Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Jacques BETBEDER-MATIBET : Conseiller Scientifique à EDF-SEPTEN (Service Études et Projets Thermiques et Nucléaires)
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Jean-Louis DOURY : Ingénieur en chef au CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) - Secrétaire technique de la Commission française de normalisation des règles de construction parasismique
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Lire l’articleINTRODUCTION
Dans la plupart des régions sismiques, l’adoption de techniques de construction visant à réduire les risques liés aux tremblements de terre apparaît comme très ancienne. Ainsi, les fouilles conduites sur le site de Taxila (Pakistan) ont mis en évidence les mesures de renforcement des fondations lors de la reconstruction de la ville après le séisme de l’an 25. De même, à l’époque byzantine, on a pu constater des changements radicaux dans les modes de construction dans plusieurs villes de Syrie et d’Anatolie (réduction de la hauteur des maisons, renforcement par des charpentes en bois, suppression des murs de briques non renforcés). La Chine et le Japon fournissent aussi de nombreux exemples de constructions anciennes dont la conception a certainement été influencée par la considération du risque sismique. L’hypothèse selon laquelle l’architecture très particulière des monuments incas (murs formés de blocs irréguliers ajustés entre eux avec un soin extrême) correspondait à un souci de protection parasismique a également été avancée.
À l’origine purement empirique, la construction parasismique s’est progressivement développée et a pris place parmi les techniques de l’ingénieur ; elle est pluridisciplinaire par nature, puisqu’elle fait appel aux géologues, sismologues, architectes, mécaniciens des sols, ingénieurs de structures et calculateurs, dont la collaboration est nécessaire pour tout projet important en zone sismique. Même si l’on reste dans le domaine du bâtiment courant, la bonne utilisation d’un code parasismique par un ingénieur de structures suppose, de la part de celui‐ci, des bases suffisantes en sismologie et la compréhension des particularités de l’action sismique (aspects dynamiques, notamment aléatoires, et raisonnement en termes de déformation plutôt qu’en termes de force).
Le présent article vise donc à présenter une vue d’ensemble de la construction parasismique, sans se limiter aux considérations sur les structures et les matériaux. On abordera successivement les éléments indispensables de sismologie, la conception parasismique proprement dite, les méthodes de calcul et l’état actuel de la réglementation.
Dans la suite, il est nécessaire de compléter l’article sur les deux points suivants :
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les évolutions, très sensibles depuis 1991, des textes législatifs et réglementaires applicables en France pour la prévention du risque sismique, ainsi que des documents techniques sur lesquels ils s’appuient 4.3 ;
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les enseignements tirés des séismes majeurs de Northridge (Californie) du 17 janvier 1994 et de Hyogo-Ken-Nambu (Kobé, Japon) du 17 janvier 1995 qui ont un intérêt exceptionnel, car ils ont permis de tester en vraie grandeur l’efficacité des codes parasismiques sur un grand nombre de bâtiments et d’ouvrages soumis à de très fortes secousses 5.
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- Version courante de mai 2014 par André PLUMIER
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Bases du calcul sismique
En anglais
2. Conception parasismique des ouvrages
2.1 Sols et fondations
On se reportera à la rubrique Géotechnique. Mécanique des sols et des roches de ce traité.
C’est un fait d’expérience bien établi que les ouvrages fondés sur sol meuble sont plus vulnérables aux actions sismiques que ceux fondés sur rocher. Cela tient, d’une part, aux effets de site 1.3.2 et, d’autre part, aux sollicitations induites dans les fondations par la déformation des sols sous l’effet des ondes sismiques.
Dans certains cas, l’action du mouvement sismique sur le sol provoque des désordres importants : tassements, effondrements locaux, diminution considérable de la force portante. Particulièrement notable est le phénomène de liquéfaction des sols, qui peut affecter les sols granulaires saturés d’eau ; ce phénomène résulte de la montée de la pression interstitielle de l’eau lorsque les vibrations sismiques tendent à tasser les grains les uns contre les autres ; cette montée de pression peut être telle qu’elle détruit la cohésion du squelette solide et lui fait perdre toute résistance au cisaillement . Ces désordres au niveau du sol peuvent avoir des répercussions très défavorables sur la tenue des fondations et des ouvrages.
Il convient donc d’éviter, dans la mesure du possible, les terrains fortement fracturés, les zones d’éboulis, les remblais insuffisamment compactés, les sols présentant un indice des vides élevé et les sols mous imprégnés d’eau.
Bien entendu, de telles conditions de fondation sont également défavorables du point de vue du comportement...
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