De la caractérisation du mouvement sismique associé à des séismes historiques : étude de Sant’Agata del Mugello en associant archéologie de la construction, génie sismique et sismologie

Characterizing ground motion of historical earthquakes : study of Sant’Agata del Mugello combining building archaeology, earthquake engineering and seismology La déformation accumulée pendant plusieurs centaines (milliers) d'années dans les zones de failles est brusquement relâchée en seulement quelques secondes lorsqu'un séisme se produit. L'étude des séismes anciens à travers différentes échelles de temps est d'une importance capitale pour améliorer l'évaluation de l'aléa sismique. Au cours des dernières décennies des approches alternatives, telles que la sismologie historique, l'archéosismologie et la paléosismologie ont été développées pour chercher des sources d'informations. Parmi elles, les bâtiments historiques, tels des "sismomètres de pierre" peuvent être utilisés pour témoigner de cette sismicité passée qu'ils ont enregistrée dans leurs murs sous forme de dégâts ou de réparations. Je propose une méthodologie innovante reliant l'archéologie de la construction, la sismologie et le génie sismique afin de démontrer que la caractérisation archéologique des réparations post-sismiques sur les bâtiments historiques peut permettre de déduire les principales caractéristiques du mouvement sismique. Cette méthodologie est développée autour du cas de l'église médiévale de Sant'Agata del Mugello, un site exceptionnel dont les dommages et les réparations induits par les séismes sont décrits par de nombreuses sources historiques. Le site est situé dans le bassin du Mugello (Apennin central, Italie, Toscane), caractérisé par une sismicité modérée. Les plus grands événements connus se sont produits en 1542 (Mw ~ 6) et 1919 (Mw ~ 6.3). Nous commençons par retracer l'histoire sismique de l'église en combinant une analyse stratigraphique du bâtiment avec une étude approfondie des textes historiques. Un modèle de CAO est conçu à partir d'un relevé géométrique issu d'une campagne de scanner laser. Un modèle de CAO de l'église avant et après chaque séisme historique est ensuite extrapolé à partir du modèle de l'église actuelle et de son histoire constructive. Un code de maillage ad hoc a été développé pour générer un maillage aux éléments finis à partir du modèle de CAO. Deux campagnes de vibrations ambiantes ont été menées dans l'église de Sant'Agata. 8 modes de vibration (fréquence propre, déformée modale et amortissement) sont estimés. Un processus d'optimisation des paramètres modaux, permet de calibrer le modèle numérique de l'église dans sa partie linéaire. Un modèle d'endommagement continu est utilisé pour identifier la limite du modèle linéaire de l'église. Je me concentre ensuite sur l'étude du séisme historique de 1919 qui n'a pas causé de dommages. Une collection de mouvements sismiques compatibles avec le contexte sismotectonique est sélectionnée, corrigée et est utilisée pour simuler le modèle numérique linéaire calibré de l'église. Je présente des résultats préliminaires pour discuter des caractéristiques du mouvement sismique associé au séisme historique de 1919.