Milan ZACEK. «Effets des séismes sur les constructions et vulnérabilité des bâtiments existants» Professeur à l ENSA Marseille. Architecte, ingénieur

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Eveline Blanchette
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1 Milan ZACEK Professeur à l ENSA Marseille. Architecte, ingénieur «Effets des séismes sur les constructions et vulnérabilité des bâtiments existants»

2 1. Pertinence de la protection parasismique des bâtiments Les tremblements de terre sont inévitables, mais la destruction des bâtiments ne l est pas. Or plus de 90% des pertes en vies humaines sont dus à l effondrement d ouvrages : La sauvegarde des vies humaines, du patrimoine et des activités passe donc par la construction parasismique et la réhabilitation parasismique du bâti existant, particulièrement vulnérable

3 2. Facteurs de vulnérabilité aux séismes des bâtiments existants Les facteurs de vulnérabilité relèvent : 1. de l architecture (configuration et détail) 2. du système constructif 3. des dispositions constructives 4. de l état de conservation 5. des interactions possibles avec l environnement construit 6. de l interaction de la construction avec le site «Construire en zone de risque sismique» - Tarbes 12 décembre d

4 2.1. Vulnérabilité liée à l architecture Les phénomènes suivants peuvent être évités par une architecture adéquate : - oscillations asynchrones des différentes parties de la construction - torsion de la construction - effet de niveau souple - effet de poteau court

5 Dommages dus aux oscillations asynchrones des différentes parties de la construction El Asnam, Algérie 1980 San Fernando, Californie 1971

6 Dommages dus à la torsion de la construction Mexico 1985 Philippines 1976

7 Constructions particulièrement exposées à la torsion d ensemble Martinique Grèce

8 Dommages dus à la présence d un niveau plus souple que le niveau supérieur Kobé, Japon 1995 Boumerdès, Algérie 2003

9 Dommages dus à l effet de poteau court Chi-Chi, Taïwan 1999 El Asnam, Algérie 1980

10 2.2. Vulnérabilité liée au système constructif Contreventement insuffisant San Fernando, Californie 1971 Izmit, Turquie 1999

11 Choix d une ossature avec remplissages en maçonnerie Eclatement des panneaux de remplissage Boumerdès, Algérie 2003 Caracas, Venezuela 1967

12 2.3. Vulnérabilité liée aux dispositions constructives Constructions en maçonnerie : absence de confinement San Giuliano, Italie 2002, M = 5,7 Guadeloupe 2004, M = 6,3

13 Constructions en béton armé Absence de confinement des poteaux San Fernando, Californie 1971 Kobé, Japon 1995

14 Constructions en béton armé Effondrement dû à l absence de confinement des poteaux, des poutres et des nœuds Boumerdès, Algérie 2003 Mexico 1985

15 Constructions en bois Ancrage insuffisant des murs en bois San Fernando, Californie 1971 Anchorage, Alaska 1964

16 Constructions en bois Absence d attaches entre le parement et le mur en bois Anchorage, Alaska 1964 Montana, Etats-Unis 1959

17 2.4. Vulnérabilité liée à l état de conservation Mauvais état de conservation Erevan, Arménie zone de forte sismicité

18 2.5. Vulnérabilité liée à l interaction avec l environnement construit Joint insuffisant entre bâtiments voisins: entrechoquement Izmit, Turquie 1999 Kobé, Japon 1995

19 Possibilité d effondrement ou de chute d éléments de la construction voisine Bâtiments endommagés par un ouvrage voisin Ceyhan-Misis, Turquie 1998 Chi-Chi, Taïwan 1999

20 2.6. Vulnérabilité liée au site Résonance entre le bâtiment et le sol Mexico 1985 Kobé, Japon 1995

21 Possibilité d effet de site topographique Bâtiment effondré ayant subi des secousses amplifiées par effet de site topographique

22 Possibilité de liquéfaction du sol Bâtiments fondés sur un sol liquéfiable Caracas, Venezuela 1967 Izmit, Turquie 1999

23 Possibilité de glissement de terrain ou d éboulement rocheux 1. Bâtiment endommagé par un glissement de terrain 2. Chute de blocs pouvant endommager les constructions Anchorage, Alaska 1964 Sennoz, France

24 3. Stades d une réhabilitation parasismique des bâtiments L objectif ultime de la protection parasismique du bâti existant est une réhabilitation, qui comporte trois stades au niveau du projet : - Evaluation de la vulnérabilité aux séismes - Choix d une stratégie de réhabilitation - Choix des techniques de renforcement

25 4. Evaluation de la vulnérabilité des bâtiments aux séismes A l échelle d un bâtiment : évaluation «sur mesure» - présomption de vulnérabilité : prédiagnostic (qualitatif, 2 niveaux d étude) - vulnérabilité proprement dite : diagnostic (quantitatif, 2 niveaux d étude) A l échelle urbaine : évaluation statistique (3 niveaux d étude)

26 Prédiagnostic niveau 1 : méthode des fiches (AFPS 2002)

27 Méthode des fiches AFPS 2002 (suite)

28 Méthode des fiches AFPS 2002 (suite) Evaluation de l endommagement Σ K i > 100 Présomption très forte de vulnérabilité 50 < Σ K i < 100 Présomption forte de vulnérabilité 25 < Σ K i < 50 Présomption moyenne de vulnérabilité 10 < Σ K i < 25 Présomption faible de vulnérabilité Σ K i < 10 Présomption très faible de vulnérabilité

29 Méthode des fiches AFPS 2002 (suite) : Correspondance entre valeurs de Σ K i et les dommages Présomption de vulnérabilité moyenne 25 < Σ K i 50-0,1 g : dommages légers - 0,2 g : dommages modérés - 0,4 g : dommages graves Présomption de vulnérabilité faible 10 < Σ K i 25-0,1 g : dommages négligeables - 0,2 g : dommages légers - 0,4 g : dommages modérés Présomption de vulnérabilité Σ K i 10-0,1 g : dommages nuls à négligeables - 0,2 g : dommages négligeables à légers - 0,4 g : dommages légers à modérés

30 5. Stratégies de réhabilitation parasismique des bâtiments Deux grandes familles de démarches : - améliorer le comportement dynamique de l ouvrage pour réduire l intensité des charges sismiques - améliorer le niveau de performances de l ouvrage Performance structurale en termes d énergie absorbée

31 Les points clés «Effets des séismes sur les constructions et vulnérabilité des bâtiments existants» - En cas de tremblement de terre, les constructions peuvent être meurtrières ; il est nécessaire de les rendre parasismiques - La vulnérabilité aux séismes des constructions dépend de leur architecture, structure, des dispositions constructives, du site et de l environnement bâti - Plusieurs méthodes d évaluation de la vulnérabilité aux séismes existent ; la méthode la plus sommaire est celle des fiches - La stratégie de réhabilitation ne devrait pas consister seulement en un renforcement systématique de la structure ; une amélioration du comportement dynamique des bâtiments permet de réduire l importance des effets des séismes qu ils subissent

32 «Effets des séismes sur les constructions et vulnérabilité des bâtiments existants» Milan ZACEK Professeur à l ENSA Marseille. Architecte, ingénieur zacek.milan@gmail.com «Risque sismique : renforcer les bâtiments existants»

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