RISQUE SISMIQUE : La prise en compte du risque sismique sur les ouvrages d'art

Transcription

1 CoTITA Méditerranée Journée du 17 novembre 2011 Conférences sur les risques RISQUE SISMIQUE : La prise en compte du risque sismique sur les ouvrages d'art Réseau Scientifique ettechnique du MEDDTL Centre d'études de l'équipement Méditerranée

2 Le cas des ouvrages neufs Le nouvel arrêté du 26 octobre 2011 (publié au JO du 10/11/2011) : fixe les nouvelles règles de dimensionnement des ouvrages neufs : Définition de l'aléa (accélérations et spectres de calcul) Définition des catégories d'importance Application imposée de l'eurocode 8 (NF EN , NF EN , NF EN AN) 2 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 2

3 Le cas des ouvrages neufs Ce qui change en pratique : Pas de révolution dans les concepts de base relatifs à la prise en compte du séisme sur les ponts... mais certaines évolutions sensibles et ajouts par rapport aux anciennes règles PS92 (mettant à profit les avancées scientifiques les + récentes) : Modification de l'aléa (notamment nouveau zonage + prise en compte différente des effets de site géologiques) Qualification des sols basée sur des essais très spécifiques (mesure des vitesses d'ondes de cisaillement) Meilleure prise en compte de l'endommagement structurel (fissuration, plastification) dans les calculs (+ réaliste mais + complexe et nécessitant des moyens logiciels spécifiques et une expertise pointue) Dispositions constructives + ciblées et globalement contraignantes Prise en compte de la composante verticale (avg/ag = 0,9 ou 0,8 ag) uniquement pour certaines justifications spécifiques Encadrement normalisé (EC8-2 + NF EN 15129) de l'utilisation des dispositifs antisismiques 3 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 3

4 Le cas des ouvrages neufs Les missions du maître d'ouvrage : - Définition de la catégorie d'importance de l'ouvrage (et éventuelent durée d'utilisation) - Choix de la conception parasismique (géométrie et comportement visé) : Essentiellement élastique (sans dommage théorique notable sous séisme de référence) Ductile (structure dissipative avec dommages théoriques sous séisme de référence) Basée sur l'isolation sismique et l'emploi de dispositifs amortisseurs 4 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 4

5 Le cas des ouvrages neufs Les missions du maître d'ouvrage : - Investigations géotechniques, permettant de définir : La classe de sol (effet de site géologique) La raideur des fondations Les éventuels effets induits (notamment liquéfaction) et dont le niveau est à calibrer selon : Niveau d'étude (faisabilité, avant-projet, projet...) Niveau d'aléa (zone de sismicité et type de sol) Enjeux (ou catégorie d'importance) 5 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 5

6 Le cas des ouvrages neufs Documentation technique à paraître : Guide Sétra «Ponts en zone sismique Conception et dimensionnement selon l'ec8» (refonte de l'actuel guide de conception Sétra/Sncf «Ponts courants en zone sismique») Guide AFPS/Sétra «Dispositifs antisismiques pour les ponts» 6 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 6

7 Le cas des ouvrages existants Une problématique particulière : PS92 : 1ères règles de conception parasismique «modernes» en France Vulnérabilité potentielle des constructions conçues avant 1995 Question des ouvrages situés dans des zones considérées «non sismiques» dans l'ancien zonage Aspect non traité dans le projet d'arrêté «Ponts» Manques stratégiques et méthodologiques concernant cette problématique : Quels ouvrages traiter en priorité? Quelles méthodes d analyses pour les diagnostiquer? Quel niveau de performance à atteindre par leur renforcement? A quel coût? 7 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 7

8 Le cas des ouvrages existants Méthodologie développée par le RST : Méthode Sismoa pour l'évaluation préliminaire du risque sismique sur les OA Approche sommaire qualitative basée sur des critères typologiques et géométriques Resposant sur l'analyse des dégâts subis par les ponts lors des séismes passés 8 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 8

9 9 Le cas des ouvrages existants Méthodologie développée par le RST : Schéma de priorisation des ouvrages, établi par croisement : Des indices de vulnérabilité sommaire Sismoa Des niveaux d'aléa (accélérations de référence réglementaires + effets induits) De considérations d'enjeux (matrice d'importance couvrant différentes échelles : itinéraire/oa + long terme/court terme) - Diagnostic recommandé pour les ouvrages tels que : R x I 50 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 9

10 Le cas des ouvrages existants Méthodologie développée par le RST : 2ème phase : Diagnostic et projet de renforcement Diagnostic sismique basé sur des méthodes d'analyse spécifiques (approches incrémentales visant à évaluer de manière la + réaliste possible le niveau de résistance des structures) Etablissement d'objectifs de performance optimisés, réalistes et accessibles (meilleur optimum performance/enjeux/coûts) de renforcement adaptées au contexte français (typologies d'ouvrage + sismicité «modérée») 10 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 10

11 Le cas des ouvrages existants Documentation technique à paraître : Guide Sétra «Diagnostic et renforcement sismiques des ponts existants» 1ères applications opérationnelles : Etude test triangle A7-A8-A54 : 4 OA à diagnostiquer sur 63, perform. passée de 40 à 60% AEd pour un coût < 5% de remplacement 5 viaducs de l'a9 entre Perpignan et l'espagne : permet d'atteindre 100% aed pour un coût compris entre 2 et 13% du coût de remplacement Viaduc de Caronte (A55, Martigues) : butées + rempl. AA + amortisseurs => permet d'atteindre 70 à 100% AEd selon accélérogramme utilisé 11 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 11

12 Le point de vue d'un gestionnaire Réseau et zonage sismique Réseau ASF : 2633 km 3846 ponts (> 2m) 12 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 12

13 Le point de vue d'un gestionnaire Conséquences macroscopiques Aléa rehaussé Zones entourées : anciennes zones non sismiques (50% des OA) ou zones de sismicité rehaussée ( 400 OA) 13 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 13

14 Le point de vue d'un gestionnaire Conséquences macroscopiques Dispositions constructives Zones entourées : OA conçus avant 1996 Dispositions constructives à revoir 2800 ponts en zones d'aléa sismique faible, modéré ou moyen, soit 72% du patrimoine nécessité de définir une stratégie pour aborder et traiter ce problème 14 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 14

15 Le point de vue d'un gestionnaire Hiérarchisation 3 niveaux de priorité fonction de l'aléa : A1 > A2 > A3 4 niveaux de priorité fonction de la typologie (= vulnérabilité) des OA : T1 > T2 > T3 > T4 matrice de criticité (4 classes) : C1 > C2 > C3 > C4 4 degrés de priorité fonction de l'importance (ouvrage ou itinéraire) : I1 > I2 > I3 > I4 matrice de risque : R1 (fort) > R2 (modéré) > R3 (faible) > R4 (très faible) Classement final : soit 2807 ponts (hors R4) 15 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 15

16 Le point de vue d'un gestionnaire Stratégie 1 : Application du guide à l'ensemble du réseau 1) Evaluation préliminaire du risque sismique : Phase 1 : R1 (711 OA) Phase 2 : R2 (945 OA) Phase 3 : R3 (1151 OA) 2) Diagnostic détaillé limité aux OA de R x I 50 : 227 OA de niveau de risque R1 97 OA de niveau de risque R2 (extrapolation de l'étude test réalisée dans le triangle A7/A8/A54 dans le cadre du guide) 3) Travaux de renforcement : 150 OA (extrapolation de l'étude test réalisée dans le triangle A7/A8/A54 dans le cadre du guide) Le nb d'oa a traiter est colossal, tant en études qu'en travaux Nécessité d'affiner la démarche pour étaler la charge 16 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 16

17 17 Le point de vue d'un gestionnaire Stratégie 2 : Réflexion par itinéraire Priorisation des études et travaux de renforcement selon l'importance socioéco de l'itinéraire : - Axe stratégique international (ex : A7 + A9) - Ne possédant pas d'itinéraire alternatif (vs A64) Pour priorité 1 en rouge : R1 R2 R3 R / 48% 32% 42% Application du guide dans l'ordre de priorité des itinéraires : rouge / jaune / vert Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 17

18 Le point de vue d'un gestionnaire Stratégie 2 : Réflexion par itinéraire Logique de continuité d'itinéraire + quelques OA de grande importance régionale 18 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 18

19 Merci pour votre attention 19 Centre d'etudes de l'equipement Méditerranée 19