (métropole), on a donc:

Ajustement pour les sites de catégorie C / S2

où Sc esl le coefficient de site retenu pour les sites de catégorie C.

aN = 1.67 a,

aN = 1.28 a,

Si l'on prend S, = 1.15 (Antilles), on a donc:


aN x 0.8 x 2.5 = a, x 2.5 x SD, soit aN = ag x SD / 0.8

Ajustement pour les sites de catégorie D / S3

- 97 -


où SD est le coefiicient de site retenu pour les sites de catégorie D. Si l'on prend SD = 1.60 (métropole), on a donc:

aN = 2.00 ag

aN 1.75 ag

Si l'on prend S, = 1.40 (Antilles), on a donc:

5.2.4 Ajustement intermédiaire Si l'on connaît le pourcentage relatif de constructions sur les sites prédominants. à savoir les sites 0 (ps) et C (pc= 1-p~) , on peut alors combiner les deux méthodes ci-dessus:

aN = a, x S(B) pBx [S(C) / 0.91 pc-

En prenanl ps = pc = 50%, on obtient un rapport moyen de 1.5 pour la métropole, et de 1.24 pour les Antilles.

5.2.5 Ajustement forfaitaire Dans l'attente d'informations de la cellule d'impact économique ou de la DGUHC, un moyen simple recommandé par la cellule aléa est d'appliquer un coefficient forfaitaire aN = 1.50 a, pour la métropole, et de 1.30 pour les Antilles, où est ainsi implicitement considérée une certaine proportion de constructions sur sites "mous" (S3/D).

- 98

M

5.5 53 6.0

- 102.

2 (hypocentre) Probabilité Distance de la Distance de la transition PGA transition PGA

0,16 9 0.24 g

5 5 475 ans 10 krn 6 krn 10 5 475 ans 5 krn 10 > 475 ans ( >> 1000 ans ?) 10 krn 4 krn


Annexe II: Etude sur les spectres

Ce document n'es1 pas encore disponible, nous VOUS le transmettrons dès que possible

- 103 -


- 104-


Annexe 111: Comptes-rendus des différentes réunions

Sous-groupe GEPP "Révision du zonage sismique",

- 105 -


"Cellule carte d'aléa''

Relevé de décisions de la réunion du 19 septembre 2002

Participants P.Y. Bard (LCPC-LGIT) C. Berge-Thierry (IRSN) J. Betbeder-Matibel (AFPS) M. Cushing (IRSN) H. Fabriol (MEDD) P. Foin (GEPP) B. Le Brun (BRGM) C. Martin (GEO-TER) P. Mouroux (BRGM) B. Sénécat (METLTM) J.F. Sidaner (COGEMA)

Ordre du jour 1. Organiser le travail à faire d'ici le juin 2003 2. Poini sur les cartes disponibles 3. Les paramèlres à prendre en compte pour le passage réglementaire 4. Tâches à réaliser

Grandes lignes de la discussion

En préambule, il apparaît que la dernière mouture des EC8 laissera un plus grand choix aux Etats. c'est à dire que la plupart des paramètres seront boxés. L'objectif de la cellule sera donc de définir des contours géographiques et les valeurs d'accélération (Ag) correspondantes, ainsi que les types de spectre. El cela avanl l'été 2003.

Le problème de la coexistence PS/92-EC8 devrait amener à une solution où une nouvelle carte remplacerait celle de l'arrêté de 1991 avec pour chaque zone des AN pour I'applicaiion des PS92 et des & pour I'applicalion des EC8.

La forme de l'affichage du risque par I'Elat sera lrès importante : il faudra justifier les limiles des zones et les niveaux d'aléa en se basanl sur les études scientifiques et dire comment le zonage se décline suivant les deux réglementations.

L'étude GEO-TER peul êlre diffusée dans un souci de transparence, elle doit être présentée comme une étude d'aléa parmi l'ensemble de celles qui serviront pour réviser le zonage.

La cellule "études d'impact'' a besoin d'ici la fin de I'année d'un pré zonage. II faudra lui fournir 2-3 scénarios basés sur un découpage départemental. La prochaine réunion de cette cellule aura lieu le 22 octobre. Le présent CR lui sera communiqué.

GEO-TER présente la carte des accélérations calculées à partir des séismes historiques (M 2 4) présentée en page 39 de la synthèse (rapport final) en utilisant deux lois d'atténuation.

Le BRGM présente 3 cartes:

- zonage de 1998 pour les inslallations classées (non réglementaire), à l'origine en intensité, e l retranscrit en accélération via la loi de Murphy et O'brien.;

- zonage délerministe de 1998 mai avec la loi d'atténuation en accélération de I'IRSN;

- carte des accélérations maximales correspondant aux séismes historiques (catalogue GEO- TER 2002), estimées avec la loi de I'IRSN.

- 106-


Les cartes déterministes ont leur importance car elles devront accompagner la carte réglementaire pour montrer comment celle-ci s'appuie sur les connaissances actuelles en matière de sismicité historique et instrumentale.

Relevé de décisions Le BRGM proposera aux membres de la cellule d'ici le 31 octobre un tableau par département avec la valeur du PGA (carte à 475 ans, avec un facteur multiplicatif de 0.83) moyenné sur tout le département, plus les bornes min et max. Le facleur 0.83 (411.2) a son origine dans le fait que les lois d'atlénuation utilisées dans l'étude GEOTER ont été établies à partir d'enregistrements dont on ne connaît pas bien les conditions de site: il est donc admis que, pour retrouver l'accélération au rocher (site SO PS92, ou A ECû), on doit diviser les accélérations obtenues par GEOTER par un facteur 1.2 (correspondant à une moyenne des coefficients S recommandés pour les sites A et B et les spectres de type 2)

Les experts de la cellule partiront alors de cette liste pour proposer chacun les deux ou Irois scénarios proposés par la cellule "études d'impact'': chacun devra faire ses propositions au cours de la première quinzaine de novembre et les envoyer à H. Fabriol et PY Bard, qui en feront la synthèse. Le tableau sera alors disculé e l révisé à la prochaine réunion (28/11/02). II sera ensuite communiqué à la cellule "éludes d'impacl".

Comme document d'appoint, le BRGM préparera également pour la prochaine réunion : - carte d'accélération à partir des séismes "majeurs", historiques et instrumentaux. Le catalogue

utilisé et les lois d'atténuation feront l'objet d'une concertation par mèl entre GEO-TER, BRGM et IRSN (prévoir plusieurs scénarios avec différentes profondeurs et lois d'atténuation). L'IRSN affichera sa position sur chacun des séismes choisis.

- carte du rapport PGA à 475 ans/PGA à 1975 ans, pour évaluer le rapport à appliquer (el comparer avec la valeur 2/3 employée au EUA) à la carte à 1975 ans.

- cartes du rapport ["fractile" 75% / "fractile" 25%] pour le PGA et les périodes de retour 475 ans et 1975 ans (pour avoir une idée de I'incertiiude)

- carte du rapport Accélération à 0.2, 0.5 et 1 sec sur le PGA pour chaque nœud de la maille de calcul (période de retour 475 et 1975 ans)

- GEO-TER fournira de son côté la carte d'accélération obtenue par lissage à la période de retour de 1975 ans (car elle donne une image proche de la carte déterministe)

Cadre de travail: - Nombre des zones : 5 serait le nombre maximum à ne pas dépasser

- Spectres de type 1 ou 2 : s'il est possible maintenant dans les EC8 de ne pas se plier à cette règle, il vaut mieux utiliser les cartes probabilistes en ordonnées spectrales pour définir les formes adéquates de spectres.

- Guadeloupe et Martinique : la discussion reste ouverte si on les sépare ou pas. Vu que ce sont deux régions différentes, il n'y aurait pas de difficultbs administratives majeures.

Prochaine réunion le 28/11 9h30 au MEDD, 20 avenue de Ségur

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Propositions pour un nouveau zonage sismique de la France.

Sous-groupe GEPP "Révision du zonage sismique''

"Cellule catie d'aléa''

Réunion du 28 novembre 2002

Relevé de décisions

Participants : GEPP : P. Foin METLTM : 0. Sénécat MEDD : P. Douard, H. Fabriol AFPS : J. Betbeder-Matibet, J.F. Sidaner BCSF : M. Cara BRGM : B. Lebrun, P. Mouroux IRSN : C. Berge-Thierry, M. Cushing LGlTlLCPC : P.Y. Bard Excusé : C. Marîin (GEOTER)

Ordre du jour 1. Récapitulatif du travail réalisé depuis le 19 septembre 2. Proposition GEPP-METLTM-MEDD pour les zones à faible sismicité 3. Proposition d'Ag et de spectres pour la cellule a étude d'impact )) 4. Discussion sur les cartes du BRGM et le zonage

1- Récapitulatif des travaux réalisés depuis le 19/09/02

- GEOTER : cartes du PGA à 1975 ans M=4 homogène et du rapport PGA à 1975ans / PGA à 475 ans, carte de pga à 1975 ans avec la méthode de lissage.

- J. Betbeder-Matibet: tableaux de Amoy, Amax el Amin, plus les pourcentages des surfaces correspondantes par département et suivant deux types de classes : 1, 1.5, 2, 2.5 m/s2 et 0.8, 1.2. 1.6 et 2 m/s2 ; JF. Sidaner : tableaux en pourcentage par départements, pour les mêmes classes BRGM : rapport remis le 26/11 avec les cartes indiquées dans le relevé de décisions du 19/09 et tableaux reprenant les calculs de J.Betbeder-Matibet ; JF. Sidaner : propositions pour les spectres (mèi du 19/11) ; IRSN : commentaire sur les différents documents (mèl du 22/11).

- - - -

2 -Proposition pour les zones de faible sismicité (GEPP-MELTM-MEDD)

Partant du constat qu'il sera difficile d'imposer I'EC8 dans les zones de faible sismicité (accélération comprise env. entre 0,7 et 1 m/s2) et des enseignements tirés du séisme d'Hennebont (Bretagne) du 30 septembre dernier, l'administration propose d'imposer dans ces zones le respect de DTU ou d'avis techniques spécifiques portanl sur les cheminées, les façades, les faux plafonds, les cloisons etc. Un contact sera pris avec le CSTB pour évaluer la faisabilité de cette démarche.

Plusieurs remarques sont faites : Cetie démarche présente l'inconvénient de reporter certains choix sur d'autres instances, et qu'il faut donc alors bien clarifier les rôles entre la Commission de Normalisation et la Puissance Publique. quelle que soit la solution retenue in fine, il semble cependant nécessaire de considérer, dans les scénarios à proposer à la cellule "impact économique", la possibilité d'une zone la étendue

1 O9

II serait intéressant de comparer la démarche française actuelle avec ce qui se fait dans les pays limitrophes. Cela pose également le problème de la cohérence du futur zonage avec les zonages de la Belgique, de l'Allemagne, de la Suisse, de l'Italie et de l'Espagne. II est proposé d'organiser une réunion à Paris avec des représentants de l'administration de ces différents pays. Chacun devra présenter ce qu'il prévoil dans le cadre de l'application de I'EC8 pour : - lezonage, - les spectres, - le traitement des zones de faible sismicité.

Le MEDD et le METLTM sont chargés des contacts et de l'organisation dune telle réunion.

Date proposée le 14 mars 2003

3- Proposition d'Ag et de spectres pour la cellule u étude d'impact B

Cette cellule va évaluer le surcoût pour un petil nombre de baliments typiques (a priori 3). L'optimum est de trouver les valeurs d'accélération les plus représentalives à la rois des différentes zones et des différents types de sol (compte tenu des coefficients S de I'EC8) JF Sidaner propose donc 5 valeurs d'accélération (0.7, 1, 1.4, 2 el 2.8 m/s2) qui permettenl de caractériser à la fois différents types de sols et différentes valeurs spectrales au sens des EC8 (en utilisant les coefficients multiplicatifs entre sols et les spectres de lypesS2). Cf. en annexe les transparents de sa présenlation.

P.Y. Bard pose le problème de la forme des spectres de type S2 pour les longues périodes, en parliculier pour les sols de type C et D. Les spectres S2 sont en effel considérés comme trop étroits, ce qui pourrait pousser les constructeurs à conslruire plus haut et plus souple. La cellule aléa suggère donc très fortement à la cellule d'impact de s'inléresser aussi à des bâtiments plus souples (fréquence inférieure à 2 Hz). A ce sujet, la cellule aléa estime également qu'il serait souhaitable que le groupe DAN s'adjoigne les compétences d'un spécialiste "spectres".

Deux autres queslions sont posées à la cellule d'impact et au maître d'ouvrage : quid des Antilles (qui effectivement ne sont pas prévues dans l'étude d'impacl) et de l'incidence économique de l'utilisation des DTU et avis lechniques dans les zones à faible sismicité (peut être réglé par un calcul simple de surcoût par déparlement).

4- Discussion sur les cartes du BRGM et le zonage

Au vu des cartes présentées par le BRGM et incluses dans le rapport (sous forme provisoire) remis en réunion, il lui est demandé : - d'inclure les Antilles ; -

-

-

Le BRGM fournira ces cartes et chaque membre de la cellule proposera plusieurs scénarios de zonage : - - - Pour assurer une bonne traçabilité. il est demandé à chaque proposant d'expliciter clairement ses critères de choix.

pour la comparaison des percentiles 25 et 75 de représenter la différence des deux sur la médiane ou le rapport percentile 75lpercentile 25, divisé par la médiane ; des cartes de valeurs de PGA à 475 ans suivant les classes 0.7, 1, 1.4 et 2 m/s2 (facteur muNipicalif 1.4) et 0.85, 1.2. 1.7 et 2.4 m/s2 (décalage de 50%) ; les cartes déterministes à 1s.

avec différents seuils de pga En prenant en compte les cartes déterminisles ; En incluant (ou pas) les zones de faible sismicité ;

- 109-

I l 0

Le problème du spectre des sols C et D sera examiné également à la prochaine réunion. II conviendra également de rédiger un argumentaire précisant les raisons du choix du facteur 1.2 décidé (rapidement) lors de la première réunion du 19/09 pour tenir compte du fait que les lois d’atténuation à la base du zonage ne correspondent pas à des sites de catégorie “ A dans I’ECB.

Prochaine réunion de la cellule d’aléa : 4 ou 5 février 2003, 9h30 au MEDD

- 110-

111

Sous-groupe GEPP "Révision du zonage sismique"

"Cellule carte d'aléa''

Réunion du 4 février 2003

Participants : GEPP : P. Foin METLTM : B. Sénécat MEDD : H. Fabriol AFPS : J. Betbeder-Matibet, J.F. Sidaner, A. Pecker BRGM : B. Lebrun, P. Mouroux IRSN : C. Berge-Thierry, M. Cushing LCPC : P.Y. Bard, Ph. Lussou

Ordre du jour 1. Discussion sur les scénarios de zonage 2. Discussion sur les spectres 3. Point sur la réunion du 14 mars avec les administrations des pays frontaliers 4. Calendrier 2003

1.

Le BRGM présente les différentes cartes contenues dans le nouveau document qui a été lourni à l'avance aux membres de la cellule.

Le cas des Antilles semble simple à régler. il reste à décider si on établit une différence entre la Guadeloupe (2-2,5 m/s2), d'un côté, et la Martinique et les îles du nord (1,8-2 mls'), de l'autre, et si on maintient le coefficient 1,2 (dont C. Martin remet en cause la pertinence aux Antilles, où l'on a "moins de marge" par suite d'une estimation de magnitude moins biaisée que celle du LDG en métropole). Si la baisse paraît importante par rapport à la réglementation actuelle, il ne faut pas oublier que la valeur (( plateau n des spectres EC8 ramènera à des valeurs équivalentes aux valeurs actuelles.

Discussion sur les scénarios de zonage

Pour la mélropole, le contour des zones dépend fortement du choix des isovaleurs. Le dosage de la part (( déterministe )) reste à discuter. J. Betbeder Matibet rappelle que I'EC8 demande une évaluation probabiliste de l'aléa, approche largement acceptée dans le monde, et qu'il est préférable d'être prudent face à la tentation de revernir à une carte trop déterministe. La carte des accélérations causées par les séismes historiques est d'ailleurs discutable car les profondeurs sont 2 7 km. Le travail pour la prochaine réunion consistera à laire des choix à partir d'une carie dlsocontours. Environ huit séismes historiques' n'apparaissent pas assez pris en compte, il s'agira donc de modifier les contours et en particulier de ne pas (( dévaluer )) des zones où la conscience et la culture du risque exislent (Lambesc, faille de la Moyenne Durance).

Le BRGM proposera dici la fin février 3 caries sur format A3 pour que chacun puisse proposer Un zonage a à la main )) : - la carte d'aléa probabiliste de GEO-TER (divisée par 1,2) en courbes disocontours de 10 en 10

cmls'. - la même avec les épicentres des 8-10 séismes les plus imporiants - la même avec le zonage réglementaire actuel.

Manche-Nord-Pas de Calais, Remiremont, Noirmoulier / Bouin, Ile d'Oléron, Durance-Lambesc. Ubaye, Pyrénbes 6

orientales (1428), Auvergne.

- 111 -

112

PY Bard recueillera si possible l'avis de tous les experts avant le 20 mars, prochaine réunion du GEPP, de façon à proposer deux ou Irois scénarios à partir des cartes d'isocontours avec et sans prise en compte des séismes historiques. I I sera demandé au GEPP de trancher sur le choix dune zone Ob (ou la) el avec quelles exigences constructives (en fait le problème des zones de faible à très faible sismicité des ECB).

2 - Discussion sur les spectres de réponse

Ceux proposés par I'ECû sont discutables techniquement et sont en désaccord avec les évaluations faites par Ph. Lussou sur les données japonaises du KNet. L'IRSN propose de faire une étude rapide à partir d'enregislrements japonais en prenant comme référence les types de sols de I'ECB (lois d'atténuation + formes spectrales normalisées, en ne prenant que les enregistrements ayant un pga 2 0.059). Ce pourrait être l'occasion de justifier quantitativement le coefficient 1,2. Le groupe MSI de I'AFPS sera également consulté.

Différentes options possibles : - - -

spectre au rocher S2 et spectres S I pour les autres sols (proposition de J Betbeder M.); créer de nouveaux spectres ; ajuster les spectres S2 à partir des données Knet.

Pour A. Pecker, il n'y a pas de problème pour définir des spectres propres à la France puisque c'es1 prévu dans les annexes nationales. II faudrait prendre en compte les travaux récents de E. Faccioli et Julian Bommer [d leur papier dans le dernier numéro du Journal of Seismology 6-547-555, Derivation of design soil-coefficients (S) and response spectral shapes for Eurocode 8 using the European Strong- Motion Database].

3- Point sur la réunion du 14 mars avec les administrations des pays frontaliers Tous les pays (Belgique, Allemagne, Suisse, Italie et Espagne) ont répondu à l'invitation du MEDD. PY Bard et I'IRSN feront une liste de questions précises sous forme de tableau pour que la comparaison entre les zonages puisse se faire à partir d'éléments concrets.

Compte tenu de l'objectif de cette réunion, il apparaît préférable de présenter ces questions à partir de considérations aval, plutôt que de considérations seulement techniques et scientifiques.

Prochaine réunion de la cel lule d'aléa : 28 mai 2003.9h30 Tour Pascal B.

- 1 1 2 -

113

Comparaison des démarches nationales en matière de zonage sismique et de mise en œuvre du code parasismique EC8

Paris, 14 mars 2003

Présentation des travaux en cours

Les présentations de chaque pays seront rassemblées dans un CD-rom qui sera distribué aux participants.

Comparaison des caries d’aléa

Belgique : Les valeurs et les contours s’ajustent très bien pour la zone située au SE de Lille (sans division par 1,2), par contre pour l’extrême nord de la France, la différence est plus nette : 70 c d s 2 côté belge pour 80-90 c d s 2 côté français.

Allemagne : Pour ce qui est de l’aléa, nous n’avons que la carte GSHAP comme élément de comparaison, ce qui, semble-t-il n’est pas suffisant à l’échelle régionale. Nos collègues allemands nous ont communiqué leurs niveaux du zonage. La valeur maximale est 0,08 g, ce qui est inférieur aux valeurs pour l’Alsace de la carte d’aléa de GEO-TER (plus de 0,125 9).

Suisse : La carte d’aléa est en cours d’élaboration et n’est donc pas du domaine public. Cependant les valeurs discrètes sont comparables pour la Haute Savoie et le sud de l’Alsace. Pour le Jura, les valeurs suisses sont inférieures à 100 d s 2 , alors que côté français elles sont supérieures à 150 cm/sz. Cette différence s’explique par l’absence de séisme dans cette zone et donc par des difficultés pour contraindre la droite de Gütenberg-Richter,

Italie : Une carte d’aléa a été publiée en 2000, faisant la synthèse de deux études probabilistes menées en parallèle en 1998. Elle devrait être iraduite officiellement en 2003 en terme de zonage. Les valeurs sont d’accélération sont comparables de Nice au sud de Briançon, par contre de Briançon à Chamonix les valeurs sont très inférieures côté italien (Val d’Aoste).

Espagne : Les valeurs d’aléa de la carte réglementaire sont beaucoup plus faibles côté espagnol que côté français (moins de 0,06 g dans les Pyrénées occidentales contre plus de 0,2 g !). La différence doit provenir de la loi d’atténuation en intensité utilisée en Espagne. Un travail d’homogénéisation mené par GEO-TER et 1’1CC de Barcelone (voir CD-rom) montre que les niveaux devraient être moins élevés côté français (en utilisant des paramètre moins conservateurs que ceux de l’étude 2002) et plus élevés côté espagnol.

Une bonne partie de ces disparités vient sans doute, d’une part, des évaluations de magnitude pour la sismicité instrumentale des 40 dernières années (Pyrénées, Jura, Alpes du nord), el, d‘aulre par(, de la forme des lois d’atténuation ulilisées en France, qui font particulièrement ressortir les séismes peu profonds, même modérés (Jura).

Comparaison des zonages (Tableau préparé par PY Bard)

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. Les Espagnols el les Allemands ont pris des formes spécifiques. Les spectres espagnols ont la même accélération de plateau, quel que soit le type de sol.

Classification des sols

Chaque pays a, semble-t-il, une approche différente de celle de I'ECB. Les italiens, par exemple, ont regroupé les sols B. C et E, au vu des similitudes entre les spectres de réponse. Plusieurs participants suggèrent d'arriver à une position commune sur les sols.

Autres questions

Des études sur l'impact économique du passage a I'ECB onl-elles été réalisées ?

A priori non. En Suisse, un étude comparative entre la norme actuelle, le Swiss Code et l'approche du dimensionnement en capacité (capacity design) montre que la grande différence dans les coûts provient de I'eslimation de la fréquence propre du bâtiment. Les formules passe-partout qui date de l'époque où on se plaçait dans le domaine élastique peuvent amener à des coûts très supérieurs à ce qu'obtiendrait un BET spécialisé avec une étude de comportemenl.

Est-ce que ce genre de comparaison a sa place dans le cadre des programmes européens dévaluation de l'aléa ?

La carie dévaluation probabiliste de l'aléa à l'échelle de l'Europe et de la Méditerranée (2002) réalisée dans le cadre du programme européen SESAME (voir présentation de D. Faeh) n'a pas la précision suffisante pour permetire des comparaisons fines à l'échelle régionale. Qui plus est, l'administration des projets européens est lourde. II serait préférable de travailler à niveau bilatéral ou trilatéral en se concentrant sur une zone frontalière : par exemple les Alpes du nord avec la Suisse et l'Italie. Le programme NERIES (dans le cadre du 6èmS PCRD) pourrait être un bon support pour les échange de données et la consolidation des catalogues de Sismicité.

Conclusion

Les fichiers des différenles présentations et de toutes les données fournies à l'occasion de celte journée seront rassemblées sur un Cd-rom ou un site flp. Les réponses au questionnaire et le tableau qui les synthétise y figureront également.

Une carte synthétique des différentes cartes d'aléa sera établie (voir CD-romlsite ftp).

Les évolutions des cartes de zonage (en particulier pour la France) et des choix en matière de spectres et de sols seront suivies et pourraient faire éventuellement l'objet d'une réunion de travail similaire en 2004. Cette réunion pourrait, sous réserve de confirmation, se tenir en Belgique.

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PARTICIPANTS

Belgique M. Gilles Labeeuw Service Public Fédéral Mobilité et Transport (ex-MCI) Direction Mobilité Résidence Palace, Rue de la Loi 155 - B 1040 Bruxelles [email protected]

Prof.A.Plumier Université de Liège Inslitut Mécanique-Génie Civil BAT B52/3 - 8-4000 LIEGE 1

Thierry Camelbeeck Observatoire Royal de Belgique Av. Circulaire, 3 B-1180 BRUXELLES [email protected]

Suisse Dr. Olivier Lateltin Office fédéral des eaux et de la géologie (OFEG) Chef de la section des risques géologiques Landtestrasse 20 2501 Biel Suisse [email protected]

Dr Martin Koller Résonance Ingénieurs Conseils, Genève martin. [email protected]

Dr Donat Faeh Service sismologique suisse, ETH Honggerberg. Zürich [email protected] .elhz.ch

Italie Dr. Fabio Sabetta, Servizio sismico nazionale Via Curtatone, 3 - O01 85 Rome - Italie fabio.sabeita@serviziosismico. it

Espagne Arancha lzquierdo Alvarez Subdireccion de Geodesia y Geofisica, Institut0 Geografico Nacional Ministerio de Fomento c/ General Ibafiez de Ibero, 3 E-28003 Madrid [email protected]

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Propositions pour un nouveau zonage sismique de la France.

Ministère de l’écologie et du développement durable : DPPWSDPRM : Philippe Vesseron, Pascal Douard et Hubert Fabriol

O Ministère de l’équipement, des transports, du logement, du tourisme et de la mer

DGUHC/QC : Bruno Sénécat CGPClGEPP : Patrice Foin

Cellule aléa du GEPP (Groupe d’étude et de propositions pour la prévention du risque sismique

AFPS : J. Betbeder Matibet, W. Jalil BCSF : Michel Cara BRGM : 8. Lebrun, Pierre Mouroux, P. Dominique CNPWAFPS : Philippe Bisch GEO-TER : Christophe Martin COGEMA : Jean-François Sidaner IRSN :Mmes Catherine Berge-Thierry et O. Scotii, Marc Cushing LCPC-LGIT : Pierre-Yves Bard

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Révision du zonage sismique de la France

Cellule aléa

Réunion du 28 mai 2003

Participants : P. Foin (CGPC) P. Douard, H. Fabriol (MEDD) M. Cara (BCSF) P.Y Bard (LCPC) P. Mouroux, B. Le Brun (BRGM) JF. Sidaner (COGEMA) C. Berge-Thierry (IRSN) J. Betbeder-Matibet (AFPS)

Ordre du jour : 1- Compte-rendu de la réunion GEPP du 20 mars 2003 2- Examen des différentes propositions de scénarios 3- Avancement de la réflexion sur les spectres.

1- Réunion du GEPP du 20 mars 2003

Cetle réunion avait pour but de faire le point sur les travaux des deux cellules (aléa et étude d'impacl) et de discuter des zones à faible sismicité.

PY Bard a présenté les résultals de la comparaison des zonages avec les pays limitrophes et les scénarios proposés par J. Betbeder-Matibet et JF. Sidaner (voir point 2). Une des principales conséquences est l'abandon de la division de la carte d'aléa GEOTER à 475 ans par un facteur 1,2: d'une part les cartes de GEO-TER correspondant assez bien aux cartes d'aléa des pays limitrophes, à quelques exceptions près, et d'autre part certains participants étrangers de la réunion du 14/03 avaient émis des réserves sur le bien-fondé de ce coefficient 1.2. II est cependant acquis que les valeurs d'accélération a, à appliquer dans chacune des futures zones n'ont pas à être égales aux valeurs de pga (475 ans) obtenues à l'issue de l'élude GEOTER: il conviendra simplement d'expliciter clairement la façon dont on est passé de pga (ou des Sa) à a,.

La cellule (( étude d'impact )) est en attente d'une décision concernant le marché sur les études de cas. Le gel budgétaire empêchant pour le moment toute action.

Principales conclusions : - -

Saisine de la CNPS par le GEPP sur les PS-MI en attente; idem pour les CP-MI II faudra faire des CP MI Antilles une norme cohérente avec les EC8 avant de pouvoir en faire un texte de référence dans les annexes nationales des EC8

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Pas de décision sur la transition entre l'ancien el le nouveau zonage concernant les PS 92 Le GEPP attend de la cellule différentes propositions de zonage (limites de zones ei valeurs d'accélération).

P. Foin insiste sur la nécessité de la présence de l'administration centrale aux réunions du groupe de rédaction des annexes nationales.

2- Examens des différentes propositions de scénario

De l'avis de tous : - - - -

B. Le Brun présente en séance les propositions déjà évoquées, plus celles du BRGM (cartes d'isovaleurs de 80 cm/s2 à 170 cm/sZ par pas de 10 cm/sz). Il apparaît que la courbe d'isovaleur 80 cm/s2 correspond à peu près (à l'exception de la zone bordelaise) aux zones où des inlensités supérieures ou égales à VI1 ont été ressenties historiquement, tandis que la courbe d'isovaleur 110 cm/s2 englobe toutes les zones où des intensités supérieures ou égales à Vlll ont été ressenties historiquemeni. La courbe 160 cm/sz est aussi une limite importante qui marque le début du risque important (intensités historiques supérieures ou égales à Viii) et permet d'exclure le Jura des zones métropolitaines les plus sismiques et donc d'être en cohérence avec les Suisses. Reste cependant le problème de la Provence / Durance qui apparaît "déclassé" par rapporl au zonage actuel.

Le scénario retenu momentanément pour la métropole est le découpage en classes disovaleurs : 80, 110 et 160, avec comme zones proposées : 0-80 : zone la 80-1 10 : zone Ib (dispositions constructives minimales et application sensu stricto des EC8 pour les bâtiments de classe d'importance I et I I . càd C el D dans la classification PS92) 110-160 : zone Ila 160 et plus : zone Ilb

les zones où il y a eu des grands séismes historiques doivent être inclues dans le zonage (cas du Centre Ouest et de la Bretagne) les grandes villes doivent être entièrement inclues (ou entièrement exclues suivant le coût induit) il sera fondamental d'argumenter les choix (en particulier à partir des événements historiques) il faudra aussi proposer des valeurs d'accélération

Note importante : une réunion de travail ultérieure (26/06) a révélé que ces seuils correspondaient aux cartes GEOTER obtenues avec un Mmi, variable. Comme il a été jugé préférable de travailler sur les cartes avec Mmi, constant (égal à 4), les mêmes cartes ont été refaites, et les seuils correspondant aux intensités VI1 et Vlll sont 70 cm/s*, 105 cm/sz et 160 cm/sz (correspondant à un rapport d'environ 1.5 d'une zone à I'aulre)

II est proposé d'appeler zone la la zone de sismicité négligeable mais non nulle (la zone O actuelle) pour éviter de se trouver confronter à des situations similaires à celles de la Bretagne ou les Vosges qui oni connu des intensités proches de l'ordre de 6-6.5 alors qu'elles sont actuellement en zone O. Cela aurait aussi I'iniérêt de rappeler l'existence du risque pour les bâtiments à risque spécial relevant de l'arrêté du 13 mai 1993.

Pour les Antilles, plusieurs choix restent possibles : une seule zone, différencier les deux iles, introduire des divisions à l'intérieur même des îles entre partie Est et partie Ouest, etc.

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Le BRGM diffusera les cartes correspondantes pour la prochaine réunion. Pour la métropole, l'exercice consistera à définir les modifications nécessaires pour prendre en compte les séismes à longue période de retour ou sans structure tectonique clairemeni associée (Lambesc et Bordeaux), ainsi qu'à ajuster les limites de zone aux contours adminislratifs (communes ou communautés d'agglomération) dans les zones urbaines..

3- Spectres de réponse (étude IRSN)

Le tri des données du Knet fait ressortir qu'il n'y a pas suffisamment de données pour les sols de type A et E. II apparaît que les accélérogrammes apparaissent de plus en plus riches en hautes fréquences, ce qui peut en fait n'être que le résultat de l'augmentation des fréquences d'échantillonnage. Les résultats provisoires indiqueraient que les spectres 52 seraient suffisants en métropole pour les sols A et B. et les spectres SI plus adéquats aux sols C et D. Pour les Anlilles le choix porterait sur les spectres de type SI. L'IRSN va poursuivre ses études et devrait obtenir de nouveaux résultats pour l'automne. JF Sidaner propose de faire des normalisations non pas par rapport au pga, mais par rapport à la valeur de l'ordonnée spectrale à 2 Hz.

La prochaine réunion est fixée au 10/09

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Cellule Aléa

Réunion du 10 septembre 2003

Participants : P.Y. Bard (LCPC) J. Betbeder-Matibet (AFPS) C. Berge-Thierry, M. Cushing (IRSN) P. Mouroux, B. Le Brun, H. Fabriol (BRGM) P. Sabourault (MEDD) B. Sénécat (DGUHC) JF. Sidaner (COGEMA)

Ordre du jour : 1- Approbation du compte-rendu de la réunion du 28 mai 2003 2 - Examen de la proposition retenue par le groupe réuni le 26 juin à Marseille (P.Y. Bard, B. Lebrun, P. Mouroux et C. Martin), 3- Choix de contours et d'accélérations à proposer à la réunion du GEPP du l e r oclobre, 4- Présentalion par I'IRSN de l'étude sur les spectres.

Approbation du compte-rendu de la réunion du 28 mai 2003

Le compte rendu de la réunion de la cellule Aléa du 28 mai a été approuvé le1 qu'il a été remis aux participants.

Examen de la proposition retenue par le groupe réuni le 26 juin a Marseille (PYB, BLB, P. Mouroux et C. Martin),

De l'avis de tous, le texte intitulé (( Propositions pour un nouveau zonage sismique de la France )) (auteurs : P.Y. Bard, B. Lebrun) doit demeurer pour l'instant un document de travail de par son manque actuel d'explication. La future structure du document sera à préciser par le GEPP. D'un point de vue de vocabulaire, il a été décidé que le mot "biais" (en référence à l'étude GeoTer) dans le document sera remplacé par un autre terme moins péjoratif. Les références bibliographiques IRSN au sujet de l'aléa dans la zone Nord-Bretagne / Cotentin / Basse-Normandie au début du documenl (53.2.1) seront relirées car inconnues par les auteurs supposés (IRSN), de même d'ailleurs que le-dit paragraphe Le paragraphe indiquant que les déparlements de la Guyane et de la Réunion n'ont pas été traités est à reprendre car la cellule Aléa propose que la Guyane et la Réunion soient respectivement classées en zone Z l a et Z l b (ce dernier point mérile cependant un examen attentif qui n'a pas encore eu lieu).

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De plus, il sera précisé que les Territoires d'Outre Mer n'ont pas été traités car ces Territoires ne font pas partie de la mission du GEPP. P.Y. Bard souligne la difficulté de trouver une future dénomination adéquate des zones sismiques afin qu'il n'y ait pas de confusion entre l'ancien et le nouveau zonage. Après discussion, il est décidé d'adopter, dans le cadre des documents de travail de la cellule aléa, la dénomination Zla, Zlb, ZZa, ZZb, et Z3(a, b) (qui permet de bien marquer les différences, en rance métropolitaine, enlre les zones 1 (sismicité faible) et 2 (sismicité notable rendant obligatoire l'application de la réglementation quel que soit la classe d'imporlance du bâtiment). Néanmoins, le choix de la dénominalion finale incombe au GEPP.

Analyse des régions administratives françaises

Questions d'ordre général : Les cartes doivent-elles être homogénéisées à l'échelle de la région ? du département ? Lorsqu'une limite entre deux zones sismiques se trouve sur une commune, comment doit être classée la commune ? J.F. Sidaner propose:

- en zone de transition "lenle" (c'est-à-dire entre Z l a et Zlb), la commune est à inclure dans la zone supérieure (Z1 b) si et seulement si 80% de la surface sont situés dans la zone supérieure, en zone de transition "rapide" (c'est-à-dire tous les autres cas Z1 b/Z2a. Z2a/Z2b), la commune est à inclure dans la zone supérieure si et seulement si 20% de la surface sont situés dans la zone supérieure.

II a été convenu que la cellule Aléa ne scindera pas une commune en plusieurs zones car la résolution (10km) de la carte ne peut le justifier scientifiquement. La cellule Aléa continuera à travailler suivant les contours de communes mais ne distinguera pas les conlours des communautés de communes d'agglomération (ces entités évoluant trop rapidement). Toutes les variantes possibles prenant en compte ces limites de communautés de communes sont donc de facto éliminées. B. Sénécat saisira cependant la sous-direction de la planification stratégique de la DGUHC, pour savoir si ces informations sont disponibles pour alimenter le SIG.

Examen des différentes variantes: Toutes les variantes indiquées dans le document de travail (sous la forme "retouches possibles') ont été examinées une par une: lorsqu'un consensus se dégage sur une des options, seule cette dernière doit être conservée dans le document "final" de la cellule; dans le cas contraire (pas de consensus), le documenf doit conserver les différentes options et les soumettre au GEPP pour décision finale.

Antilles (Figure 2) Plusieurs possibilités existenl : une ou deux zones distingueraient Martinique et Guadeloupe, avec diverses possibilités pour la valeur des ag à considérer. Les trois options relatives aux Antilles seroni faîtes au GEPP par la cellule Aléa. J. Betbeder-Matibet attire l'attention de la cellule Aléa que la durée du séisme, en contexte de zones de subduction, est un facteur important (aggravant) dont il serait souhaitable de tenir compte, il reste à définir de quelle manière (ag, type de spectre,...).

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Alsace (Figure 3) Retouches acceptées :

- un souci de simplification administrative conduit à surclasser les quelques communes Z1 a de l'Ouest du Bas-Rhin en Z1 b ;

- quelques communes figurant en zone II du zonage 1991 se retrouvent situées en zone Z2a du nouveau zonage: par cohérence avec ce qui proposé dans les autres zones II (Provence, Côte D'Azur, Catalogne), il avail été proposé de les

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surclasser en zone a b ; le choix de la cellule a finalement été de ne pas opérer ce surclassement.

Aauitaine (Figure 4) Retouche acceptée : Pour l'agglomération bordelaise (séisme de 1759), la cellule Aléa propose d'étendre la zone Z1 b vers le sud en utilisant au mieux les courbes d'isovaleurs par pas de 0.01 m/s2 afin d'y inclure Bordeaux.

Auverane (Figure 5) Retouche à soumettre au GEPP: Certaines communes en zone la du zonage 1991 se retrouveraient en zone Z1 b du nouveau zonage, avec donc un "déclassement" puisque les règles ne seraient plus obligatoires que pour les ouvrages de classe D voire C. II peut donc être opportun de mettre automatiquement toutes les communes la de l'ancien zonage en Z2a du nouveau ? Mais cela présente l'inconvénient de n'apporter des modifications qu'à la hausse. Quant à la bande NS indiquée en zone Z2a autour de Saint-Etienne, il semble que cela soit un arlefact de l'approche probabiliste et ne doive pas être pris en compte: la cellule Aléa propose que tout reste en Z1 b.

Basse-Normandie (Figure 6) Retouche à soumettre au GEPP : pour l'agglomération caennaise, la comparaison avec le zonage 1991 amène à proposer d'étendre la zone Z l b vers l'est-nord-est de façon à suivre les limites de la zone la actuelle.

Bouraoane (Figure 7) Retouches à soumettre au GEPP : compte tenu des incertitudes sur les limites de zone, il est possible, dans un souci de simplification, de faire passer la limite Zlb/Z2a de l'extrême SE de la région le long de la limite départementale Saône / Doubs. Une autre variante est enfin possible dans la même lignée : classer tout le département de la Nièvre en zone Zla.

Bretaane (Figure 13) La région Bretagne sera classée dans sa totalité en zone 21 b.

- Centre (Figure 9) A soumettre au GEPP : - à l'est, étendre la limite de zone ZlblZla jusqu'à la limite est du département Loir-el-

Cher/Nièvre ;

au sud-ouest, repousser la limite zone ZIb/Z2a à limite de la région, de telle sorte qu'aucune commune de la région ne soit en zone Z2a.

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ChamPanne-Ardennes (Figure 1 O) Pour la partie nord, il faudra vérifier le raccordement avec le zonage belge. La proposition de repousser à I'Est la limite Z la lZ lb vers l'Est est rejetée car cela demanderait des justifications techniques trop délicates et devrait aussi concerner d'autres régions (Franche- Comté, Rhône-Alpes). Pour les cartes finales, l'attention est attirée sur le fait que la commune de Chalon sur Marne a changé de dénomination, elle se nomme maintenant Chalon en Champagne.

Franche-Comté (Figure I I )

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II y a un problème d'homogénéité avec le zonage suisse mais pour l'instant, les contours français sont conservés tels quels, tant quant à la limite ouest de la zone Z1 b/Z2a (13. plus haut "Champagne-Ardennes"), que concernant la limite Z2alZ2b.

Par souci de simplification administrative, les 2 communes Z l a à l'Ouest passent en Z1 b.

Haute-Normandie. Ile-de-France: aucun changement ne semble justifié.

Limousin : Les retouches mentionnées son1 laissées à l'appréciation du GEPP.

Lorraine (Figure 15) II faut vérifier que les communes déclarées en intensité > VI pour le séisme de Rambervillers du 22 février 2003 sont en zone Z1 b.

Languedoc-Roussillon (Figure 16) II a été évoqué le problème de l'"isthme" entre Montpellier et Béziers. L'examen des courbes de niveau permettra de savoir si l'isthme se rétrécit ou s'élargit. Dun point de vue structural M. Cushing indique qu'il serait justifié d'étendre la zone Z l b enlre les deux précédentes zones et ce jusqu'à la côte sauf pour la Camargue qui resterait en zone Zla. Retouches acceptées :

- Extension de la zone Z2b dans les Pyrénées Orientales: certaines communes en zone II du zonage actuel se retrouvent en zone Z2a de la carte brute: il est proposé de les surclasser en Z2b, suivant la logique : Si (Z(l991) = Il) et {Z(2003) = Z2a) , Z(2003) =Z2b).

Midi-Pvrénées (Figure 17) La proposition sur le départemenl de l'Aveyron (le mellre entièrement en Zla) est rejetée car cela remettrail en cause le zonage sismotectonique.

Nord - Pas-de-Calais (Figure 18) Retouche acceplée : communes en zone Z1 a dans l'extrême nord : par souci de cohérence avec le zonage belge, il serait préférable de les surclasser en zone Zlb. Quelques ajustemenls mineurs son1 aussi à prévoir le long de la fronlière (limiie Z1 b/Z2a).

Pavs de Loire (Figure 19) Retouche acceptée : limites de la zone Z1 b/Z2a à l'Ouest : cette limite NS ne correspond à rien de vraiment physique, et il est proposé un surclassement de toutes ces communes Z1 b de Loire Atlantique et Vendée en Z2a y compris l'île d'Yeu.

Picardie (Figure 20) Les retouches proposées sont rejetées

Poitou-Charentes (Figure 21) Les retouches proposées à l'Ouest doivent être considérées; pour garder la logique de l'approche probabiliste, il est recommandé d'analyser les courbes de niveau pour juslifier une limite Z1 b/Z2a grosso-modo EW allant du Sud d'Angoulême à l'extrémité Nord de la Gironde. II conviendra aussi d'assurer la cohérence avec les décisions concernant l'extension de la zone Z1 b dans la région bordelaise..

Provence - Abes - Côte d'Azur (Figures 22a e l 22b) Durance: les failles devront être tracées, un contour sera alors choisi en assurant la continuité à travers les communes. Toute commune bordant les failles sera classée zone 22 en inséranl en inlermédiaire une commune de transition.

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Nice passe en 22a, Marseille en Zlb, les lles d'Hyères en 21 b ainsi que l'ensemble du Var qui passe en Z l b (au minimum). Par contre, il es1 décidé de rien changer quant aux limites ZlalZ2b dans les Baronnies.

Rhône-Alpes (Figure 23) Retouche acceptée : après examen et discussion de l'origine de la zone Z2a autour de Saint-Etienne, il faudra peut-être envisager de la transformer en zone Z1 b.

- Corse (Figure 24) Toute la Corse est située en zone Zla. Aucune retouche n'est nécessaire.

Choix de contours et d'accélérations à proposer à la réunion du GEPP du l e r octobre

Actions sisrniaues c0rresDondante.s P. Y Bard présente les 3 propositions figurant dans le document examiné pendant la réunion. J.F. Sidaner eslime que l'objectif du zonage est que les installations considérées soient le bâti courant en zone 22 / 23 et les batimenls spéciaux en zone Z l b (sachant que I'EC8 recommande un coefficienl d'importance de 1.4 par les installations de classe D (terminologie PS92) . Il propose donc les seuils suivants :

O Zla-Zlb : 0.7 m/sz O Z lbZ2a : 1.0 m/s2 O ï2a-22b : 1.6 m/s2

Raison géométrique : 1.4 => Antilles : 1.6*1.4=2.24

Après discussion, la proposition P2 du Tableau II semble rencontrer un consensus au sein de la cellule Aléa (0.7, 1.1, et 1.6 mis').

Remarques de vocabulaire: lorsque dans le document il est employé le mot a sollicitation M en terme de spectre, il serait plus approprié d'employer le terme d'a action ».

CornDatibiMé PS92 Proposition de J.F. Sidaner : rapport aN/a, = 1.4 pour toute la métropole. J. Betbeder-Matibet est opposé au fait d'utiliser les PS92 avec les spectres EC8. II attire l'attention sur le danger d'affecler une valeur forfaitaire au facteur de conversion aJag. En effet, il faudra rendre l'utilisation des PS92 plus défavorable que les EC8 sinon peu de personnes appliqueront les EC8 : un rapporl aN/a, = 1.5 pourrait alors être préférable. La cellule d'étude d'impact économique devra être consultée afin de déterminer si elle possède des éléments à ce sujet inconnus de la cellule Aléa.

Spectres de réponse (étude IRSN)

C. Berge-Thierry indique qu'elle présentera les spectres ultérieurement.

La prochaine réunion est fixée au 27 novembre 2003 à 9h30 au CGPC Tour Pascal B salle 26P20122

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Cellule Aléa

Réunion du 27 novembre 2003

Participants : P.Y. Bard (LCPC) J. Betbeder-Matibei (AFPS) C. Berge-Thierry, M.'Cushing (IRSN) P. Foin (CGPC) M. Cara.(BCSF) P. Mouroux, B. Le Brun (BRGM) P. Sabourault (MEDD) B. Sénécat (DGUHC) JF. Sidaner (COGEMA)

Ordre du jour :

1- Approbation des corrections proposées, lors de la réunion du 10/09/2003 de la cellule aléa, au texte "Propositions pour un nouveau zonage sismique de la France", nouvel examen du texte.

2- Choix de contours et d'accélérations pour certaines régions discutées (PACA, Aquitaine, Languedoc Roussillon) lors de la réunion de la cellule aléa du 10/09/2003,

3- Présentation par I'IRSN de l'étude sur les spectres.

Préambule P. Foin, au nom du GEPP et de M. Quatre, rappelle que la cellule aléa devra rapidement faire des propositions au GEPP. Ces propositions seront sous forme de carte, speclres, lexie de présentation juridiquement irréprochable, ainsi qu'une liste des éléments à examiner etlou approuver par le GEPP. La DGUHC indique qu'une élude d'impact économique paramétrique simplifiée sera réalisée par Séchaud et Metz. L'étude commencera en janvier 2004 et durera 3 mois environ.

Approbation des corrections proposées, lors de la réunion du 10/09/2003 de la cellule aléa, au texte "Propositions pour un nouveau zonage sismique de la France", nouvel examen du texte. Le compte-rendu de la réunion de la cellule Aléa du 10 seplembre a été approuvé sous réserve du remplacement du terme (( retouche )) par variante ».

De nouvelles corrections au texte u Propositions pour un nouveau zonage sismique de la France D ont été proposées. II s'agit d'explications complémentaires devant être intégrées au texte (page 1 et 3 : pga. période, et faiblesse budget). A la page 6, le mot considbrable devra être remplacé par important. Un souhait est formulé également pour que figure au début du document deux cartes de sismicité : sismicité historique et sismicité instrumentale (catalogue utilisé pour l'étude GEOTER), ainsi que le zonage actuel.

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La cellule aléa précise qu'à terme il y aura 2 documents : un premier pour le GEPP début 2004 puis un second tenant compte des remarques du GEPP pour présentation officielle au public. Dans le premier document devra figurer à titre de référence une carte de sismicité historique, une carte de la sismicité instrumentale du catalogue utilisée pour l'étude et une carte de l'ancien zonage. Les cartes finales présentées au public devront être très simples, notamment en évitant la superposition de nombreuses couches cartographiques (couleur, figurés). L'actuelle légende de la cade 1 devra être cohérente avec les appellations décrites dans le texte (enlever zone I à IV). Par ailleurs, la cellule aléa informe qu'elle ne dispose pas de carte officielle des communes de France. Les informations utilisées pour le passage du zonage physique au zonage adminsilratif peuvent s'avérer localement inexactes (ainsi par exemple, avec les cartes utilisées par la cellule, le trait de côte peut être en désaccord avec le contour des communes).

La DGUHC devra se procurer et mettre à disposition la carte des communes de France.

1- Choix de contours et d'accélérations pour certaines régions discutées (PACA, Aquitaine, Languedoc Roussillon) lors de la réunion de la cellule aléa du 10/09/2003,

Lorsque la cellule aléa propose des variantes spécifiques pour certaines communes, il sera présenlé au GEPP trois caries : calcul brut donnant le zonage physique, application des critères "standard" pour passage du zonage physique au zonage administratif, propositions de modifications spécifiques avec fond communal. Une liste des communes, changeant de zone sismique dans le nouveau zonage par rapport à l'ancien, devra être dressée.

Alsace Quelques communes passent de zone II (zonage actuel) en zone Z2a (futur zonage). II faut faire un zoom cartographique sur les communes concernées et préciser dans le texte que le classement en zone II dans le zonage actuel était lié au découpage cantonal bien plus qu'à des raisons physiques.

Par ailleurs, la discussion sur les quelques communes du Nord-Ouesl correspondant la zone Z la fait apparaître qu'il peul être recevable, par simplification administralive, de les faire passer en Zlb, mais que cela ne doit pas conduire à des modifications de zonage en Lorraine.

Aauitaine Ca cellule aléa précise qu'il est difficile d'effectuer un raccord de zone entre Bordeaux et le nord car il n'y a pas d'argument scientifique (zonage tectonique notamment) motivant le choix du tracé. Cet élément sera donc à préciser dans le lexte d'explication. Deux cades devront être présentées au GEPP une avec raccordement de Bordeaux (21 b) avec la zone au nord et une autre excluant Bordeaux (Zla) de cette même zone.

Auvergne Une discussion est engagée au sujet du passage en Z2a des communes actuellement classées en zone la et^ se retrouvant en 21 b: il est finalement décidé de ne pas faire de surclassement "manuelles", compte tenu de la logique cantonale de l'ancien découpage.

Pas de remarque.

La cellule aléa ne dispose pas de carte officielle des communes de France. Avec les cartes utilisées par la cellule, le trait de côte peut par exemple être en désaccord avec le contour des communes.

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La DGUHC devra se procurer et mettre à disposition la carte des communes de France.

Bourqonne Pas de remarque.

Bretagne Pas de remarque

Centre Pas de remarque.

ChamDanneArdenne ( IO) II faudra inclure les justifications de l'extension de la zone Z2a par rapport au zonage belge, en indiquant que ce dernier est considéré comme plus fiable que le nôtre car l'origine de de cette zone est sur le territoire belge.

Corse Pas de remarque.

Franche-Comté Pas de remarque

He-de-France Pas de remarque.

Lanquedoc-Roussillon II faudra justifier scientifiquement d'une pari le remplissage de I"'isthme" et d'autre part le maintien de la Camague en zone Zla. en montrant la sensibilité des cartes d'isoaccéléralion à la valeur de amax (contours pour amax = 0.68. 0.69, 0.71, 0.72 m/s2) .

Par ailleurs, dans le sud des Pyrénées il y a changement de zone par rapport au zonage actuel d'où nécessité de présenler trois cartes. II faudra également justifier le fait que l'on ne prend pas en compte le zonage espagnol.

Limousin : Pas de remarque

Lorraine Modifier le raccord avec Alsace afin de ne pas avoir de 21 b en Lorraine à l'est de l'"enclave" alsacienne.

Midi-Pyrénées Tarbes doil-il êlre en zone Z2b ?

Nord - Pas-de-Calais Pas de remarque.

Pavs de Loire Pas de remarque.

Picardie Descente du contour pour homogénéisalion avec le zonage belge (cf. remarque Champagne-Ardennes).

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Poitou-Charentes La cellule aléa Dropose de ne pas effectuer de raccord de zone avec Oléron, et simplement de "surclasser" en Z2a les communes se situant à l'heure actuelle en zone la

Provence -Alpes - Côte d'Azur La décision sur le "surclassement manuel" de Nice (qui, au vu de la carie "physique", passerait en 22a, doit être laissée à l'appréciation du GEPP. II faudra préciser dans le texte la justification, à partir d'une magnitude avec période de retour à 475 ans, d'une bande de 1 Okm autour de la faille de la Durance.

Rhône-Alpes Lyon serait en zone Zlb alors que la zone industrielle au sud serait en zone ZZa initialement en zone O de l'ancien zonage.

Antilles Les cartes devront être sous le même format de couleur que celles de la métropole. Deux propositions seront faites au GEPP (une zone ou deux zones).

Remarques générales II est souhaité de faire des zooms autour de quelques agglomérations situées en limite de zones : Lyon, Nice, Tarbes. Les couleurs des différentes zones devront êtres modifiées en pensant aussi aux soriies noir et blanc; des hachures ont été proposées pour la zone 21 b en raison de son caractère "à part" (règles obligaloires seulement pour le bâti D voire C).

2- Présentation par I'IRSN de I'étude sur les spectres.

C. Berge-Thierry a présenté l'étude de la base de données japonaises Knet. Les données ont été utilisées pour des comparaisons avec les spectres de I'EC8. Malheureusement les données sont peu nombreuses pour les classes de sol A et E. Les séismes utilisés dans la base sont à faible profondeur (c25km) afin de ne pas prendre en compte les séismes de type zone de subduction. Les données disponibles couvrent une large bande fréquentielle allant jusqu'à 100Hz ce qui est peu courant pour les bases de données européennes. Les paramètres suivants on1 été testés :

- Spectre de type 1 ou 2 ; - Tendance coefficient S ; - Facteur d'amplification 2.5 entre accélération période infinie et plateau ; - Tc.

- les spectres de type 2 sont cohérents avec les données de Knet ; - le facteur 2.5, qui est commun à tous les types de sol envisagés dans les EC8, ne

semble pas s'appliquer correctement aux données Knel ; - pour le coefficieni S , c'est le rocher qui amplifie le plus le amax (hautes

fréquences). - Le contenu haule fréquences des données KNET (y compris le amax) est très

supérieur à ce qui est donné par les lois IRSN et Ambraseys utilisées dans l'étude GEOTER: il est donc malaisé de comparer direcîemenl les formes spectrales normalisées.

II semblerait, qu'en ce qui concerne l'étude du facteur 2.5. l'étude a été faite avec la valeur maximale et non avec la valeur au plateau. Les valeurs des coefficients S et Tc sont assez surprenantes par rapport à celles des ECB mais peuvent avoir été "biaisés" par la richesse du contenu haute fréquence: il faudra aussi comparer les niveaux absolus non normalisés par amax..

Il est ressorti de cette étude que :

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Si le lype B est pris comme référence car bien renseigné dans la base japonaise, les résultats ne sont pas très éloignés des EC8. La cellule aléa propose de comparer les lois d'atténuation de amar entre Ambraseys / IRSN el Knel pour estimer un ïacteur de normalisation puis de s'intéresser au facteur S et aux plateaux. Pour ce faire les coefficients de régression seront fournis à la cellule aléa par I'IRSN. Les formes spectrales pourronl être établies à pariir de la base de données japonaise. J.F. Sidaner précise que les déplacements engendrés par des accélérations à 10 à 20 Hz sont peu importants. J. Betbeder-Matibet indique qu'il n'est pas souhaitable de modifier fortement les spectres EC8. J.F. Sidaner propose que la cellule aléa valide le type 2 sol B alors que pour le sol C le plateau soit élargir. P.Y. Bard est prêt à faire cette étude.

La prochaine réunion est fixée au 22 ianvier 2004 à 9h30

au CGPC. tour Pascal B salle 26P20/22

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14


Cellule Aléa

Réunion du 22 janvier 2004

Participants : P.Y. Bard (LCPC) C. Berge-Thierry, M. Cushing (IRSN) P. Foin, C. Dimitrov (CGPC) M. Cara (BCSF) B. Le Brun (BRGM)

P. Sabourault (MEDD) B. Sénécat (DGUHC) JF. Sidaner (COGEMA)

Ordre du jour :

1- Examen et discussion des cartes

2- Présenlation et discussion des résultats de calcul des spectres

3- Divers

Préambule Le compte-rendu de la réunion de la cellule Aléa du 27 novembre 2003 est approuvé.

P. Foin, au nom du GEPP, indique qu'il faudrait réunir le sous-groupe "Révision du zonage sismique'' (je crois que c'est le nom officiel ?) du GEPP (la cellule aléa étanl une émanation de ce sous-groupe) avant la réunion du GEPP afin d'entériner les travaux des cellules "aléa" et "impact économique". Toutefois, la DGUHC indique que l'étude d'impact économique paramétrique simplifiée ne sera pas réalisée avant au moins trois mois. En conséquence, le sous-groupe "Révision" du GEPP se limitera aux travaux de la cellule aléa dans un premier temps.

PY Bard précise que le texte (( Propositions pour un nouveau zonage sismique de la France )) est en cours de correction. Les corrections consistent à tenir compte des différentes remarques faites lors des réunions de la cellule aléa et à ajouter les justifications, scientifiques si possible, des modifications (ou propositions de modifications) retenues lors des réunions précédentes. Une version sera mise en circulation par mail pour validation, cette phase devrait être réalisée au 10 février 2004. Une fois la validation faite le texte sera envoyé à la DGUHC el au MEDD pour vérification par les juristes des deux ministères.

La cellule aléa rappelle à la DGUHC qu'elle s'était engagée à mellre à disposition la carte des communes de France lors de la réunion du 27 novembre 2003. Lors de la réunion du 22 janvier 2004, la cellule aléa ne dispose toujours pas de cette carte. La DGUHC s'est donc de nouveau engagée lors de la présente réunion à fournir dans les plus brefs délais la carie des communes de France. 1- Examen et discussion des cartes (Présentation de PY Bard : voir annexe)

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15

Les cartes suivantes on1 été présentées :

- Carte de France : sismicité historique (fichier Geoter : intensité épicentrale supérieure ou égale à VI)

Carte de France : sismicité instrumentale (fichier Geoter : dale d'occurrence postérieure à 1960)

Carte de France : zonage physique proposé

-

-

Pour chaque région, trois types de cartes ont été présentés :

- Superposition du zonage physique "brut" (tel qu'il ressort de l'étude GEOTER el des seuils retenus), des intensités ressenties, et du zonage actuel

Superposition du zonage administratif "brul" correspondant (avec application stricte des crilères retenus), des intensités ressenties, et du zonage acluel

-

- Zonage administratif final proposé

II est proposé que soit présentés et expliqués (autant que possible justifiés), sous chaque carte de proposition de la cellule aléa, sous forme d'un texte bref, les choix de modification par rapport aux résultats initiaux (Geoter + limites définies suivant les critères de la cellule aléa).

II est rappelé que l'Outre Mer, hormis les départements des Antilles ne faisaient pas partie de l'étude probabilisle de Geoter. Jusqu'à présent la cellule aléa n'a pas étudié le reste de l'Outre Mer.

Toutefois, le ministère de I'Ecologie s'interroge sur la possibilité d'inclure l'ensemble des territoires français dans le nouveau zonage sismique de la France. Le Ministère de I'Ecologie saisira le Ministère de l'Outre Mer à ce sujet.

Pour information l'Outre-mer se compose de la façon suivante : -

- LaGuyane - La Martinique - Nouvelle Calédonie - Polynésie Française - LaRéunion - Mayotte - St Pierre et Miquelon -

- Wallis et Futuna -

-

La Guadeloupe (la Guadeloupe se présente géographiquement sous la forme d'un archipel constitué de six groupes d'îles).

Les T.A.A.F (les îles Saint-Paul et Amsterdam, l'archipel Crozet, l'archipel Kerguelen et la Terre Adélie forment les T.A.A.F).

Les Iles Eparses (les îles Eparses recouvrent un ensemble de cinq îles : Bassas da India, Europa;Juan da Nova, Glorieuses et Tromelin) Clipperton (l'île de Clipperton est située dans l'Océan Pacifique Est, à plus de 6000km de Tahiti)

En ce qui concerne la Guadeloupe : Marie-Galante, la Désirade, les îles de la petite terre et les Saintes seront en zone 23 ou Z3b.

Saint-Martin e l Saint-Barthélémy seront en zone 23 ou Z3a.

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16

La Martinique sera en zone 23 ou Z3a.

2- Discussion des résultats de calcul des spectres (Présentation de PY Bard : voir annexe)

II est rappelé que dans le cadre de la nouvelle réglementation EC8 en cours d'élaboration, les valeurs numériques définissant les spectres sont à définir par chaque pays dans les annexes nationales. Ces paramètres sont : S, R, Tg, Tc et TD.

Le diaporama de PY Bard est joint en annexe de ce compte-rendu. Cette présentation est structurée comme ci-dessous :

Caractéristiques des données et de la méthodologie utilisées pour l'élaboration des spectres recommandés dans les EC8 (version mai 2002). Principales constatations et propositions de spectres utilisant ceux définis dans les ECB. Etude à partir des lois d'atténuation KNET, exposé de la méthodologie O Etude IRSN (27/11/2003), O Recalage (( Rocher )) KNET/GEOTER, O Calcul des Sa normalisés O Ajustement de spectre (( type ECB ))

- -

-

- Résultats normalisation KNET, GEOTER, - Propositions - - Conclusions spectres

Comparaisons entre propositions pour les sites A, B, C ; D et E

Des remarques ont été faites pendant et suite à la présentation de PY Bard. Les discussions sont essentiellement centrées sur les deux points suivants:

a) les amplitudes des spectres calculés à partir des données KNET sont bien plus élevées à haute fréquence (vers 10 Hz), pour les sites "raides" (A, B) et "intermédiaires" (C), que l'essentiel des spectres utilisés habituellement en génie parasismique en Europe. L'utilisation de spectre plus (( élevés )) que ceux actuellement utilisés dans la réglementation aura évidemment des conséquences économiques car ils seront plus contraignants au sens de la construction parasismique [pour les bâtimenls dont la période correspond au plateau du spectre]

b) il n'y a du coup pas d'augmentation du niveau du plateau quand la rigidité du sol diminue (c'est même plutôt le contraire el on retrouve des évolutions analogues à celles des PS92)

Les données utilisées pour les recommandations EC8 sont peu nombreuses et proviennent d'instruments analogiques anciens contrairement à la base de données KNET comportant de nombreux enregistrements bien renseignés sur la nature des sols sous-jacents aux stations d'enregistrement numérique.

JF Sidaner fail remarquer qu'avec les paramètres des lois d'atténuation KNET fournies par I'IRSN, il arrive à des différences un peu moins marquées, en faisant l'hypothèse que l'aléa en métropole correspond essentiellement à des séismes très proches (M = 6 à moins de 20 km, M=5 à moins de 10 km).

P. Foin s'interroge sur le fait que la nature des sols japonais pourrait être différente de celle en France, ce qui pourrait mettre en question leur représentativité pour les sols français. La cellule aléa précise que les catégories de site sont majoritairement définies par des paramètres physiques ou géotechniques (Vs, SPT), indépendamment de la pédologie, et que les informations sur ces paramètres, pour le réseau KNET, ont été établies sur la base de forages géologiques avec mesures géophysiques (Vs) pour chaque station KNET. Les différences observées entre les résultats classiques et ceux issus de la base de données KNET proviennent très probablement du fait que les enregistrements on1 été réalisés avec

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17

du matériel plus performant (enregistrement numérique 24 bits, donnanl une information haute fréquence plus fiable).

II ressorl que les spectres proposés avec les données KNET on1 un plateau en accélération presque constant pour l'ensemble des classes de sol (A à E), avec des plages en période bien différenciées. JF Sidaner estime que cela ne fail pas apparaître que les sites meubles sont à pénaliser de par la possibilité de phénomènes locaux. II propose, pour les sites D et E, un coefficient S entre 1.2 et 1.4 II propose égalemenl de conserver un rapport aplaleau/amar compris entre 2.5 et 3 même si cela paraît difficile pour les sols A et B.

B. Lebrun propose une consultation plus large de la communauté scientifique sur les nouvelles formes de spectre qu'engendre l'utilisation des données KNET. Depuis la réunion de la cellule aléa du 22/01/2004, PY Bard a fait une présentation au conseil scientifique et technique de I'AFPS (26/01/2004). Une autre présentation est prévue dans le cadre du groupe de travail MSI (Mouvements Sismiques pour I'lngénieur) de I'AFPS le 13J02. Une autre, avec une audience plus large, est prévue à Nice lors de I'EGU la dernière semaine d'avril. De plus, PY Bard fera une petite étude de sensibilité de ces résultats en limitant davantage la gamme de distance (< 30 km), l'&ad à la médiane (E), el en se basant égalemenl, pour la normalisation, non pas sur le pga. mais sur le contenu spectral à 5 Hz (plateau du spectre au rocher pour les lois d'atténuafion "classiques" utilisées dans I'étude GEOTER).

En conséquence, la cellule aléa proposera au GEPP deux options : une sur la base des EC8 (mélange type 1 /typez) et une autre à partir des données KNET. Une option sera proposée el rédigée par PY Bard et l'autre par JF Sidaner, puis elles seront mises en circulation par mail pour prise en compte des remarques de chacun des membres de la cellule aléa. P. Foin demande que le lexle final de proposilions sur les spectres devra faire ressortir les conséquences économiques associées à chacune des propositions.

3- Divers A aussi été discutée la synthèse des différents choix importants donl la validation sera explicitement soumise au GEPP ( 2 derniers transparents du diaporama). Pour la partie "zonage carlographique", toutes les rubriques sont approuvées, sauf la dernière, trop lourde. I l est proposé, pour mieux représenler les différences entre i'ancien et le nouveau zonage pour le terriloire métropolitain, da faire une carte des "différences" entre l'ancien et le nouveau, en adoptant la correspondance (Il-Z2b. IblZZa, IalZlb, O/Zla)

Les deux parties du document (cartographie, aclions sismiques) sont indépendantes l'une de l'autre: la partie qui sera mise en circulation le 10/02 pour discussion concernera essenliellement la partie cartographique, celle sur les spectres viendra un peu plus tard.

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Analyse de la base de données japonaise K-net : confronlaiion des spectres de réponse aux spectres reglementaires ECB

ANNEXE

Analyse de la base de données japonaise K-net : confrontation des spectres de réponse aux spectres

réglementaires EC8

Synthèse de la note tecnique IRSNIDElISARG103-09, (Pousse G, Berge- Thierry C. et F. Bonilla, 2004).

1

Analyse de la base de données japonaise K-net : confrontation des specires de réponse aux spectres reglementaires ECB

SOMMAIRE

1 INTRODUCTION ................................................................................................................................... 4

1.1 1.2

LA NORME EC8 ET LES SPECTRES HORIZONTAUX .............................................................................. 4 LA BASE DE DONNEES JAPONAISE K-NET . ASPECT GEOTECHNIQUE .................................................. 4

LE TRAITEMENT DES DONNEES .................................................................................................... 6

LES REGRESSIONS SPECTRALES ................................................................................................... 7

2

3

3.1 LE CODE DE REGRESSION ................................................................................................................... 7 3.2 LES CATEGORIES ................................................................................................................................. 3 . 3 LES COEFFICIENTS ............................................................................................................................... 7 3 . 4 LESRESIDUS ....................................................................................................................................... 8

4 LES SIMULATIONS DES SPECTRES .............................................................................................. 10

4.1 LES SIMULATIONS FACES AUX SPECTRES REIILS ................................ .......................................... 10

LES SPECTRES EC8 FACE A LA BASE K-NET ............................................................................ 13

UNE PROPOSITION D'ADAPTATION DE LA NORME .............................................................. 14

L'AMPLITUDE DU PLATEAU- LES COEFFICIENTS <( A M P )) ..........................................................

4.2 LES SIMULATIONS D'AUTRES RELATIONS D'ATTENUATION ............................................................. 11

5

6

6.1 LES COEFFICIENTS (( s )i ................................................................................................................... 14 6.2

6.2.1 Test sur la valeur 2.5 de l'EC8 (rapport SA(plaieau)/SA(m)) ............ .................. 15 6.2.2 La posiiion du plateau .................... ........... .................. 16

7 CONCLUSIONS .................................................................................................................................... 18

8 REFERENCES ...................................................................................................................................... 20

3

~ . . . ~ . ~.~ ~.

Analyse de la base de donnees japonaise K-net : confmnlalion des spectres de rbponse aux spectres r.4glementaires ECB

0 800 rnls > pm > 360

1 INTRODUCTION L'Europe devra appliquer l'année prochaine un nouveau cadre réglementaire de construction des bâtiments (Eurocode 8, ou EC8) [Il. Ce code propose notamment des spectres de réponse réglementaires qui serviront de support aux ingénieurs civils pour leurs calculs de dimensionnement parasismique. Dans le cadre de sa participation à la ((cellule aléa sismique », I'IRSN a mené une étude, sur la base de données accélérométriques japonaises, permettant de tester la forme et les niveaux de spectres de réponse proposés par I'EC8 pour les différentes catégories de sol. Ce travail, résume ici, a été régulièrement présenté et discuté lors des réunions du groupe de travail Mouvement Sismique pour I'lngénieur (MSI) de I'Associaiion Française de génie ParaSimique. A partir des résultats de cette étude, des recommandations pour des adaptations des spectres €CE dans l'annexe nationale pourront être proposées. Ce document est une courte synthèse de la note technique IRSNIDEIISARGlO3-09.

1.1 La norme EC8 et les spectres horizontaux. L'EC8 préconise l'emploi de deux types de spectres, en fonction de la séismicité. Ainsi les spectres de type 1 font règle dans le cas d'un scénario de magnitude d'onde de surface supérieure à 53 . Inversement, les spectres de type 2 sont à utiliser dans le cas d'un scénario de séismicité modérée (magnitude d'onde de surface inférieure à 5 3 , comme en France par exemple.

L'EC8 mentionne également une classification des sols, à partir de la valeur de la vitesse moyenne harmonique des ondes S sur les 30 premiers mètres de sol, le résultat du test de pénétration à 30 cm et la valeur de la contrainte de cisaillement en condition non drainée.

1.2 La base de données japonaise K-net - aspect géotechnique. Les données utilisées dans la présente étude ont été collectées sur le sol japonais, où un réseau dense d'écoute accélérométrique a été placé en 1996, faisant directement suite au séisme de Kobe en 1995, afin de pourvoir la communauté de sismologues en enregistrements de mouvements forts. Le réseau Kyoshin Net [2] déploie 1000 stations accélérométriques sur son sol selon un réseau d'environ 25 km de maille. Une étude géotechnique poussée a permis de connaître le profil de vitesse des ondes S dans les derniers métres du sol. Deux paramètres sont décrits ici :

pmean est la moyenne harmonique de la vitesse des ondes S sur l'épaisseur de sol décrite expérimentalement. pm est la moyenne harmonique de la vitesse des ondes S sur les 30 derniers mètres de surface. p m = fimean dans le cas où les renseignements géotechniques sont présents jusque 30 mètres sous la station. Sinon p m 7 pmeen puisqu'elle est calculée en extrapolant l'épaisseur de la dernière couche connue jusqu'à 30 mètres tout en maintenant identique la valeur de la vitesse des ondes S associée.

La connaissance de la valeur de la vitesse moyenne harmonique permet d'établir une classification des sols, inspirée des propositions de I'EC8

C D 360 mls > pm > 180 rnls

pm c 180 A p3D > 800 rnls

I I

E Type C ou D et présence d'une couche rapide avanl 20 m de profondeur.

4

Analyse de la base de donnks japonaise K-net : conirontation des spectres de repon5e aux spectres reglementaires ECB

Figure 5 : Le scénario (Mj, X, soi0 simulé est inscrit en haut à droite de chaque graphique et au- dessous de chacun, avec des notations déjà utilisées. La courbe rouge épaisse correspond au spectre moyen, tandis que les deux autres représentent le spectre moyen à +/- un sigma. Les courbes vertes sont les spectres de rBponse provenant de la base de donnée et s'inscrivant dans la marge de variabilité permise (Mj +/- 0,2 ; X +/- 10 km). Le nombre de spectres réels s'élève respectivement à 118, 40, 32 et 30 pour chacun des tests (A, B, C et O).

II apparait comme attendu une variabilité des spectres réels qui s'étendent au-delà de l'écart-type associé à chaque spectre synthétique. Certains pics de spectres réels apparaissent notamment en dehors de la zone fréquentielle à laquelle ils sont prédits par les régressions.

4.2 Les simulations d'autres relations d'atténuation. Ce paragraphe illustre les résultats de génération de spectres synthétiques obtenus au moyen de différentes loi5 d'atténuation. Les lois de régressions utilisées pour obtenir la figure 10 sont celles de Berge-Thierry et al. (2003) (IPSN) [7] et d'Ambraseys (1996) [IO]. Les spectres sont tracés en période. Un travail d'adaptation de magnitude était nécessaire, puisque les deux premières lois sont valables pour la magnitude des ondes de surface, tandis que le présent travail utilise la magnitude japonaise. La figure 9 montre le travail établi à partir des lois de Fukushima [5] reliant Mo à Mjma et du graphique p"129 du recueil japonais de T. Utsu 161.

M "srw8M* h.

Figure 6 : correspondance, pour chaque donnée. de

Mjma et de Mw, et située en dessous, la figure extraite du

livre de Utsu (1984) reliant différentes magnitudes à

Mw.

'1 1 5 I , M r n , r R m m " I

5

I .Y !! 5

I!

La figure 7 présente les spectres synthétiques pour des événements situés à une profondeur de 5 km et à une distance hypocentrale de 30 puis 60 km. II a été retenu l'équivalence suivante : Mjma=6 et 6.5 implique respectivement Ms= 5.6 et 6,3.

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Analyse de la base de données japonaise K-net : confrontation des spectres de réponse aux spectres réglemenlaires EC8

5 LES SPECTRES EC8 FACE A LA BASE K-NET. Une série de tests a consisté à comparer les spectres de type 1 et 2 proposés par I'EC8, avec les spectres synthétiques issus des régressions sur les données japonaises.

Une critique de la forme et du rapport (( SA(f(plateau))/SA(m) )) proposée par le règlement EC8 (ou SA désigne ici l'accélération spectrale, et f(plateau). l'intervalle de fréquence pour lequel apparaît le plateau des spectres réglementaires) peut être formulée :

Le rapport (c SA(f(plaleau))/SA(m) D est correct d'après nos tests pour les classes C et D, légèrement surestimé dans le cas des sols D, mais il y a cependant un dépassement observé des spectres moyens du sol B. Le rapport en question est fixé à Amp=2,5 par le règlement EC8. Si la forme du spectre de type 2 semble la plus indiquée, elle n'est manifestement pas assez large pour couvrir les 5 spectres moyens des sols C et D. Pour la classe B en revanche, le type 2 apparaît trop large. Y compris pour les scénarii de forte magnitude (courbes verte et rouge pour chaque graphique, magnitudes >5,5 et >6), le spectre réglementaire de type 2 semble plus approprié.

Des tests réalisés s u r les valeurs d'ancrages des spectres proposées dans I'EC8, appliquées aux spectres synthétiques japonais montrent que :

l'ancrage effectué (coefficient u S D) n'est pas adapté aux données K-net. Cette conclusion est valable pour n'importe quel scénario imaginé puisqu'il s'agit ici de comparer les rapports de SA(m) entre différents sols à un scénario de source fixé, c'est en fait une observation directe du rapport des coefficients de site issus de la régression, en leur valeur à fréquence infinie. Ils sont ici par définition indépendants de la magnitude e l de la distance.

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Analyse de la base de donnees japonaise K-net : conlrontation des Spectres de réponse aux specires réglementaires ECB

6 Au travers des divers résultats obtenus jusqu'ici, à savoir en un premier temps que le type 2 semble plus approprié pour la base de données japonaises K-net et qu'en un second temps, l'effectif de la population des sols B est jugé suffisant pour faire des moyennes qui ont un sens, il semble légitime de proposer un calcul de coefficients d'amplification obtenu avec un sol B considéré comme la référence. La norme EC8 propose de caler le spectre réglementaire à la valeur SA(m) d'un sol A pour le scénario envisagé, cette étape prend en compte les valeurs (( S », qui sont des rapports de valeur SA(m, sol étudié)/SA(m,sol A). La réglementation préconise ensuite pour n'importe quel sol, que le coefficient SA(plateau)/SA(m) soit fixé égal à 2,5 (consulter l'annexe l), a SA(plateau) )) désigne la réponse spectrale maximale obtenue. Le travail qui suit propose des nouvelles valeurs, déduites des tendances observées à partir de la base de données K-net. Ces nouvelles valeurs veulent rendre compte à la fois de l'ajustement à fréquence infinie d'un sol à l'autre, de l'amplification existante, au sein d'une catégorie de sol, et de la forme adéquate d'un spectre réglementaire. Le schéma suivant est adopté :

Un premier exercice consistera A parvenir a une proposition de valeur de coefficient S N pour les spectres réglementaires. La partie 5.2 précédente, qui est basée sur un travail mené au moyen de la base de données, a produit des résultats comparables à ceux obtenus avec l'étude de spectres synthétiques (partie 5.3) ; il est donc légitime d'employer pour le chapitre présent des spectres synthétiques issus des régressions. Une vérification expérimentale au moyen de l'observation des sols B, jugés suffisamment nombreux, pourra être menée. La norme préconise l'emploi d'un seul coefficient d'amplification du plateau vis-à-vis de SA(m). Celui-ci est fixé à 2,5 et le présent travail a révélé qu'il n'était pas toujours bien adapté. Un second exercice proposera des valeurs d'amplification propres à chaque sol. Un dernier exercice va déterminer les intervalles de période et les formes mathématiques employées afin de construire un spectre réglementaire qui couvre les différents spectres synthétiques.

UNE PROPOSITION D'ADAPTATION DE LA NORME.

6.1 Les coefficients (( S 1). Dans ce paragraphe, l'accent est mis sur l'étude des différences entre sol. C'est-à-dire que le scénario de source est maintenu constant.

Une étude spécifique de deux scenarii a communiqué les résultats suivants. La table 1 propose, pour chaque scénario, le rapport des valeurs spectrales à fréquence infinie entre les différents sols et des maxima de chaque spectre entre les différents types de sol. On définit ainsi les coefficients u S N corrects pour le Japon, immédiatement suivi d'un coefficient de rapport de plateau a plateau, fonction du type de sol. Deux scénarii de source ont été utilisés : le premier de magnitude 6 et de distance 50 km, et le second de magnitude 4 3 et situé à 30 km.

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Analyse de la base de données japonaise K-net : confrontation des spectres de réponse aux spectres réglemenlaires ECB

MAGNITUDE 6.0 DISTANCE 50km ( / A ) ( / B ) ( / C ) ( / D l ( / E )

1.000 1.227 1,112 1.259 1.211 Plt A 1,000 1.401 1.360 1.640 1.285

grourid ref.

Pga A ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ - - ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ - ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

Pg* B 0.815 1,000 O. 906 1.026 O . 986 Plr 6 0.714 1.000 o . 971 1.171 O . 917

Pga c o . 899 1.104 1 . 0 0 0 1.132 1.089 PlE c o . 735 1 . 0 3 0 1.000 1.206 o . 945

Plt D 0.610 0 . 8 5 4 o . 829 1.000 o. 783 Pga E 0 . 8 2 6 1.014 o . 918 1.040 1 . O 0 0 P1E E o . 778 1.090 1. o s e 1.276 1 . 0 0 0

Pga D o . 794 o . 975 o . 883 1.000 O . 962

C.1i4GNLTUDE 4.5 DISTANCE 30km

Pga 6 0 . 8 1 5 1.000 O . 906 1. O26 O . 986 P 1 C B O . 682 1 . 0 0 0 1.006 1.361 1.151

~ g a c 0 . 8 9 9 1.104 1,000 1.132 1,089 Plt c O . 6 7 8 o . 994 1.000 1.352 1.144

Plt D O .501 0.735 0.139 1.000 o . 8 4 6

Pga E O . 826 1.014 o . 918 1.040 1.000 Plt E 0.592 O. 869 o . 874 1.182 1.000

Pga D 0 . 7 9 4 O . 9 ' 7 5 o . 883 1 . 0 0 0 O . 962

Table 1 : tableau des coefficients ff S )> e l de rapport de plateau à plateau (respectivement ff Pga )) et (f Plf D), avec comme référence le sol A (colonne 2). puis B (colonne 3), puis C (colonne suivanle), puis D el enfin E. Deux scénarii ont été utilisés pour obtenir ce tableau. Le (f Peak ground acceleration )) est le plus élevé (à scénario de source fixé) pour le sol A, puis pour le sol C, puis pour le sol E, puis pour le sol B, devant le sol D. Une lecture des coefficients de sol permet d'aboutir à ce classement puisqu'on s'affranchit du scénario de source et de distance.

Ce tableau montre que la valeur spectrale à fréquence infinie sur un rocher est plus élevée que sur n'importe quel sol. Yoshi Fukushima (communication personnelle, novembre 2003) évoque la présence de sols altérés de type A pour expliquer les résultats. II faut observer que le rapport des plateaux, d'un sol à l'autre, est dépendant du scénario envisagé. En ne conservant que les données relatives aux rapports de plateau à plateau, on fait apparaître que le triangle supérieur de la matrice est constitué des inverses des éléments inférieurs, ce qui est rassurant. On étudie le phénomène dans la partie suivante.

6.2 L'amplitude du plateau - les coefficients a Amp ».

6.2.1 Test sur la valeur 2.5 de I'EC8 (rapport SA(plateau)/SA(a)) Pour ce travail, une collection de spectres synthétiques a été créée, l'accent est placé ici sur les effets de la gamme de scénarii sur le rapport SA(plateau)/SA(m) et sur la largeur fréquentielle du plateau. Le précédent paragraphe montrait qu'à scénario fixe, un coefficient de transfert de sol a S N peut être obtenu. Les tests suivants visent à caractériser l'extension du plateau ainsi que la position relative du plateau par rapporî au SA(m) correspondant. Pour les 5 sols différents ont été générés des spectres de réponse correspondant à des événements de magnitude croissante et de distance croissante. Pour 7 magnitudes allant de 4 à-7 et 30 distances de 10 à 300 km, le critère de Fukushima a été appliqué (cette fois-ci en remplaçant la distance hypocentrale par la distance la plus proche à la faille) afin de rejeter les spectres non souhaités. La démarche qui suit a été adoptée :

Pour chaque spectre a été calculé le rapport de la valeur SA(plateau)/SA(m), où ici SA(plateau) désigne le maximum de la réponse spectrale. Pour chaque spectre ont été calculées les fréquences maximale et minimale pour lesquelles le seuil de 75% de la valeur SA(plateau) a été franchi.

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