Estimateur de PGA
Estimate Peak Ground Acceleration at your location for a given earthquake scenario.
CalculationQu'est-ce que l'accélération maximale du sol (PGA) ?
L'accélération maximale du sol (PGA) est l'accélération maximale subie à la surface de la Terre lors d'un séisme, mesurée en fraction de l'accélération gravitationnelle (g = 9,81 m/s²). C'est l'un des paramètres les plus importants en ingénierie parasismique car il est directement lié aux forces que les bâtiments et les infrastructures doivent supporter. Un PGA de 0,1g signifie que le sol a accéléré à 10 % de la gravité — suffisant pour être fortement ressenti et causer des dommages mineurs. À 0,5g, l'accélération est la moitié de la gravité, et des dommages structurels aux bâtiments bien conçus deviennent probables. Le PGA le plus élevé enregistré était de 2,7g lors du séisme de Tōhoku de 2011 au Japon.
Les équations de prédiction du mouvement du sol (GMPE), également appelées relations d'atténuation, sont des modèles empiriques qui estiment le PGA en fonction de la magnitude du séisme, de la distance à la faille, de la profondeur et des conditions du site. Cet outil utilise une GMPE simplifiée pour fournir des estimations éducatives. L'analyse professionnelle du risque sismique emploie plusieurs GMPE et tient compte de l'incertitude à travers des arbres logiques. Les conditions du site comptent significativement — les sols meubles peuvent amplifier le PGA de 2 à 3 fois par rapport au substratum rocheux, un phénomène capturé par les facteurs d'amplification de site définis dans les codes de construction comme l'ASCE 7 et l'Eurocode 8.
PGA et conception structurelle
- Les codes de construction spécifient des valeurs de PGA de dimensionnement : les structures doivent résister à un certain niveau d'accélération du sol sans effondrement. Dans les zones à forte sismicité, cela représente généralement 0,3 à 0,4g.
- Le PGA seul ne décrit pas entièrement la sévérité du mouvement du sol — la durée et le contenu fréquentiel comptent également. Un bref pic de PGA élevé peut être moins dommageable qu'une secousse modérée prolongée.
- La classification du site (A à F dans l'ASCE 7) affecte le spectre de dimensionnement : les sites sur sol meuble (Classe D/E) nécessitent des forces de dimensionnement plus élevées en raison des effets d'amplification.
- Les cartes d'aléa sismique, telles que celles produites par l'USGS et le GSHAP, montrent les valeurs de PGA avec une probabilité de dépassement de 10 % en 50 ans — la référence standard pour les codes de construction.
Utilisations courantes
- Estimer le niveau de secousses du sol à un endroit précis pour un scénario de séisme hypothétique.
- Comprendre comment la distance et les conditions du sol affectent l'accélération du sol.
- Comparer le PGA estimé aux exigences des codes de construction pour évaluer les dommages potentiels.
- Démonstrations éducatives de l'atténuation sismique et des effets d'amplification de site.
How to Use
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1
Define the Earthquake Scenario
Enter the earthquake magnitude (Mw), epicenter coordinates, and focal depth. For site-specific design purposes, you may also use a return period (e.g., 475-year) to retrieve the probabilistic PGA from the USGS seismic hazard map.
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2
Specify Your Site Location and Soil Class
Enter your coordinates and select your site soil class (A through F per ASCE 7 / Eurocode 8). Site class D (stiff soil, Vs30 = 180–360 m/s) is the reference class; softer soils amplify PGA, harder rock reduces it.
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3
Review the PGA Estimate and Design Implications
Read your estimated PGA in g-units and its corresponding approximate MMI intensity. The tool notes the relevant building code seismic design category (SDC) for US locations and the equivalent Eurocode 8 PGA design value.
About
Peak Ground Acceleration emerged as the primary seismic engineering parameter in the 1950s–60s when strong-motion accelerographs first became widely deployed following the 1940 El Centro earthquake (which produced the first complete accelerogram used in engineering, with PGA = 0.33g). PGA's appeal lies in its direct measurement from instruments, its physical intuition (how hard the ground shakes), and its correlation with observations from historical earthquakes. The USGS National Seismic Hazard Maps, first produced in the 1970s and updated through PSHA methodology, express seismic hazard primarily as PGA at specific probability levels.
However, PGA has known limitations as a sole damage predictor. It reflects high-frequency energy that governs rigid structural response but may not capture the damage potential for taller, more flexible structures sensitive to long-period energy. The 1985 Mexico City earthquake illustrated this dramatically: soft sediment resonance amplified long-period (2 second) waves while PGA on those same sediments was not extreme, yet mid-rise (8–15 story) buildings resonating at the site's natural period collapsed while shorter and taller buildings survived. This observation drove the adoption of design response spectra and, more recently, spectral acceleration at specific periods (Sa(1.0s), Sa(0.2s)) as primary design parameters in modern codes.
The emergence of broadband seismic networks and dense strong-motion arrays has dramatically expanded the observational database underpinning PGA prediction models. The Next Generation Attenuation (NGA) project, coordinated by PEER (Pacific Earthquake Engineering Research Center), compiled an international database of over 21,000 ground motion records from 600+ earthquakes to develop the NGA-West2 model suite—five independent GMPEs now used as the foundation of USGS hazard maps and incorporated into building codes in the US and internationally. These models explicitly account for magnitude, distance, depth, style of faulting, hanging wall effects, basin depth, and Vs30, providing PGA predictions with quantified uncertainty at any site worldwide.