Comparaison des dégâts structuraux simulés et observés induits par des séismes : Le cas des clochers de la région du Mugello

Laboratoire d'accueil : Bureau d'évaluation des risques sismiques pour la sûreté des installations (BERSSIN)

Nom du doctorant : Rodrigo YANEZ-CHURA

Rodrigo YANEZ-CHURA soutient sa thèse le 18 décembre 2025 à Paris.

Dans les régions à sismicité faible à modérée comme la France, la rareté des enregistrements instrumentaux de grands séismes limite l’évaluation fiable de l’aléa sismique. Dans ce contexte, la compréhension des séismes pré-instrumentaux est particulièrement importante. Pour répondre à ces limitations, cette thèse développe une méthode visant à reconstituer la distribution spatiale de l’intensité du mouvement du sol lors de séismes passés à partir de données historiques de dommages observés sur un nombre limité de bâtiments monumentaux. Les cas d'étude portent sur les deux plus forts séismes connus ayant affecté le bassin du Mugello (Apennins septentrionaux, Toscane, Italie) : l’événement de 1542 (M5.9) et celui de 1919 (M6.3). L’analyse s’appuie sur six clochers ayant subi des niveaux de dommages variés lors de ces séismes.

Le travail commence par une revue critique des données historiques de dommages — principalement des descriptions textuelles contemporaines des événements, complétées dans certains cas par des photographies et des études stratigraphiques des bâtiments. La sévérité des dommages est ensuite évaluée par l’attribution d’états de dommages au moyen d’une échelle spécifiquement adaptée aux clochers. Afin d’interpréter ces dommages en termes de sollicitation sismique, des modèles numériques des structures ont été développés. Des modèles par éléments finis (MEF) ont été construits avec une représentation détaillée de la chambre des cloches, partie la plus endommagée lors des séismes, tandis que le reste de chaque clocher a été modélisé de manière simplifiée, car il n’a subi aucun dommage ou seulement des dommages mineurs. Les propriétés des matériaux ont été estimées par recalage de modèles à partir de mesures vibratoires et par inspection visuelle. Une loi de comportement non linéaire simplifiée a été développée pour représenter la réponse sismique de la maçonnerie historique.

Les modèles ont été conçus pour être suffisamment détaillés afin de distinguer différents états de dommages, tout en restant efficaces numériquement. Cet équilibre était essentiel pour permettre l’exécution de centaines de simulations dynamiques nécessaires à l’analyse de fragilité sismique, en tenant compte de la variabilité signal-à-signal des mouvements du sol. Les courbes de fragilité obtenues permettent ensuite de traduire les états de dommages observés en intervalles probables d’intensité du mouvement du sol, exprimés en accélération maximale du sol (PGA). L’analyse utilise une collection d’accélérogrammes réels compatibles avec le contexte sismotectonique de la région du Mugello. Les résultats fournissent des distributions de probabilité de PGA pour chaque site de clocher, pour les séismes de 1542 et de 1919.

Cette thèse ASNR est co-dirigée par Maria Lancieri (BERSSIN) dans le cadre du projet ANR ACROSS.