Confortement et renforcement des structures avec des solutions acier
Mise aux normes sismiques des constructions

Cet article est consacré à la consolidation de bâtiments vis-à-vis d’un risque sismique, ainsi qu’à la réparation de constructions ébranlées lors d’un tremblement de terre. Il fait un état de l’art de la réhabilitation sismique d’ouvrages à partir de solutions en acier tout en présentant des technologies récentes comme, par exemple, la mise en place de diaphragmes métalliques ou encore les solutions d’amortisseurs à base d’alliages à mémoire de forme.

Toutes ces techniques ont été développées au Japon, aux États-Unis ou en Europe, c’est-à-dire dans des pays comportant des zones à risques sismiques sévères (en Italie par exemple pour ce qui concerne l’Europe). La France est très concernée par les séismes, cette menace vaut pour la métropole mais surtout pour les territoires comme les Antilles, fortement menacés par l’aléa sismique. Le Plan Séisme (voir lien dans le Pour en savoir plus) et le nouveau zonage des départements d’outre-mer prévoient d’ailleurs la remise à niveau de la résistance sismique des constructions publiques. Par voie de conséquence, ils impliquent des travaux de confortation majeurs nécessitant la mise en place de techniques de renforcement pour lesquelles l’acier est susceptible d’apporter des réponses de qualité, comme nous allons le voir par la suite.

Les approches réglementaires sont désormais régies par l’Eurocode 8 dont la partie 1-4 traite du renforcement et de la réparation des bâtiments. Des précisions sur les dispositifs antisismiques sont apportées par la norme EN 15129.

La réhabilitation sismique est un sujet à part entière avec une multitude de cas difficiles à appréhender globalement de manière réglementaire. En effet, cet exercice fait appel à l’état de l’art et au bon sens critique de l’ingénieur qui doit interpréter et adapter les textes réglementaires. Au-dessus d’une magnitude de degré 6.0 sur l’échelle de Richter, la désolation qui suit un tremblement de terre est impressionnante. Une fois les répliques sismiques purgées, et lorsqu’il n’y a plus d’espoir de retrouver des survivants, il faut sécuriser les bâtiments ébranlés et décider rapidement ceux qui sont viables et de ceux qui sont définitivement hors d’état de fonctionner pour les démolir.

Les impacts d’un séisme ne sont pas forcément égaux dans tous les quartiers d’une même ville où les différentes catégories de construction d’un même lieu peuvent être influencées par la topographie. La nature du sous-sol et la constitution propre de l’ouvrage (techniques de construction et matériaux). Évidemment, les moyens de réparation mis en œuvre doivent tenir compte de ces derniers paramètres. L’évaluation de chaque construction se fait au cas par cas, après une inspection fine des dommages. L’après séisme est également une bonne occasion pour revoir l’approche parasismique.

Les séismes successifs qui eurent lieu dans une région comme celle de San Francisco ont amené à effectuer des réparations ou des confortements des constructions qui ont survécu aux différents tremblements de terre. De par sa flexibilité de mise en œuvre, mais aussi grâce au grand nombre de solutions antisismiques qu’il permet de développer, l’acier peut jouer un rôle déterminant dans tous ces confortements et cela, quel que soit le matériau à l’origine de la construction.

Avant de décider d’un protocole de réparation, les premiers confortements post-séisme consistent à réparer les capacités structurelles des constructions ébranlées pour qu’elles puissent au moins soutenir les charges climatiques et les charges d’exploitation habituelles. Ces techniques de renforcement sont exposées dans les articles [C 2 351] et [C 2 352].

Le présent article, quant à lui, traite plus particulièrement de confortements d’ampleur d’avant séisme destinés à renforcer des bâtiments anciens qui n’ont pas été conçus pour faire face à cet aléa. Une partie de l’article donne également des solutions de renforcement qui peuvent être appliquées sur des bâtiments faiblement ébranlés afin de les mettre en sécurité et de les renforcer autant que nécessaire.

Les techniques de renforcements sismiques des constructions ont beaucoup évolué ces dernières années. Les multiplications des séismes de forte magnitude, mais aussi l’élargissement des zones à risque dans le monde, ont contribué à développer les recherches pour faire face à ces catastrophes et à leurs conséquences. Les travaux des chercheurs portent sur la conception des structures neuves, sur leurs réparations mais aussi sur la consolidation et la protection des bâtiments existants placés dans des zones nouvellement réputées à risques.