Étude de l’aléa sismique et détermination des mouvements sismiques. LEP de Kaou

Étude de l’aléa sismique et détermination des mouvements sismiques. LEP de Kaouéni (Mayotte) BRGM/RP-54470-FR Mars 2006 Étude de l’aléa sismique et détermination des mouvements sismiques. LEP de Kaouéni (Mayotte) BRGM/RP-54470-FR Étude réalisée dans le cadre des projets de service public du BRGM 05RISG19 Mars 2006 J. Rey, A. Roullé, F. De Martin, J.-C. Audru, J.-M. Miehe, A. Bitri et J.-L. Nédellec Vérificateur : Nom : P. Dominique Date : Signature : (Ou Original signé par) Approbateur : Nom : P. Roubichou Date : Signature : (Ou Original signé par) Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000. I M 003 - AVRIL 05 Mots clés : Aléa sismique, effet de site, Kaouéni, Mayotte, Comores. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : J. Rey, A. Roullé, F. De Martin, J.-C. Audru, J.-M. Miehe, A. Bitri et J.-L. Nédellec (2006) – Étude de l’aléa sismique et détermination des mouvements sismiques. LEP de Kaouéni (Mayotte). Rapport BRGM/RP-54470-FR, 49 p., 11 Illust., 9 tabl., 2 annexes. © BRGM, 2006, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM. Évaluation de l’aléa sismique local LEP de Kaouéni (Mayotte) BRGM/RP-54470-FR – Rapport final 5 Synthèse Cette étude a été réalisée à la demande de la Direction de l’Equipement (DE) de Mayotte dans le cadre de la vérification de la tenue sous sollicitation sismique du projet d’extension du Lycée d’Enseignement Professionnel (LEP) de Kaouéni (Mayotte). Le spectre de réponse élastique permettra de dimensionner le projet en intégrant la prise en compte de l’aléa sismique régional et local. La source sismique retenue est une source proche (distance focale à 10 km). L’intensité du séisme de référence est de VII-VIII MSK sur le site du LEP de Kaouéni. Une configuration du type de sols correspondant au modèle géomécanique à l'aplomb du projet a été définie afin de tenir compte des conditions particulières du site du LEP de Kaouéni. Les spectres spécifiques qui en résultent sont fournis en Illustration 8 et Tableau 7. L'accélération horizontale maximale tenant compte 1) des conditions de site du lycée et 2) de la classe C des installations, est de 0.35 g (soit 3.5 m/s2) (valeur de l'accélération pour T=0 s sur le spectre de réponse spécifique représenté Illustration 8). Conformément à la classification établie dans le guide méthodologique pour la réalisation d'études de microzonage sismique (AFPS), la liquéfaction au droit du site est « peu probable ». Ces conclusions ne valent que pour les hypothèses retenues pour la présente étude. Ces hypothèses sont fondées sur l'exploitation des reconnaissances disponibles à ce jour. Si en cours de travaux, des conditions de sols sensiblement différentes venaient à être rencontrées, il conviendrait de réexaminer si les résultats de la présente étude sont encore valables. Évaluation de l’aléa sismique local LEP de Kaouéni (Mayotte) BRGM/RP-54470-FR 7 Sommaire Synthèse....................................................................................................................................... 5 1. Introduction............................................................................................................................. 9 2. État de la réglementation à Mayotte................................................................................... 11 3. Détermination des mouvements sismiques de référence au rocher.............................. 13 3.1. CARACTERISTIQUES DU SEISME DE REFERENCE................................................. 13 3.2. CALCUL DES MOUVEMENTS SISMIQUES DE RÉFÉRENCE A MAYOTTE.............. 13 4. Synthèse géologique et géotechnique .............................................................................. 17 4.1. PREAMBULE.................................................................................................................. 17 4.2. DONNEES ...................................................................................................................... 17 4.2.1.Contexte géologique ............................................................................................ 17 4.2.2.Contexte géotechnique et géophysique............................................................... 18 4.3. CARACTERISATION DES UNITES GEOMECANIQUES ............................................. 20 4.3.1.Caractéristiques.................................................................................................... 20 4.3.2 Récapitulatif........................................................................................................... 24 4.4. HYDROGEOLOGIE........................................................................................................ 25 4.5. ÉTABLISSEMENT DE COLONNES DE SOLS.............................................................. 25 5. Spectres de réponse compte tenu des conditions de site .............................................. 27 5.1. PRÉSENTATION DU PROBLÈME ................................................................................ 27 5.1.1.Méthodes empirico-statistiques............................................................................ 27 5.1.2.Méthodes numériques.......................................................................................... 27 5.2. CHOIX DU SPECTRE SPÉCIFIQUE TENANT COMPTE DES CONDITIONS DE SITE .28 6. Appréciation des potentialités de liquéfaction ................................................................. 32 6.1. DEFINITION ET METHODE........................................................................................... 32 6.1.1.Susceptibilité qualitative à la liquéfaction............................................................. 33 6.1.2.Susceptibilité quantitative à la liquéfaction........................................................... 33 6.2. APPRECIATION DES POTENTIALITES DE LIQUEFACTION DU SITE DE KAOUENI36 6.2.1.Formations à analyser.......................................................................................... 36 6.2.2.Contexte hydrogéologique ................................................................................... 36 6.2.3.Susceptibilité qualitative à la liquéfaction des limons argilo-sableux................... 37 6.2.4.Susceptibilité quantitative et opportunité à la liquéfaction ................................... 39 6.2.5.Préconisations en terme de dispositions constructives ....................................... 39 7. Conclusions.......................................................................................................................... 42 Évaluation de l’aléa sismique local LEP de Kaouéni (Mayotte) 8 BRGM/RP-54470-FR 8. Références bibliographiques.............................................................................................. 43 ANNEXE 1................................................................................................................................... 45 ANNEXE 2................................................................................................................................... 47 Liste des illustrations Illustration 1 – Localisation du projet d’extension du LEP de Kaouéni (carré rouge). Extrait de la carte IGN 4410 Nord au 1/25000ème..................................................................................... 9 Illustration 2 - Spectre de réponse élastique du séisme de référence au rocher horizontal affleurant. Amortissements : 2, 5, 10 et 20 %. ............................................................................ 14 Illustration 3 – Contexte géologique local de Kaouéni (Mayotte) d’après Debeuf et Bachélery (2002). ........................................................................................................................ 17 Illustration 4 - Carte lithologique interprétative de la dépression de Kaouéni, trace de la coupe –trait noir- et emplacement du forage 0012 (Wuilleumier et al., 2004). ........................... 18 Illustration 5 – Sondages Pressiométriques (SP) et Pénétrométriques (STP) du LEP de Kaouéni (Echelle 1/500).............................................................................................................. 19 Illustration 6 – Emplacements des mesures H/V (points verts) sur le site du LEP de Kaouéni ....................................................................................................................................... 20 Illustration 7 - Comparaison du spectre spécifique au rocher horizontal affleurant avec ceux tenant compte des effets de site et du spectre retenu pour un amortissement de 5%. ..... 29 Illustration 8 – Spectre de réponse élastique horizontal tenant compte des conditions de site et de la classe d’ouvrage (classe C) du LEP de Kaouéni. Amortissements : 2, 5, 10 et 20% ............................................................................................................................................. 30 Illustration 9 – Courbes granulométriques des limons argilo-sableux......................................... 37 Illustration 10 – Modèle de vitesse des ondes de cisaillement obtenu par inversion sur le site du LEP de Kaouéni............................................................................................................... 45 Illustration 11 - résultats des mesures H/V réalisées sur le site du LEP de Kaouéni. ................ 48 Liste des tableaux Tableau 1 – Séisme de référence retenu pour l’étude de l’aléa sismique sur le site du LEP de Kaouéni sur l'île de Mayotte. .................................................................................................. 13 Tableau 2 - Valeurs de A, V et D du spectre de réponse élastique du séisme de référence au rocher horizontal affleurant..................................................................................................... 15 Tableau 3 – Essais en laboratoire. Dmax : Diamètre maximal ; W : teneur en eau naturelle ; Wl : limite de liquidité ; IP : Indice de plasticité ; IC : Indice de consistance.............. 21 Tableau 4 – Caractéristiques mesurées moyennes des formations géologiques. ..................... 24 Tableau 5 – Colonne de sol. Vs : vitesse des ondes de cisaillement en m/s; Vp : vitesse des ondes longitudinales ; Ip = Indice de plasticité..................................................................... 26 Tableau 6 - caractéristiques des accélérogrammes réels utilisés pour la modélisation numérique.................................................................................................................................... 28 Tableau 7 – Spectre de réponse élastique horizontal avec prise en compte des effets de site et de la classe d’ouvrages à considérer. Valeurs de A, V et D. ........................................... 31 Tableau 8 – Examen des critères de susceptibilité qualitative (règles PS 92) ........................... 38 Tableau 9 – Calcul de l'intensité de liquéfaction ......................................................................... 41 Évaluation de l’aléa sismique local LEP de Kaouéni (Mayotte) BRGM/RP-54470-FR 9 1. Introduction Ce rapport a été réalisé à la demande de la Direction de l’Equipement (DE) de Mayotte pour son projet d’extension du LEP de Kaouéni (Mayotte). La DE a souhaité obtenir un spectre de réponse élastique utilisable pour l’ensemble de son projet, localisé par un rectangle rouge en Illustration 1. Ce spectre permettra de dimensionner le projet en intégrant la prise en compte de l’aléa sismique régional et local. Illustration 1 – Localisation du projet d’extension du LEP de Kaouéni (carré rouge). Extrait de la carte IGN 4410 Nord au 1/25000ème. Cette étude comprend successivement :  Un rappel de la réglementation en vigueur,  Un rappel du contexte sismotectonique de l’île de Mayotte,  Un rappel des caractéristiques du séisme de référence sur le site adapté au contexte sismotectonique,  Une synthèse géotechnique à partir des différents essais réalisés sur le site permettant de déterminer le modèle de sol multicouche à l’aplomb du site,  La détermination des mouvements sismiques de référence sous la forme de spectres spécifiques, d’une part au rocher et, d’autre part, en tenant compte des conditions de site.  L’appréciation des potentialités de liquéfaction du site de Kaouéni LEP de Kaouéni 1 km Évaluation de l’aléa sismique local LEP de Kaouéni (Mayotte) BRGM/RP-54470-FR 11 2. État de la réglementation à Mayotte Mayotte n’est pas soumise pour l’instant à la réglementation parasismique nationale française (zonage sismique national présenté dans le décret n° 91-461 du 14 mai 1991). Toutefois, Mayotte peut être soumise à des séismes potentiellement destructeurs, une démarche de prise en compte du risque sismique dans cette île semble donc à être encourager afin de protéger la population y résidant. Par ailleurs, compte tenu des résultats préliminaires obtenus par le BRGM (Bour et Sedan, 2002) et de façon à proposer une définition des mouvements sismiques plus adaptée aux conditions locales que l’approche forfaitaire (PS92, EC8), il sera procédé à un calcul se basant sur la démarche préconisée par l'arrêté ministériel du 10 mai 1993 fixant les règles parasismiques applicables aux installations soumises à la législation sur les installations classées, ainsi que par sa circulaire d'application du 27 mai 1994. Toutefois, la majoration des spectres proposés d’un degré d’intensité pour uploads/Ingenierie_Lourd/ aleas-sismique.pdf

Tags
Ingénierie sismique kaouéni l’aléa liquéfaction (mayotte)
Documents similaires
  • 23
  • 0
  • 0
Afficher les détails des licences
Licence et utilisation
Gratuit pour un usage personnel Attribution requise
Partager