Générateur stochastique de séismes en contexte de sismicité faible à modérée : des données à l'aléa. Cas de la France métropolitaine

La France métropolitaine est éloignée des principales limites de plaques tectoniques. De ce fait, l'origine de la sismicité est plus difficile à comprendre que dans les régions actives localisées le long des limites de plaques. De plus, les données sismiques disponibles (séismes, accumulation des contraintes dans le sol, failles, mécanismes au foyer, etc.) y sont moins nombreuses. Ces observations sont deux des principaux freins rencontrés lorsque l'on souhaite caractériser l'aléa sismique sur un territoire à sismicité faible à modérée. L'approche proposée dans cette thèse s'appuie sur un générateur stochastique produisant des séismes synthétiques en combinant des observations de terrain et des connaissances théoriques sur la sismicité du territoire d'étude. Ce générateur de séismes se divise en trois parties : (i) le tirage temporel des séismes principaux, suivi du (ii) tirage de leur localisation conditionné par la magnitude et enfin de (iii) la production de répliques associées aux séismes principaux. Le tirage temporel est réalisé à l'aide d'une distribution fréquence – magnitude (DFM) calculée sur l'intégralité du territoire d'étude via la méthode non paramétrique des temps de latence. Ce calcul à l'échelle du territoire entier permet d'augmenter le nombre de données, de diminuer les périodes de retour et donc d'estimer les fréquences de chaque magnitude directement à partir des données. Une attention particulière a été portée à la méthode des temps de latence afin de pallier la faible quantité de données observées notamment pour les fortes magnitudes. Le tirage spatial des séismes principaux nécessite, quant à lui, une régionalisation et une densité spatiale caractérisant la sismicité. La régionalisation permet de limiter spatialement la magnitude maximale autorisée des séismes synthétiques. La localisation d'un séisme synthétique d'une magnitude donnée est tirée dans la densité spatiale uniquement au sein des régions autorisant cette magnitude. Les répliques sont ensuite générées autour des séismes principaux à partir de la loi de Bath et de la distribution proportion – magnitude des répliques. L'aléa associé à chaque séisme (principal et réplique) généré est calculé à l'aide de modèles de prédiction des mouvements du sol pondérés. La pondération est dépendante de la magnitude du séisme et de la distance séisme – site. Cette pondération s'effectue en utilisant la base de données européenne d'accélérations du sol RESORCE. Enfin, l'observation en un site donné des aléas produits par les séismes synthétiques sur un million d'années permet d'estimer les probabilités annuelles de dépassement de seuils d'aléa donnés.