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.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de mai 2014 par André PLUMIER
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Conception parasismique des ouvrages
En anglais
1. Éléments de sismologie de l’ingénieur
1.1 Causes des séismes
La compréhension du mécanisme responsable de l’activité sismique du globe terrestre est récente, puisque ce n’est qu’en 1968 que J. Morgan, D. McKenzie et X. Le Pichon ont formulé la théorie de la tectonique des plaques qui fournit un modèle cinématique cohérent des déformations de l’écorce terrestre .
Le moteur de ces déformations est (figure 1) l’expansion des fonds océaniques (proposée en 1960 par H. Hess après l’échec d’autres tentatives d’explication de la « dérive des continents », imaginée en 1915 par Wegener) par création continue de croûte océanique le long des dorsales médio-océaniques ; cette expansion, qui peut atteindre 170 mm/ an pour les dorsales les plus actives, pousse les unes contre les autres les différentes plaques rigides (une douzaine au total, figure 1) qui constituent l’écorce terrestre. Plusieurs types de mouvements peuvent résulter de ces affrontements entre plaques :
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la subduction, c’est‐à‐dire la plongée d’une plaque sous une autre (ce qui permet de compenser l’augmentation de surface résultant de l’expansion des fonds océaniques), comme celle de la plaque Nazca sous l’Amérique du Sud, ou de la plaque Philippines sous l’Eurasie au niveau du Japon ;
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le décrochement, c’est‐à‐dire le coulissage horizontal d’une plaque contre une autre (failles transformantes), dont l’exemple le plus connu est la célèbre faille de San Andreas en Californie (contact entre les plaques Pacifique et Amérique du Nord) ;
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la compression, c’est‐à‐dire la collision frontale sans subduction qui se traduit par la formation de chaînes de montagnes, comme l’Himalaya, résultat de la collision des plaques...
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