Thèse: Lorsqu’un séisme se produit, le champ d’onde émis par la faille à l’origine du séisme se propage dans la croûte terrestre puis traverse les couches géologiques superficielles avant d’atteindre la surface du sol et les bâtiments construits en surface. Afin de comprendre comment les ondes sismiques se propagent depuis la faille jusqu’au bâtiment (ou structure), il est possible d’avoir recours à la simulation numérique de la propagation des ondes. Cette thèse se focalise plus particulièrement sur les phénomènes physiques qui se produisent dans les couches géologiques superficielles, en tenant compte en particulier de la variabilité spatiale des propriétés du sol et de son comportement mécanique non-linéaire, ainsi que d’une géométrie complexe des couches. En effet, de nombreuses études réalisées durant les dernières décennies ont montré la forte influence des propriétés du sol sous le site d’étude sur le mouvement du sol enregistré en surface. En particulier, certaines configurations géologiques particulières, comme les cuvettes sédimentaires, sont susceptibles de piéger les ondes sismiques, d’amplifier le mouvement en surface et d’en allonger la durée. Par ailleurs, lorsque le mouvement du sol est fort, le comportement du sol peut devenir non-linéaire. Ce comportement peut être encore plus complexe en présence d’eau. De tels phénomènes complexes peuvent être pris en compte dans des simulations numériques de la propagation des ondes sismiques, permettant de mieux comprendre l’interaction de l’onde incidente avec le milieu. De plus, les variations spatiales des propriétés du sol peuvent être prises en compte dans la modélisation du mouvement sismique, notamment au travers de longueurs de corrélation des propriétés du sol et d’amplitude des variations. Dans le cadre de cette thèse, le code développé par E. Oral dans le cadre de sa thèse (IFSTTAR-IRSN, 2013-2016) sera utilisé. Ces simulations permettront de mieux comprendre l’influence de la variabilité des propriétés du sol sur la propagation des ondes dans une cuvette sédimentaire où le sol se comporte de manière linéaire et non-linéaire, avec ou sans présence d’excès de pression interstitielle. Ainsi, différentes valeurs de longueurs de corrélation et différentes gammes de variation des paramètres linéaires et non-linéaires seront testées et leur impact sur le mouvement en surface quantifiée. Le mouvement incident influençant fortement le développement de la non-linéarité, différents signaux d’entrée seront utilisés. Ces signaux pourront provenir d’enregistrements réels ou de signaux synthétiques. Des simulations numériques de la rupture d’une faille sismique seront également réalisées à l’aide de codes existants. Dans le cadre de la thèse il s’agira donc d’investiguer particulièrement les paramètres de source susceptibles d’engendrer des variations des effets non-linéaires (par exemple selon la durée de la rupture de la faille, variabilité spatiale du glissement sur la faille, chute de contrainte, etc). Les simulations réalisées dans le cadre de la thèse permettront d’identifier quelles propriétés du sol (et si possible de la source sismique) gouvernent la variabilité du mouvement en surface, mettant ainsi en lumière les phénomènes physiques dominants dans ce type de configuration. Les résultats seront étudiés également en profondeur dans le bassin, permettant de comprendre comment le champ d’onde incident s’est propagé et a interagi avec le bassin d’un point de vue physique. Les résultats seront aussi extraits à différentes profondeurs afin d’être en mesure de fournir aux ingénieurs civils la sollicitation sismique sous une structure d’intérêt. Ainsi, la réponse de la structure pourra être modélisée au travers de macroéléments et de modèles de brochette