Conditions Geotechnique et Alea Sismique Local a Teheran

Teheran, capitale de l'Iran et ville en pleine expansion demographique comptant deja environ 8 millions d'habitants, est sous la menace de seismes de magnitude superieure a 7 sur des failles tres proches. L'alea et le risque sismiques y sont donc tres eleves et preoccupants, et ont conduits a 'une action de collaboration franco-iranienne sur la tectonique de l'Alborz Central et l'alea sismique a Teheran. Dans ce cadre, la presente these se focalise sur l'analyse des conditions geotechniques dans l'agglomeration de Teheran, et de leurs consequences sur les caracteristiques des mouvements sismiques. Dans ce but, une campagne d'enregistrements sismologiques dans l'agglomeration a ete conduite de fevrier a juin 2002. L'objectif en etait la mesure experimentale des effets d'amplification ou de deamplification du proche sous-sol, dans la perspective, a moyen terme, d'un microzonage sismique a mettre en œuvre par les autorites locales. 13 stations sismologiques ont ete installees sur differents sites, choisis en fonction de leur representativite geotechnique: rocher au nord et a l'Est, sediments raides dans la partie nord et sediments plus mous dans la partie sud. En outre, plus de 60 mesures ponctuelles de bruit de fond ont ete effectuees pour guider l'interpolation des fonctions de transfert experimentales obtenues sur les 13 sites. Une premier volet de ce travail a consiste a analyser ces enregistrements en relation avec les caracteristiques geotechniques, au moyen de differentes techniques de traitement visant a l'estimation des effets de site en amplitude et en duree: rapport spectral site/reference; fonction recepteur ou rapport H/V seismes; rapport spectral horizontal/vertical sur le bruit de fond; delai de groupe et sonogramme. Ces traitements ont mis en evidence un effet d'amplification important tant en amplitude qu'en duree sur la plupart des sites consideres et particulierement au sud-ouest de la ville ou le niveau d'amplification atteint jusqu'a 7-8 contrastant aussi avec les valeurs moderees (facteur 2 a 3) predites dans les etudes precedentes avec une approche 1D. De plus cette amplification se produit sur une gamme de frequence tres large, demarrant a tres basse frequence (0.3-0.4 Hz). Cette these comporte egalement une comparaison systematique des informations deduites du bruit de fond a celles deduites des enregistrements de seismes, integrant d'autres donnees en provenance de plus de 150 sites europeens. Cette comparaison montre que malgre la capacite de la methode H/V a predire la frequence fondamentale dans environ 80% des cas, il y a des echecs, notamment dans le cas de Teheran ou les courbes H/V restent plates pour la plupart des sites. Elle met aussi en evidence les fortes differences entre l'amplitude du pic H/V et l'amplification reelle: si la premiere est quasi-systematiquement inferieure a la seconde, il semble aussi que ces differences soient d'autant plus importantes que l'on s'eloigne d'une stratification horizontale (effets "de vallee"). Enfin le dernier aspect a concerne a la simulation des mouvements forts par la methode de fonction de Green empirique. Quatre scenarios differents, correspondant a l'occurrence de seismes forts sur les failles de Mosha, Nord-Alborz et Garmsar ont ete simules. Pour ces trois failles un seisme de magnitude Mw = 7.1 est considere comme le seisme cible; pour la derniere un seisme de magnitude Mw = 7.6 a ete aussi envisage. Les resultats montrent les valeurs d'accelerations maximales assez significatives et des spectres de reponse depassant parfois le spectre reglementaire actuellement en vigueur, principalement a cause des effets d'amplification.