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Risque sismique et installations nucléaires

Génie civil : De l’étude des séismes à la sûreté des installations

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Le 26 janvier 2014, la Terre a tremblé sur l’île de Céphalonie, en Grèce. Une semaine plus tard, sept experts, dont deux de l’IRSN, étaient sur place, avec du matériel de mesures. Aucune installation nucléaire n’est implantée dans cette région, mais les informations recueillies sur ce séisme de magnitude 6,1 et ses répliques, comme celles collectées après d’autres tremblements de terre, contribuent à améliorer les connaissances sur les mouvements sismiques et leurs effets sur les ouvrages de génie civil.

 

Le niveau de secousse supportable

Les installations nucléaires sont conçues en appliquant des règles de dimensionnement aux agressions externes. Dans le cadre des évaluations de sûreté menées en France, « les experts de l’IRSN vérifient notamment que les structures des bâtiments peuvent supporter le niveau de secousse envisageable dans leur région », détaille Corine Piedagnel, spécialiste de Génie civil à l’Institut.

« L’amélioration continue des connaissances scientifiques est nécessaire pour garantir la pertinence de nos avis, notamment sur les mouvements sismiques pouvant affecter les divers sites et sur leur prise en compte dans le dimensionnement des ouvrages de génie civil. »

Le séisme de magnitude 6,1 qui a secoué la Grèce a donné un coup d’accélérateur inattendu au projet de recherche Sinaps@, pour "Séisme et installation nucléaire : assurer et pérenniser la sûreté". Ce projet de l’Agence nationale de la recherche (ANR) est financé dans le cadre des investissements d’avenir pour faire évoluer les connaissances dans ce domaine et améliorer l’évaluation du risque sismique pour les installations. Il regroupe plusieurs équipes de recherche : CEA, IRSN, EDF, École centrale de Paris, École normale supérieure de Cachan, etc.

« Le projet prévoit une mission dite ‘effet de site’ sur l’île de Céphalonie, en Grèce », relate Sébastien Hok, sismologue à l’IRSN. « Le but est d’enregistrer l’amplification des mouvements du sol lors d’un séisme. » On sait qu’un bassin sédimentaire, meuble, amplifie les mouvements du sol, contrairement à un massif rocheux, plus dur. Mais cet effet est encore difficile à modéliser et à mesurer. Le projet vise à évaluer ces coefficients d’amplification. Les chercheurs forent un puits d’une cinquantaine de mètres de profondeur dans le sol. Ils y placent des sismomètres qui enregistrent les mouvements du sol.

« La Grèce est la région la plus sismique d’Europe continentale », explique Sébastien Hok. « L’île de Céphalonie a déjà fait l’objet de travaux sur lesquels nous nous appuyons, c’est pourquoi nous l’avions choisie pour terrain d’étude. Une mission était programmée pour l’été 2014. »

 

Étudier la variabilité spatiale des secousses

« Quand la terre a tremblé, le 26 janvier, nous avons saisi cette opportunité », poursuit-il. « Après un tel séisme – de magnitude 6,1 –, de nombreuses répliques suivent dont il fallait "profiter". Pour maximiser la rentabilité scientifique de l’opération, l’équipe a mené deux études de front : sur l’effet de site et sur la ‘variabilité spatiale’. Sur un même lieu, à quelques mètres de distance, on peut observer d’importantes différences de mouvements sismiques. Acquérir des données permet d’améliorer nos modèles de prédiction. » Le temps de mobiliser les moyens nécessaires, et une semaine plus tard un camion partait avec une tonne de matériel et deux personnes, pendant que cinq autres rejoignaient le site par avion.

Le soir de leur arrivée, une forte réplique, de magnitude 6, a eu lieu. « Cela a été éprouvant pour l’équipe. Elle a fait l’expérience concrète de la sismicité », souligne le chercheur. Heureusement, les dégâts n’ont été que matériels. La population, menacée par la fragilisation des édifices à la suite du premier séisme, avait été évacuée.

Plusieurs centaines de petites secousses ont été enregistrées en quelques semaines et les instruments laissés sur place continuent leurs mesures. Ces données seront traitées au cours de deux thèses, dont l’une dans le cadre d’un partenariat CEA/IRSN à Cadarache. « La mission prévue cet été pour installer le réseau de sismomètres en profondeur reste d’actualité », précise Sébastien Hok.

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