Le risque sismique : anticiper et prévenir

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1 n 70 Décembre 2010 CA 70. E ISSN Le risque sismique : anticiper et prévenir Un million de séismes se produisent dans le monde chaque année. Résultant de phénomènes géologiques et géophysiques imprévisibles et complexes, il est indispensable d en tenir compte, dès la conception des ouvrages. En effet, lors de séismes, 90 % des pertes en vies humaines sont dues à l'effondrement des constructions. En France le risque sismique ne doit pas être négligé car des séismes de forte intensité se sont déjà produits par le passé, et la probabilité que de tels événements se reproduisent dans l'avenir est réelle. Pour mieux anticiper les effets dévastateurs, préserver les vies humaines et la sécurité des biens la réglementation sismique évolue. Une nouvelle réglementation s'applique à dater du 1 er mai 2011 pour tous les bâtiments neufs ou faisant l objet, à partir de cette date, d une demande de permis de construire, d une déclaration préalable ou d une autorisation permettant un commencement de travaux. Le respect des règles de construction parasismique est obligatoire en France pour toutes les constructions neuves, ainsi que certains bâtiments faisant l objet d une réhabilitation ou d une modification, en particulier lors du remplacement ou l'ajout d'éléments non structuraux ou lors d'une modification significative de la SHON (Surface Hors Oeuvre Nette). Le décret n du 22 octobre 2010 marque une évolution importante de la réglementation : un nouveau zonage sismique entre en application dès le 1 er mai 2011 et les normes de dimensionnement changent avec la mise en application progressive des Eurocodes. Tous les professionnels de l'industrie du Béton sont concernés par ces changements, ainsi que l'ensemble du secteur du bâtiment. SOMMAIRE Séisme des Abbruzes Le risque sismique : anticiper et prévenir... 1 Le décret n : les évolutions... 2 Les catégories d'importance des bâtiments... 3 Les règles de construction... 4 Les 4 étapes de la construction parasismique... 5 Objectifs de la construction parasismique... 5 Détermination des sollicitations sismiques : méthodes et calculs... 6 Conséquences pour les produits préfabriqués en béton... 9 Matériaux... 9 Blocs... 9 Éléments architecturaux... 9 Mise en œuvre des maçonneries Planchers Ossatures industrielles Conduits de cheminée Escaliers Références, sources documentaires

2 Actualités n 70 Le décret n : les évolutions Ce décret relatif à la prévention du risque sismique définit les modalités d'application des règles de construction parasismique pouvant être imposées aux équipements, bâtiments et installations dans les zones exposées à un risque sismique. L arrêté du 22 octobre 2010 porte donc sur la classification et les règles de construction parasismique applicables aux bâtiments de la classe dite «à risque normal» : Il définit les catégories d importance des bâtiments (Catégories d importance I, II, III ou IV). Il donne les normes et textes de dimensionnement applicables suivant la classe du bâtiment et la zone de sismicité, ainsi que tous les éléments nécessaires à leur application. Cet arrêté entrera en application également au 1 er mai Cet arrêté traite des bâtiments neufs, mais également du bâti existant. 2 catégories de bâtiments : à risque normal : logements, bâtiments recevant du public, à risque spécial : installations classées pour la protection de l environnement. Des communes répertoriées en 5 zones : Les communes exposées au risque sismique sont répertoriées dans le nouveau décret portant délimitation des zones de sismicité du territoire français (Décret n ). Elles sont regroupées en 5 zones de sismicité croissante allant de 1 à 5. Carte d'aléa sismique de la France (décret n ) Pour télécharger la liste des communes avec leur zone de sismicité : Alea_communes.xls Zone de sismicité Aléa 1 Très faible 2 Faible 3 Modéré 4 Moyen 5 Fort 2

3 Les catégories d importance des bâtiments Catégorie I Catégorie II Catégorie III Catégorie IV - les bâtiments dans lesquels est exclue toute activité humaine nécessitant un séjour de longue durée et non visés par les autres catégories - les bâtiments d habitation individuelle - les établissements recevant du public des 4 ème et 5 ème catégories au sens des articles R et R du code de la construction et de l habitation à l exception des établissements scolaires - les bâtiments dont la hauteur est inférieure ou égale à 28 mètres : bâtiments d habitation collective, bâtiments à usage commercial ou de bureaux, non classés établissements recevant du public au sens de l article R du code de la construction et de l habitation, pouvant accueillir simultanément un nombre de personnes au plus égal à les bâtiments destinés à l exercice d une activité industrielle pouvant accueillir simultanément un nombre de personnes au plus égal à les bâtiments abritant les parcs de stationnement ouverts au public - les établissements scolaires - les établissements recevant du public des 1 ère, 2 ème et 3 ème catégories au sens des articles R et R du code de la construction et de l habitation - les bâtiments dont la hauteur dépasse 28 mètres :. bâtiments d habitation collective, bâtiments à usage de bureaux - les autres bâtiments pouvant accueillir simultanément plus de 300 personnes appartenant notamment aux types suivants :. les bâtiments à usage commercial ou de bureaux, non classés établissements recevant du public au sens de l article R du code de la construction et de l habitation. les bâtiments destinés à l exercice d une activité industrielle - les bâtiments des établissements sanitaires et sociaux, à l exception de ceux des établissements de santé au sens de l article L du code de la santé publique qui dispensent des soins de courte durée ou concernant des affections graves pendant leur phase aiguë en médecine, chirurgie et obstétrique et qui sont mentionnés à la catégorie d importance IV ci-dessous - les bâtiments des centres de production collective d énergie quelle que soit leur capacité d accueil - les bâtiments dont la protection est primordiale pour les besoins de la sécurité civile et de la défense nationale ainsi que pour le maintien de l ordre public et comprenant notamment :. les bâtiments abritant les moyens de secours en personnels et matériels et présentant un caractère opérationnel. les bâtiments définis par le ministre chargé de la défense, abritant le personnel et le matériel de la défense et présentant un caractère opérationnel - les bâtiments contribuant au maintien des communications, et comprenant notamment ceux :. des centres principaux vitaux des réseaux de télécommunications ouverts au public. des centres de diffusion et de réception de l information. des tours hertziennes stratégiques - les bâtiments et toutes leurs dépendances fonctionnelles assurant le contrôle de la circulation aérienne des aérodromes classés dans les catégories A, B et C2 suivant les Instructions Techniques pour les Aérodromes Civils (ITAC) édictées par la direction générale de l aviation civile, dénommées respectivement 4 C, 4 D et 4 E suivant l Organisation de l Aviation Civile Internationale (OACI) - les bâtiments des établissements de santé au sens de l article L du code de la santé publique qui dispensent des soins de courte durée ou concernant des affections graves pendant leur phase aiguë en médecine, chirurgie et obstétrique - les bâtiments de production ou de stockage d eau potable - les bâtiments des centres de distribution publique de l énergie - les bâtiments des centres météorologiques à noter Pour les bâtiments dont diverses parties relèvent de catégories d importance différentes, le classement doit être effectué pour leur ensemble dans la catégorie d importance la plus élevée. Pour les bâtiments autres que ceux à usage d habitation ou ceux classés comme recevant du public au sens de l article R du code de la construction et de l habitation, le seuil de 300 personnes fait l objet d une déclaration du maître d ouvrage, à l exception des bâtiments de bureaux ne recevant pas du public, où la règle retenue pour l évaluation de l effectif est de compter une personne pour une surface de plancher hors œuvre nette égale à 12 m 2. Ainsi, un bâtiment de bureaux ne recevant pas du public sera de catégorie d importance II si la surface de plancher hors œuvre nette est inférieure ou égale à m 2. Sinon, il sera de catégorie d importance III. Le risque sismique : anticiper et prévenir 3

4 Actualités n 70 Les règles de construction Elles dépendent de la zone de sismicité et de la catégorie d importance du bâtiment. Dans le cas où l arrêté fait référence à d autres possibilités pour la justification des ouvrages, il est toujours possible de se référer à l Eurocode 8 (1). Les règles PS-MI 89 (2) révisées 92 ainsi que le guide CP-MI Antilles (3) sont en cours de révision. Leur version révisée, qui s appellera Guide des «Règles de conception et de réalisation des maisons individuelles et bâtiments assimilés», devrait entrer en application au plus tôt fin Zone de sismicité I Catégorie d importance II Maison individuelle Autre bâtiment III Aucune obligation Règles PSMI 89 révisées 92 ou CP-MI pour la zone 5 jusqu à leur version révisée (fin 2011?) Eurocode 8 ou PS 92 jusqu'au 1 er novembre 2012 IV Règles de construction devant être appliquées suivant la zone de sismicité et la catégorie d'importance du bâtiment De même, à titre provisoire et au plus tard jusqu au 1 er octobre 2012, les règles PS 92 (NF P (4) ) pourront continuer à s appliquer à condition d utiliser des valeurs d accélération spécifiques. Pour les bâtiments existants, il est nécessaire de se reporter à l'arrêté du 22 octobre Les PS 92, les PS-MI 89 révisées 92, ainsi que certains avis techniques, font référence à l ancien zonage sismique (zones Ia, Ib, II et III) ou à des classes de bâtiments. L arrêté du 22 octobre 2010 prévoit une substitution des terminologies pour que ces documents puissent être utilisés pendant la période transitoire. Terminologie précédente Terminologie substituée Zone de sismicité 0 Zone de sismicité 1 Zone de sismicité Ia Zone de sismicité 2 Zone de sismicité Ib Zone de sismicité 3 Zone de sismicité II Zone de sismicité 4 Zone de sismicité III Zone de sismicité 5 Classe de bâtiments A Classe de bâtiments B Classe de bâtiments C Classe de bâtiments D Catégorie d importance I Catégorie d importance II Catégorie d importance III Catégorie d importance IV Tableau de substitution des terminologies (1) L Eurocode 8 est la norme européenne de dimensionnement des ouvrages au séisme. Elle s utilise en complément des autres Eurocodes. (2) Les PS-MI 89 révisées 92 sont la norme française de conception et de dimensionnement simplifiés des maisons individuelles en métropole. (3) Les règles CPMI Antilles sont un guide publié par l Association Française du Génie Parasismique pour la conception et le dimensionnement simplifiés des maisons individuelles aux Antilles. (4) Les PS 92 sont la norme française de dimensionnement des ouvrages au séisme. Elle s utilise en complément des autres normes françaises, comme par exemple le BAEL, le BPEL ou les DTU qui ne sont pas encore compatibles avec les Eurocodes. 4

5 Les 4 étapes de la construction parasismique Un séisme est une rupture brutale d une faille de la croûte terrestre qui génère des ondes élastiques qui se propagent jusqu à la surface. Elles mettent alors en mouvement les fondations en les secouant principalement horizontalement. Ce mouvement génère des forces d inertie dans le bâtiment. Le bâtiment doit être conçu et réalisé pour résister à ces forces. Objectifs de la construction parasismique Un objectif double à prendre en compte : Le bâtiment ne doit pas s effondrer, même partiellement, sur les occupants ou sur des personnes se trouvant à proximité, lors d un séisme de référence*. Le bâtiment ne doit pas subir de dommages dont le coût des réparations serait trop élevé au regard du coût de la structure elle-même, sous l effet d un séisme correspondant à une période de retour plus faible que le séisme de référence. Ce double objectif est vérifié par le calcul et par le respect de conditions minimales sur les matériaux et la mise en œuvre. Pour certains bâtiments, comme les maisons individuelles, la justification par calcul peut être remplacée par le respect de dispositions constructives forfaitaires et de critères sur la géométrie du bâtiment. * Le séisme de référence est celui dont la probabilité d occurrence est de 475 ans pour un bâtiment courant. Conception de l ouvrage : Qui est concerné : l architecte Celui-ci doit concevoir un bâtiment dont l architecture a un bon comportement sismique. Il est donc conseillé de préférer des géométries simples et compactes, en évitant les retraits importants en plan et en élévation. Choix de la méthode de dimensionnement et détermination des sollicitations sismiques : Qui est concerné : le bureau d études Une fois la géométrie du bâtiment réalisée, il est nécessaire de choisir la méthode de justification que l on souhaite employer afin de dimensionner le bâtiment. Conception de la structure et vérification de la résistance du bâtiment : Qui est concerné : le bureau d études Cette étape, consiste à dimensionner les différents éléments de la structure, tout en respectant les conditions minimales imposées sur les matériaux et les dispositions constructives. Mise en œuvre et exécution : Qui est concerné : le maître d'œuvre La mise en œuvre est le point fondamental de la conception parasismique. Une exécution sérieuse, respectant les dispositions constructives, permet à un bâtiment de se comporter correctement en cas de séisme. Le risque sismique : anticiper et prévenir 5

6 Actualités n 70 Détermination des sollicitations sismiques : méthodes et calculs Toute justification au séisme nécessite la connaissance d un certain nombre de paramètres qu il est indispensable de maîtriser. Situation géographique a gr Catégorie de bâtiment γ I Type de sol S Coefficient de comportement de la structure q Accélération sismique de calcul a g Masse du bâtiment m Spectre Périodes propres T Effort sismique F Schéma des paramètres permettant d effectuer une justification au séisme Valeurs données par l'arrêté du Valeurs déterminées par les Eurocodes Situation géographique L'accélération sismique de référence notée a gr (en m.s 2 ) est donnée par l'arrêté du 22 octobre 2010 qui définit des valeurs en fonction de la zone (situation) géographique. Zones de sismicité a gr (m.s 2 ) 2 (Faible) 0,7 3 (Modérée) 1,1 4 (Moyenne) 1,6 5 (Forte) 3,0 Valeurs de l accélération sismique de référence a gr (arrêté du 22 octobre 2010) L accélération verticale a gv est égale à 0,8 a gr pour les zones 2 à 4 et à 0,9 a gr en zone 5. Catégorie d importance du bâtiment Les accélérations sismiques de référence précédemment définies sont modulées par coefficient noté γ I qui est caractéristique de la catégorie d'importance du bâtiment. Les valeurs sont également données par l'arrêté du 22 octobre Catégories d importance du bâtiment γ I I 0,8 II 1,0 III 1,2 IV 1,4 Valeurs du coefficient d importance γ I (arrêté du 22 octobre 2010) Accélération sismique de calcul L accélération intervenant dans la détermination des efforts sismiques est l accélération sismique de calcul qui est notée a g. Cette accélération est égale au produit de l accélération sismique de référence a gr et du coefficient d importance du bâtiment γ I : a g = γ I a g Exemple : Pour une école située en zone de sismicité 3, l accélération sismique de référence a gr est de 1,1 m.s -2 et le coefficient d importance du bâtiment γ I = 1,2. L accélération sismique de calcul sera donc de : a g = 1,2 1,1 = 1,32 m.s -2 Catégorie d'importance Zones de sismicité II III IV 2 (faible) 1,1 1,6 2,1 3 (modérée) 1,6 2,1 2,6 4 (moyenne) 2,4 2,9 3,4 5 (forte) 4 4,5 5 Jusqu au 1 er novembre 2012, il reste possible d utiliser les règles PS92. Dans ce cas, des accélérations spécifiques doivent être prises en compte. Elles sont indiquées dans l arrêté du 22 octobre Accélérations (en m.s 2 ) à prendre en compte si les règles PS 92 sont utilisées 6

7 Type de sol L'accélération de calcul est déterminée par rapport à un sol de type «rocher». Or la nature du sol va influencer l accélération sismique sollicitant le bâtiment. Ainsi, des sols moins denses vont amplifier cette accélération. Des investigations appropriées doivent donc être réalisées en vue d identifier la nature du sol. Il est possible d'utiliser, sans investigations complémentaires par rapport à la situation non sismique, des paramètres de sol par défaut dès lors que la connaissance du sol à l'aplomb de la construction est considérée, par le Maître d'œuvre, comme suffisante du fait des documents de reconnaissance de sol ou des informations à sa disposition. Cette possibilité est offerte en absence de prescriptions contraires de l'administration (cas des Plans de Prévention du Risque Sismique). Les sols sont classés en cinq classes courantes notées de A à E définies au paragraphe de l Eurocode 8-1. Les valeurs du paramètre de sol S sont données par l'arrêté du 22 octobre Accélération verticale : le coefficient de sol est pris égal à 1 dans tous les cas. Classe de sol A B C D E Description du sol Rocher ou autre formation géologique de ce type comportant une couche superficielle d au plus 5 m de matériau moins résistant. Dépôts raides de sables, de graviers ou d argiles surconsolidés, d au moins plusieurs dizaines de mètres d épaisseur, caractérisés par une augmentation progressive des propriétés mécaniques avec la profondeur. Dépôts profonds de sables de densité moyenne, de graviers ou d argiles moyennement raides, ayant des épaisseurs de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mètres. Dépôts de sol sans cohésion de densité faible à moyenne (avec ou sans couches cohérentes molles) ou comprenant une majorité de sols cohérents mous à fermes. Profil de sol comprenant une couche superficielle d alluvions avec des valeurs de ν s de classe C ou D et une épaisseur comprise entre 5 m environ et 20 m, reposant sur un matériau plus raide avec ν s > 800 m/s. Valeurs du paramètre de sol S en fonction de la classe du sol Zones 1 à 4 S Zone 5 1,0 1,0 1,35 1,2 1,5 1,15 1,6 1,35 1,8 1,4 Spectre d un séisme Une sollicitation sismique se traduit par une accélération du sol qui varie en amplitude et en fréquence au cours du temps. L accélération ressentie par le bâtiment dépend de ses fréquences propres et de la sollicitation sismique. Or chaque séisme a un spectre qui lui est propre. Mais suivant le type de sismicité, il est possible d'établir des spectres enveloppes qui décrivent un séisme de référence. L'Eurocode 8 définit donc un spectre de calcul (Eurocode ). Le spectre de calcul S d (T) est défini par les expressions suivantes : Si 0 T T B : S d (T) = a g S [ T T B 2,5 q 2 3 ] Si T B T T C : S d (T) = a g S 2,5 q Si T C T T D : S d (T) = max Si T D T : S d (T) = max { a g S 2,5 q 0,2 a g q est le coefficient de comportement T B, T C et T D sont des périodes définissant le spectre (en s) T C T { a g S 2,5 q T C T D T 2 0,2 a g Les périodes définissant le spectre de réponse élastique T B, T C et T D dépendent de la classe de sol via le paramètre de sol S et de la zone définissant le risque sismique via l'accélération sismique de calcul a g. Les valeurs sont communiquées par l'arrêté du 22 octobre Pour le spectre de réponse élastique vertical, les paramètres correspondent pour tous les sols à ceux de la classe A indiqués. Classes de sol Zones 1 à 4 Zone 5 T B T C T D T B T C T D A 0,03 0,2 2,50 0,15 0,4 2 B 0,05 0,25 2,50 0,15 0,5 2 C 0,06 0, ,20 0,6 2 D 0,10 0,6 1,50 0,20 0,8 2 E 0,08 0,45 1,25 0,15 0,5 2 Valeurs des paramètres définissant le spectre Le risque sismique : anticiper et prévenir 7

8 Actualités n 70 Les autres paramètres L ensemble des paramètres précédents sont indiqués dans l arrêté du 22 octobre 2010, mais d autres doivent être déterminés par le bureau d études, pour chaque bâtiment, à partir des Eurocodes. Cela est le cas pour le coefficient de comportement q qui permet de tenir compte du comportement non linaire de la structure. Sa valeur dépend du matériau utilisé, du type de structure (ossature ou voile par exemple), mais également du niveau de ductilité visé (capacité de la structure à utiliser le domaine plastique des matériaux la constituant) et de la régularité en élévation ou non du bâtiment. Les valeurs de coefficient de comportement à prendre en compte sont indiquées dans l Eurocode 8 ou dans certains DTU. En général, la valeur du coefficient de comportement varie entre 1,5 et 3. Les périodes propres du bâtiment T sont nécessaires pour déterminer l accélération réellement ressentie par le bâtiment lors d un séisme. Les périodes propres dépendent de la masse et de la rigidité du bâtiment. L Eurocode 8 propose plusieurs méthodes de détermination de ces périodes. En règle générale, les périodes propres des maisons individuelles sont inférieures à 0,4 s, 1 s pour les petits collectifs et 2 s pour les bâtiments à ossatures ou les immeubles de grande hauteur. La masse du bâtiment m est utile pour calculer les périodes propres, mais également pour déterminer les efforts sismiques. En effet, le spectre de calcul nous donne une accélération. Pour obtenir les efforts, il faut multiplier l accélération donnée par le spectre, par la masse du bâtiment. Cette masse doit tenir compte des matériaux constituant la structure, mais également des masses liées à l exploitation du bâtiment. Ces masses doivent être pondérées conformément aux Eurocode 0 et 8, pour la situation sismique de calcul. Les spectres suivants correspondent à une valeur d'accélération a g = 1,0 m.s 2 et d'un coefficient q = 1,0 pour les différents types de sol en métropole. 5 Les efforts sismiques Accélération S d(t) (m.s -2 ) 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, ,5 1 1,5 2 2,5 Période T (s) A B C D E Les efforts sismiques ainsi obtenus servent ensuite directement pour les vérifications de stabilité et de résistance des divers éléments du bâtiment. Les efforts sismiques sont orientés horizontalement, sauf dans certains cas bien précis où il est également nécessaire de tenir compte des efforts sismiques verticaux (Eurocode ). Si les efforts verticaux doivent être pris en compte, l accélération sismique verticale doit être réduite par un facteur 0,8 dans les zones 1 à 4 et 0,9 en zone 5 par rapport à l'accélération horizontale. Spectre de calcul pour l'analyse élastique des zones 1 à 4 8

9 Conséquences pour les produits préfabriqués en béton L'Eurocode 8 n'apporte que des informations complémentaires par rapport aux autres Eurocodes. Il est donc impossible d'utiliser l'eurocode 8 et le BAEL par exemple. Il faudra se référer à l'eurocode 2 dans ce cas. L utilisation de l Eurocode 8 implique l emploi des Eurocodes pour l ensemble des vérifications du bâtiment, y compris en situation non sismique. Les indications suivantes sont liées à l'utilisation de l'eurocode 8 ou des futures PS-MI. Elles ne s'appliquent pas dans le cas de l'utilisation des PS 92 ou des PS-MI 89 révisées 92. Matériaux Les conditions suivantes ne s'appliquent que pour les éléments structuraux participant au contreventement. Sans information complémentaire de la part du bureau d'étude, il est préférable de considérer tous les éléments structuraux comme participant au contreventement. Le béton doit être au minimum de classe C 16/20. Les aciers doivent être à haute adhérence de classe B ou C au sens de l Eurocode 2 et de limite élastique minimale de 500 MPa. Toutefois, l acier de classe A peut se trouver dans les cas suivants (Eurocode (1) : - les aciers qui ont un rôle d acier de montage tels que les cadres entourant les armatures longitudinales des chaînages, - les aciers des murs qui résultent de dispositions constructives minimales tels que les «aciers de peau» ou «treillis de surface», - les aciers des dalles qui ne jouent qu un rôle de portance sous charges gravitaires et/ou de résistance au cisaillement. Blocs Épaisseur minimale des murs de maçonnerie : 20 cm lorsque des blocs creux sont utilisés et de 15 cm lorsqu'ils sont pleins. Résistance moyenne normalisée des blocs de maçonnerie : au minimum de 4 MPa. Comme les blocs en béton garantissent une résistance à 95 %, lorsque les blocs sont déclarés à 3 MPa, la résistance moyenne normalisée est en réalité de 4,1 MPa (ce qui n'est pas le cas des matériaux qui déclarent une résistance moyenne). Tous les blocs de catégorie minimale L30 pour les blocs de granulats légers et B40 pour les blocs de granulats courants sont donc autorisés. Les blocs de béton cellulaire ayant une résistance déclarée entre 3 et 4 MPa peuvent être utilisés aux conditions suivantes : - masse volumique supérieure ou égale à 350 kg/m 3, - épaisseur au moins égale à 25 cm, - bâtiments d au plus deux étages. Une nouvelle exigence a été ajoutée : la résistance longitudinale des blocs doit être de 1,5 MPa pour pouvoir résister aux sollicitations horizontales générées par un séisme. Les blocs béton, qui ont des parois épaisses et résistantes, répondent sans problème à cette exigence. Les joints verticaux pourront être remplis* ou non. Il est cependant important de noter que le non remplissage des joints entraîne une perte de résistance en cisaillement du mur. Les alvéoles des blocs spéciaux doivent avoir une section transversale de 15 cm, principalement pour garantir un bon remplissage des poteaux. * Un joint est considéré comme rempli si le mortier (pour joints épais ou minces) est appliqué sur toute la hauteur et sur une largeur valant au minimum 40 % de la largeur totale de l élément de maçonnerie. Éléments architecturaux Les éléments architecturaux, lorsqu'ils sont non porteurs, ne doivent pas s'effondrer en cas de séisme. Ils n'ont pas à respecter les conditions sur les matériaux, mais les systèmes d'attaches doivent être conçus et mis en œuvre pour éviter tout risque de chute ou d'entrechoquement entre panneaux. Lorsque les éléments architecturaux sont porteurs et qu'ils font partie du système de contreventement, les conditions sur les matériaux s'appliquent, ainsi que des conditions sur le ferraillage et la géométrie du panneau. En plus de conserver sa stabilité, ils doivent être capables de reprendre et de transmettre les efforts sismiques dans les étages inférieurs. Une vérification particulière de la résistance au cisaillement de l'interface du panneau doit être effectuée. Le risque sismique : anticiper et prévenir 9

10 Actualités n 70 Mise en œuvre des maçonneries Dans le même temps, l'obligation d'encadrer les baies et les ouvertures disparaît et n'est réservée qu'à certaines configurations bien précises et très limitées de bâtiments. Suite à une étude du CERIB, en collaboration avec la FFB-UMGO, une solution pour la réalisation des liaisons entre les chaînages verticaux et horizontaux utilisant des boucles d'armature a été proposée. Elle permet de garantir une exécution efficace de la liaison, tout en facilitant la mise en œuvre. Le bon remplissage du poteau est ensuite garanti par l utilisation d un béton fluide. Exemple de réalisation de la liaison entre les chaînages verticaux et horizontaux Planchers Les planchers ont une fonction de diaphragme rigide, c'est-à-dire qu'ils doivent être suffisamment rigides dans leur plan pour pouvoir répartir de manière homogène les efforts dans les éléments verticaux. Dalle de compression (B25) Treillis soudé cm2/ml Section transversale 1 Section longitudinale 0,5 cm2/ml Recouvrement 35 cm dans les deux directions Épaisseur minimale : 4 cm sur entrevous béton 5 cm sur entrevous polystyrène Renforts de trémies Longueur 100 Ø + a + b Section totale 0,5 x b Armatures périphériques Ø 6 Fe TE. 500 st = 25 cm Recouvrement 40 cm avec treillis soudé Cette fonction est assurée : par une dalle collaborante rapportée et armée par un treillis soudé (4 ou 5 cm au minimum), en renforçant la liaison entre le plancher et Lr b a les éléments structuraux verticaux. De nombreuses dispositions constructives suivant les types de planchers sont présentées dans le «Guide des dispositions constructives parasismiques» de l'association Française du Génie Parasismique [8]. Pour les planchers à prédalles et à dalles alvéolées, les DTU 23.4 et 23.2 donnent, dans des chapitres spécifiques, les méthodes de justification et les dispositions constructives minimales. Ces DTU sont en conformité avec les Eurocodes. Prescriptions relatives aux planchers à poutrelles conformément aux PS-MI 89 révisées 92 et au CPT. Le CPT est actuellement en cours de révision, afin de le mettre en cohérence avec les Eurocodes. 10 st Lr Chapeau de continuité Diamètre > 6 mm Nuance Fe TE. 500 Recouvrement Lr sur poutrelle selon tableau A Renfort d ancrage Suivant indications du plan de pose Nuance Fe TE. 500 Ø 6 en zone Ia et Ib - Ø 8 en zone II Chaînage 4 armatures longitudinales diamètre suivant zone 50 cm Chapeau de rive Renforts de trémies Longueur 100 Ø + a + b Section totale 1 x a Diamètre > 6 mm - Nuance Fe TE 500 Recouvrement Lr sur poutrelle selon tableau A correspondant à une section équivalente de 1,5 cm2/ml

11 Ossatures industrielles Epingles éventuelles Les ossatures industrielles en béton doivent être conçues et réalisées suivant le DTU 23.3 qui inclut un chapitre concernant le sismique. Ce DTU est également conforme aux Eurocodes. Les points importants à vérifier sont situés au niveau des liaisons, des fondations ou des jonctions poteaux-poutres. Appui néoprène percé Exemple de dispositions constructives minimales pour une liaison poteau-poutres brochée [8] Conduits de cheminée Les cheminées peuvent présenter un risque important de chute, même dans le cas d'un séisme d'intensité faible. L'Eurocode 8 propose une justification par calculs, mais les règles PS-MI, pour les maisons individuelles, présentent des dispositions constructives en fonction de l'élancement. Voir dans le tableau ci-dessous les dispositions constructives imposées pour les maisons individuelles dans les zones 3 à 5. Cas Dispositions constructives des conduits de cheminée Aucune disposition particulière n'est exigée Le conduit maçonné doit également être renforcé par quatre barres d acier de diamètre égal à 10 mm à l'intérieur du bâtiment sur une hauteur égale à la souche. Interdit Le risque sismique : anticiper et prévenir 11

12 Actualités n 70 Escaliers Les limons ou volées des escaliers en béton armé doivent présenter des liaisons par armatures avec les planchers auxquels ils sont reliés, en parties haute et basse. Les longueurs d'ancrage et de recouvrement sont au minimum de 60 diamètres. Les escaliers étant des éléments non structuraux, aucune disposition complémentaire n est exigée, sauf pour les types d escaliers suivants : - les escaliers en voûte, - les escaliers à marches en consoles encastrées dans un mur en maçonnerie, - les escaliers avec marches sans contremarche, pour lesquels, il est nécessaire qu ils soient dimensionnés en tenant compte d effets dynamiques. Conclusion Cette nouvelle réglementation sismique concerne désormais une part non négligeable du territoire français. De nombreuses régions considérées jusqu à présent comme non sismique vont désormais devoir prendre en compte ce risque. Cela va entraîner une importante modification des modes constructifs, mais les produits en béton, grâce à leurs performances mécaniques et leur grande adaptabilité, faciliteront cette transition. L Industrie du Béton a anticipé depuis de nombreuses années l arrivée des Eurocodes et de nombreuses solutions sont d ores et déjà proposées. Références, sources documentaires Réglementation Décret n du 22 octobre 2010 relatif à la prévention du risque sismique. Décret n du 22 octobre 2010 portant délimitation des zones de sismicité du territoire français. Arrêté du 22 octobre 2010 modifiant l arrêté du 29 mai 1997 relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux bâtiments de la catégorie dite "à risque normal" telle que définie par le décret n du 14 mai 1991 relatif à la prévention du risque sismique. Principales sources normatives [1] NF EN Eurocode 8 (septembre 2005) Calcul des structures pour leur résistance aux séismes - Partie 1 : Règles générales, actions sismiques et règles pour les bâtiments. [2] NF EN /NA (décembre 2007) Annexe nationale à la NF EN [3] NF EN (octobre 2005) Eurocode 2 : Calcul des structures en béton - Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les Bâtiments. [4] NF EN /NA (mars 2007) Annexe nationale à la NF EN [5] NF EN (novembre 2005) Eurocode 6 : Calcul des ouvrages en maçonnerie - Partie 1-1 : Règles générales pour les ouvrages en maçonnerie armée et non armée. [6] NF EN /NA (décembre 2009) Annexe nationale à la NF EN Bibliographie [7] CSTB - Règles de conception et de réalisation des maisons individuelles et bâtiments assimilés, en France, selon l Eurocode 8, version provisoire du 1 er février [8] AFPS - Guide des dispositions constructives parasismiques, Presses de l'école Nationale des Ponts et Chaussées, Rédaction : Nicolas Juraszek cerib Publication : DCP/DRI Crédit photos : CERIB 12 Centre d Études et de Recherches de l Industrie du Béton BP ÉPERNON CEDEX - FRANCE - Tél Fax

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