Dans les bassins sédimentaires, le mouvement du sol suite à un séisme peut être amplifié selon les conditions locales de site. L’estimation de ces effets de site est importante pour l’évaluation correcte et précise de l’aléa sismique, mais est souvent rendue difficile à faire expérimentalement du fait du peu de données disponibles sur un site spécifique, surtout dans des régions de sismicité faible à modérée où les séismes nécessaires à la mesure de ces effets de site ont des longues périodes de retour. Dans cette étude, nous explorons une approche alternative aux méthodes classiques d’estimation des effets de site, en proposant de baser cette estimation sur des données de bruit sismique ambiant et sur des simulations numériques. Plus précisément, nous proposons d’utiliser des méthodes d’imagerie passive, en particulier la tomographie d’ondes de surface extraites du bruit sismique (Ambient Noise Surface-Wave Tomography, ANSWT) pour construire des modèles numériques 3D des propriétés sismiques d’une zone d’étude, modèles que nous utilisons ensuite au sein de simulations numériques de propagation d’ondes pour calculer une estimation numérique d’amplification sismique dans un bassin. Nous illustrons cette approche avec un cas d’étude situé dans le bassin de Tricastin, en vallée du Rhône (France), où la crise de salinité messinienne a creusé un paléo-canyon maintenant rempli de sédiments meubles en contact avec un substratum induré, créant ainsi des conditions propices à l’émergence d’effets de site significatifs documentés par des études précédentes. Ce travail utilise deux jeux de données complémentaires. Nous utilisons d’une part des données de sismicité enregistrées par un réseau de stations large bande déployé pendant 8 mois sur la zone d’étude. Ces données de sismicité nous permettent de mesurer l’amplification sismique dans le bassin par rapport à une référence au rocher via le calcul de rapports spectraux standards (Standard Spectral Ratios, SSR) qui nous servent de points d’observation de référence pour évaluer nos résultats numériques. D’autre part, nous exploitons des enregistrements continus de bruit sismique acquis par un réseau dense de 400 capteurs autonomes 3-composantes. En amont de ce travail, ces données de bruit ont été utilisées pour construire un modèle 3D de vitesse des ondes de cisaillement (VS) par ANSWT, ainsi que pour estimer l’amplification sismique dans le bassin via des SSR basés sur le bruit sismique (noise-based SSR, SSRn). Le modèle ANSWT obtenu reproduit bien les structures géologiques attendues à grande échelle, avec des variations latérales de vitesses en profondeur correspondant aux parties profondes du bassin. Cependant, nos résultats de simulation montrent aussi que certaines limites de ce modèle liées à la sensibilité et à la capacité de résolution des ondes de surface utilisées pour l’imagerie ont un effet sur l’amplification numérique prédite dans le bassin. En particulier, ce modèle ANSWT ne comporte pas de limites franches entre le bassin et les sites au rocher affleurant en surface. Par conséquent, dans les simulations numériques effectuées dans ce modèle, les ondes sismiques ne sont pas piégées de manière efficace dans le bassin, dont les bords — ou plus précisément, le manque de bords — ne génèrent pas de diffractions significatives d’ondes de surface susceptibles de se propager latéralement dans le bassin. L’amplification sismique prédite dans le bassin reste donc dominée par une réponse 1D, et ne reproduit pas le caractère large bande de l’amplification observée en certains points du bassin, visiblement affectés par des effets de propagation 3D. En revanche, l’amplification numérique prédite dans le modèle montre un bon accord avec les observations en d’autres points du bassin, moins affectés par ces effets de propagation 3D, notamment dans des zones relativement complexes où les variations latérales de la structure du sous-sol doivent être prises en compte. Dans ces conditions, l’imagerie passive semble fournir une caractérisation satisfaisante du sous-sol à même d’expliquer l’amplification observée. Nos résultats permettent donc d’identifier et de mieux comprendre le potentiel et les limites de l’utilisation de modèles sismiques 3D construits par imagerie sismique passive pour l’estimation numérique des effets de site. Ces résultats nous amènent à proposer plusieurs perspectives d’amélioration de cette approche, qui reste prometteuse pour l’estimation des effets de site en contexte de sismicité faible à modérée.