Contexte :

L’évaluation de l’aléa sismique est un sujet de recherche majeur très actif qui permet d’assurer la tenue au séisme des bâtiments. En pratique, les méthodes mises en oeuvre conduisent à une estimation de l’accélération du sol à partir de lois d’atténuation empiriques. En présence de remblais ou de conditions géologiques particulières, comme un bassin sédimentaire par exemple, cette approche peut être mise en défaut et la simulation numérique permet d’affiner l’analyse. La simulation de la propagation des ondes sismiques et des effets de sites n’est toutefois pas aisée au regard des échelles caractéristiques mises en jeu. Dans ce contexte, le CEA-DAM participe depuis plusieurs années au développement d’un code de propagation sismique sur maillage hexaédrique nommé SEM3D. Ce logiciel est hautement optimisé et offre, en conjonction avec l’arrivée du supercalculateur Tera1000, de nouvelles perspectives en termes de résolution spatiale et donc de fréquence transportée. Si la partie propagation est aujourd’hui bien maîtrisée, la prise en compte de structures géologiques complexes reste délicate sur maillage hexaédrique. Le recours à une approche non structurée tétraédrique constitue une alternative qu’il convient d’étudier au regard des avancées scientifiques récentes.

Objectif du post-doctorat :

L’analyse de la littérature montre qu’en parallèle des méthodes classiques d’éléments spectraux (SE) ou de Galerkin discontinu (DG), des approches volumes finis (FV) d’ordre élevé sont développées depuis quelques années. Ces méthodes ont l’avantage d’une complexité informatique réduite et peuvent offrir une alternative intéressante, notamment dans le cas de cellules hexaédrique de mauvais rapport d’aspect.
L’objectif du travail proposé est donc d’évaluer et de réaliser une comparaison des différentes méthodes. Une étude bibliographique conduisant à l’état de l’art des algorithmes et des codes disponibles sera menée. L’intérêt des approches SE, DG, et FV, sera ensuite discuté sur la base de modèles 1D simples. A l’issue de cette phase, un code 2D de type volume finis sera développé et les résultats comparés aux autres approches déjà maîtrisées en interne CEA.
Ce travail fera l’objet de communications dans des congrès internationaux et de publications dans des revues de rang A.

Contact :

Nicolas LARDJANE – CEA/DIF – Bruyères-le-Châtel – 91297 Arpajon – 01 69 26 40 00