Pour tout savoir sur l’acier et ses utilisations

Concevoir parasismique, c’est s’intéresser à tous les facteurs pouvant avoir une incidence sur le comportement du bâtiment en cas de séisme. C’est au moment de l’esquisse que l’on fixe la géométrie donc la répartition des masses et des éléments rigides, ainsi que le type de structure. C’est donc là que l’on établit son mode de fonctionnement sous charges sismiques.

On distingue principalement cinq piliers de la conception parasismique. Le non-respect de l’une de ces démarches peut être à l’origine de l’effondrement du bâtiment lors d’un tremblement de terre.

• Le choix du site :
  Une onde sismique peut être amplifiée sous l’action d’effets de site ou par l’interaction entre le sol et le bâtiment. L’amplification des oscillations du sol se produit essentiellement sur les reliefs et en haut d’une rupture de pente, à la limite entre des sols rocheux et des sols mous.
  Sur sol meuble, il est préférable de construire des ouvrages à ossature rigide. Inversement, sur sols fermes ou sur rocher, mieux vaut privilégier les bâtiments à ossatures flexibles.
  Sur un terrain instable, sur une faille ou sur un terrain sujet au glissement, même la meilleure construction parasismique ne survivrait pas à une secousse
  

• Une conception architecturale parasismique :
  Le comportement d’un bâtiment est influencé par sa forme. Certaines configurations amplifient considérablement les sollicitations dues aux secousses et donc créent de mauvaises conditions de résistance.

  Trois options pour une forme architecturale

  
  
• Un respect des règles parasismiques (dispositions constructives et dimensionnement) :

  • Dispositions constructives parasismiques: selon le type de leur système porteur de leur structure, deux bâtiments d’aspect identique, sur un même sol, auront un comportement très différent

  • Dimensionnement au séisme : les règles de calculs de structure doivent être respectées. Le choix de la méthode de modélisation ou de calcul (statique ou dynamique), en particulier, est primordial. Les règles parasismiques n’imposent pas une garantie de résistance aux tremblements de terre. Elles visent à réduire le plus possible la probabilité de pertes de vies humaines.

    Eurocode 8 : nouvelles règles parasismiques

    
    
• Une exécution de qualité :

  • Matériaux de bonne qualité, favorisant la résistance des éléments constructifs aux tremblements de terre, ainsi que la dissipation de l’énergie communiquée lors des secousses.

  • Travaux exécutés dans les règles de l’art, avec un soin tout particulier apporté aux assemblages et aux liaisons entre les divers éléments, principaux points faibles des structures. La dégradation de leur résistance et de leur rigidité conduit rapidement à la ruine de la construction.

  • Protection contre le feu : des constructions qui ont résisté aux secousses peuvent être entièrement détruites par les incendies consécutifs aux séismes.

  • Eléments non structuraux : ils doivent être conçus et installés de façon à ne subir aucun dommage lors des déformations de la structure à laquelle ils sont fixés. Leur destruction est une cause trop fréquente des blessures de personnes et entraîne des coûts de réparation ou de remplacement non négligeables.

  • Modifications ultérieures : les recommandations de l’Association Française de Génie Parasismique précisent clairement « qu’il ne peut être procédé à des transformations de l’ouvrage, même non structurales, ou à des changements d’affectation et d’utilisation que si les conséquences en ont été étudiées et les inconvénients éventuels dûment palliés ».
    

• Une maintenance régulière :
  Afin de conserver l’intégralité de ses propriétés parasismiques, un bâtiment doit être inspecté et entretenu régulièrement.

Il n’existe pas de forme parasismique idéale et universelle. Mais on peut recenser certains principes de construction que devraient avoir à l’esprit les architectes, ingénieurs, promoteurs et urbanistes.

Des formes symétriques et simples

• Rester simple, utiliser le moins possible de structures et de configurations complexes.
• Concevoir des ouvrages symétriquement chargés, éviter les plans en L ou en T et les porte-à-faux.
• Eviter les plans de bâtiments longs et étroits

Une bonne répartition des charges entre éléments verticaux et horizontaux

• Répartir la résistance et la ductilité de manière uniforme et continue
• Prévoir des éléments horizontaux permettant la formation de rotules avant que celles-ci ne se forment dans les éléments verticaux

• Créer un système très hyperstatique (encastrement entre éléments verticaux et horizontaux) et vérifier en tout point l’application du principe de poteau fort et poutre faible. Ceci afin que les désordres structurels ne se produisent pas dans les éléments verticaux - ce qui pourrait entraîner l’effondrement de l’ouvrage - mais dans les éléments horizontaux.

Un soin particulier apporté aux zones d’intersection

• Faire très attention aux zones dites critiques de la structure. Ces zones, situées au voisinage des liens entre éléments verticaux et horizontaux, sont particulièrement exposées aux sollicitations sismiques.

Plus la structure a un comportement plastique, mieux elle résiste. D’où l’importance du choix des matériaux et du système de contreventement.
Les systèmes porteurs les plus sujets à des dommages sismiques sont les murs en maçonnerie et les ossatures en béton armé avec des remplissages en maçonnerie.

Dans une construction parasismique, la structure doit afficher plusieurs caractéristiques, parmi lesquelles :

• La capacité de la construction à « dissiper l’énergie » :
  L’idée est que la structure accepte des dommages structuraux «bien placés » afin de dissiper une partie de l’énergie des oscillations (effet de fusible) et de prévenir l’effondrement sur les occupants. Les structures dissipatives sont plus efficaces vis-à-vis des tremblements de terre – et plus économiques car elles peuvent être dimensionnées pour des charges sismiques très inférieures.
  

• La résistance à l’effondrement après d’importants dommages structuraux :
  Ce qui signifie en principe des planchers maintenus à leur place pour évacuer les personnes (et éviter un effondrement brutal du bâtiment sur les occupants).
  

• La légèreté :
  Les structures légères sont préférables car sont moins sollicitées que les structures lourdes et plus facilement déformables.
  
  

• La résistance aux efforts alternés :
  La structure doit être capable d’équilibrer les efforts ascendants et descendants. Ce qui élimine d’office les structures haubanées unilatéralement et certaines ossatures suspendues.
  

• L’adaptation aux conditions d’appui :
  La structure doit pouvoir supporter un tassement différentiel sans s’effondrer.
  
  

• La régularité des systèmes porteurs :
  Travées régulières, superposition des éléments porteurs verticaux, même longueur libre pour tous les poteaux, poteaux de sections comparables, niveaux ayant une rigidité comparable, homogénéité, monolithisme du bâtiment car il favorise la rigidité globale de la structure.