La séquence du tremblement de terre de Ridgecrest de 2019 a révélé des zones du bassin de Los Angeles où l'amplification des secousses des immeubles de grande hauteur est la plus importante, selon un nouveau rapport en Lettres de recherche sismologique .

Le séisme de magnitude 7,1 du 6 juillet 2019, situé à 200 kilomètres (124 miles) au nord de Los Angeles, n'a pas causé de dommages structurels dans la ville. Mais il y a eu des secousses importantes dans certains immeubles de grande hauteur du centre-ville de Los Angeles, à tel point que leurs résidents ont déclaré se sentir nauséeux à cause du mouvement.

Tous les bâtiments ont une "vibration" ou un balancement naturel, que les ingénieurs civils et les sismologues appellent la période naturelle la plus longue du bâtiment, car elle marque le temps nécessaire à un bâtiment pour se déplacer d'avant en arrière en un cycle dans un plan parallèle au sol. Immeubles de grande hauteur de 15 étages ou plus, ponts de grande portée et réservoirs de stockage de carburant de grand diamètre, entre autres structures, ont généralement des périodes naturelles de trois secondes ou plus.

En utilisant les données d'un réseau de stations sismiques à travers le bassin de L.A., Monica Kohler de Caltech et ses collègues ont déterminé que les bâtiments de longue durée ont subi la plus grande amplification des secousses du tremblement de terre de Ridgecrest.

Mais l'effet n'était pas le même dans tout le bassin. Aux périodes de six et huit secondes, l'amplification maximale s'est produite dans la partie ouest du bassin de L.A. et dans le centre-sud de la vallée de San Fernando.

Dans le cas d'un futur tremblement de terre similaire à Ridgecrest, un immeuble de grande hauteur dans ces zones pourrait subir des secousses quatre fois plus importantes qu'un immeuble situé au centre-ville de Los Angeles, concluent les chercheurs. Dans un immeuble de 52 étages, cela signifie que les étages supérieurs peuvent osciller jusqu'à un mètre (environ 3 pieds) ou jusqu'à deux mètres dans un tremblement de terre de magnitude 7,6, mettre à rude épreuve l'intégrité structurelle du bâtiment.

Lorsque les ondes sismiques pénètrent dans les sédiments plus mous qui remplissent un bassin, ils ralentissent et leur énergie "s'accumule, " créant des ondes de plus grande amplitude qui conduisent à des secousses plus fortes. Les chercheurs du monde entier ont découvert qu'en général, les parties les plus profondes du bassin, celles qui contiennent le plus de sédiments recouvrant le substratum rocheux, subissent la plus grande amplification.

Cependant, Kohler et ses collègues n'ont trouvé qu'une corrélation partielle entre la profondeur du bassin et l'amplification dans leur étude.

"Il y a toujours eu cette hypothèse que plus les sédiments sont profonds ou plus le bassin est épais … plus vous allez voir d'amplification, et nous pensions que nous allions voir cela avec nos résultats, ", a déclaré Kohler. "Mais les sites avec les plus grandes amplifications pour ces longues périodes de plus de trois secondes ne sont pas proches de la partie la plus profonde du bassin."

"C'est préoccupant parce que le code du bâtiment de la prochaine génération est en cours d'élaboration afin qu'il intègre des paramètres qui tiennent compte des effets de bassin profond, " elle a ajouté, "et si vous vous trompez sur l'emplacement des effets d'amplification, vous allez avoir une application du code du bâtiment qui ne convient pas à des endroits spécifiques. »

Les scientifiques ont pu voir un schéma d'amplification du site après le tremblement de terre de Ridgecrest à l'aide d'un réseau de plus de 500 stations sismiques à travers la région, dont 360 stations appartenant au Community Seismic Network (CSN). Le CSN se compose d'accéléromètres à bas prix placés dans toute la région de Los Angeles, notamment dans les bâtiments du district scolaire unifié de Los Angeles. Les données du réseau peuvent être traitées sur le site du capteur ou dans le cloud, et Kohler l'appelle "un très bon exemple d'un projet de science citoyenne qui a fonctionné pendant une décennie".

"Plus le réseau sismique que vous avez est dense, la meilleure résolution, mieux vous pouvez voir les variations à petite échelle spatiale des tremblements de terre, " expliqua Kohler.

Elle a comparé les résultats à la possibilité soudaine de sélectionner les caractéristiques d'étoiles individuelles dans un flou cosmique avec un meilleur télescope. "Nous constatons un niveau de détail bien supérieur à ce qui a été vu auparavant."

Il est probable que plusieurs phénomènes contribuent aux variations d'amplification des secousses autour du bassin, a noté Kohler. Elle et ses collègues sont particulièrement intrigués par une possibilité :que les dépôts de sédiments enfouis peu profonds associés aux voies navigables historiques et à l'exploitation pétrolière et gazière pourraient jouer un rôle.

"Nous cherchons activement à déterminer s'il existe une corrélation spatiale entre l'endroit où ces systèmes d'eau anciens et actuels associés à la rivière L.A. pourraient avoir un effet, " Kohler a dit, "s'il y a une relation entre l'endroit où les systèmes d'eau existent et existaient auparavant, et le genre d'amplification que vous voyez dans le mouvement du sol."