48, avenue Trespoey 64000 PAU & 6b, rue des Migraniers 13360 ROQUEVAIRE FRANCE Tél / Fax : +33 (0)5 59 30 46 50 Mobile : +33 06 81 95 88 06 E-mail : urbater@wanadoo.fr REALISATION D UNE ETUDE SUR LES CRITERES POUR LA DEFINITION DE MESURES DE REDUCTION DU RISQUE SISMIQUE DU BATI EXISTANT EN FRANCE
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 2-20 Décembre 2005 48, avenue Trespoey 64000 PAU & 6b, rue des Migraniers 13360 ROQUEVAIRE FRANCE Tél / Fax : +33 (0)5 59 30 46 50 Mobile : +33 06 81 95 88 06 E-mail : urbater@wanadoo.fr REALISATION D UNE ETUDE SUR LES CRITERES POUR LA DEFINITION DE MESURES DE REDUCTION DU RISQUE SISMIQUE DU BATI EXISTANT EN FRANCE Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 Réalisation : E. LEROI Date : 20 décembre 2005
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 3-20 Décembre 2005 SOMMAIRE 1 Cadre général de l étude... 8 2 la demande et les objectifs... 10 3 Le programme de travail... 11 4 Les composantes de la gestion du risque sismique... 12 5 La philipsophie de la protection parasismique en france... 16 5.1 La protection des biens et des personnes... 16 5.2 Le zonage réglementaire actuel... 17 5.3 La future réglementation... 20 6 Le confortement du bâti existant... 22 6.1 Questions préalables... 22 6.1.1 La question réglementaire... 22 6.1.2 La question de la pertinence du renforcement... 24 6.1.3 La question juridique... 24 6.2 Les méthodes d analyse de la vulnérabilité... 25 6.2.1 Généralité philosophie... 25 6.2.2 Les méthodes simplifiées... 25 6.2.3 Les méthodes quantitatives... 26 6.3 Les expériences étrangères et l Eurocode 8... 26 6.3.1 L Eurocode 8... 26 6.3.1.1 Philosophie... 26 6.3.1.2 Méthode... 27 6.3.2 L approche Suisse... 29 6.3.2.1 Le cadre juridique... 29 6.3.2.2 Philosophie de base de la protection des bâtiments existants... 29 6.3.2.3 Champ d application... 29 6.3.2.4 L appréciation de la sécurité parasismique... 30
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 4-20 Décembre 2005 6.3.2.5 Recommandations d intervention... 32 6.3.2.6 Proportionnalité et exigibilité... 32 6.3.3 L approche canadienne... 36 6.3.4 L approche italienne... 37 6.4 Propositions et recommandations... 38 7 Le renforcement... 39 7.1 Le constat... 39 7.2 Exemples de coûts et «d efficacité» de méthodes confortement... 40 7.3 Recommandations... 40 8 Les critères de risque acceptable pour le bâti existant... 42 8.1 Les critères d évaluation du risque... 43 8.1.1 Critères d évaluation du risque : risque tolérable risque acceptable... 43 8.1.2 Principes généraux pour le choix des seuils de risque acceptable et risque tolérables 44 8.1.3 La notion de risque individuel... 45 8.1.4 La notion de risque sociétal courbes F/N... 48 8.1.5 Quelques exemples de critères ALARP... 61 8.1.6 Les courbes de mortalité annuelles de la France... 62 8.2 Recommandations pour la protection du bâti existant en France... 64 9 L évaluation des niveaux de risque : La démarche... 67 9.1 L évaluation probabiliste de l aléa... 67 9.2 La vulnérabilité et les courbes probabilistes de dommages... 68 9.3 L estimation des risques individuel et sociétal... 69 9.4 L évaluation du risque au regard des critères d acceptabilité... 71 10 Des cas concrets : Nice et Lourdes... 73 10.1 L aléa... 73 10.2 La vulnérabilité... 74 10.3 Le risque... 78
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 5-20 Décembre 2005 10.4 Les constats... 80 11 strategie de réduction du risque sismique sur le bâti existant : proposition... 81 12 Synthèse et propositions... 87 12.1 La protection parasismique des bâtiments existants... 88 12.2 PNPRS -La liste des actions proposées... 89 12.3 Proposition de rédaction du nouveau décret... 89 Bibliographie & références complémentaires... 90
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 6-20 Décembre 2005 LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX Figure 1 : Les composantes de la gestion des risques naturels schéma générique... 12 Figure 2 : Les étapes de la gestion du risque sismique... 14 Figure 3 : Zonage sismique réglementaire en vigueur... 17 Figure 4 : Décret n 91-461du 14 mai 1991 relatif à la prévention du risque sismque... 18 Figure 5 : Proposition du nouveau zonage sismique de la France et des mouvements du sol envisagés... 21 Figure 6 : valeurs limites du coéfficient de conformité - domaines d'intervention (approche suisse)... 31 Figure 7 : Facteur d'escompte pour l'évaluation des coût imputables à la sécurité (approche suisse)... 33 Figure 8 : Relation Facteur de conformité / Facteur de risque (approche suisse)... 33 Figure 9 : plage de variation de α adm pour les bâtiments COIII... 34 Figure 10 : plage de variation de α adm pour les bâtiments CO I et II... 34 Figure 11 : Courbe F-N pour des bâtiments de classe I et II - d'après l'approche suisse... 35 Figure 12 : Risque moyen annuel dans la vie courante pour les hommes et les femmes en Australie (d après ANCOLD 2003)... 45 Figure 13 : Courbe de mortalité annuelle suisse par tranche d'age... 46 Figure 14 : Exemple de probabilité annuelle de mortalité aditionnelle (Schneider, 1996)... 46 Figure 15 : Principe des courbes F/N : les différents domaines... 49 Figure 16 : Risque sociétal en courbes F-N pour l île de Canvey, avec la limite du risque tolérable (ERM 1998).... 50 Figure 17 : Critères de risque sociétal pour les glissements et les chutes de pierres dans des pentes naturelles à (Ho et al 2000)... 51 Figure 18 : Les critères de risque tolérable du comité australien des grands barrages (a) pour les barrages existants ; (b ) pour les nouveaux barrages ou les modifications majeures des barrages existants.... 52 Figure 19 : Les critères du risque sociétal pour les installations fixes (ERM 1998)... 53 Figure 20 : Courbe de Farmer (1967) - UK... 55 Figure 21 : Courbe de Groningen (1978) - NL... 55 Figure 22 : Les Pays-Bas (1980-1990)... 56 Figure 23 : Courbe de Kinchin révisée (1982) - UK... 56 Figure 24 : Hong Kong (1988)... 57 Figure 25 : ACDS - UK (1991)... 57 Figure 26 : Suisse (1991-1992) Critères pour les installations dangereuses... 58 Figure 27 : Hong Kong (1993)... 58 Figure 28 : Les Pays-Bas Installation dangereuses (1996)... 59 Figure 29 : Pays-Bas Direction Générale des Transports (1996)... 59 Figure 30 : Hong Kong Direction Générale des Transports (1997) GPL (Gaz de Pétrole Liquéfié)... 60 Figure 31 : Hong Kong Direction Générale des Transports (1997) Chlore... 60 Figure 32 : Courbe de mortalité annuelle moyenne en France... 63 Figure 33 : courbes de mortalité annuelle moyenne Homme/Femme en France & courbe liée au transport... 63 Figure 34 : Proposition de courbes F-N pour la France... 66 Figure 35 : Taux annuel de dépassement pour une accélération donnée (source GEOTER)... 67
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 7-20 Décembre 2005 Figure 36 : Comparaison des courbes de vulnérabilité entre un bâtiment neuf dimensionné PS92 (indice 0,2) et un bâtiment existant très vulnérable (indice 0,9)... 68 Figure 37 : Distribution de probabilité des 5 niveaux de dommages associés... 69 Figure 38 : Calcul du risque par convolution de la courbe d aléa et des courbes de dommages (D1 à D5)... 69 Figure 39 : calcul du risque individuel pour un bâtiment de vulnérabilité donnée... 70 Figure 40 : Détermination du risque individuel... 70 Figure 41: Evaluation du risque au regard des seuils d'acceptabilité du risque... 72 Figure 42 : Probabilités annuelles d observer a à Nice et à Lourdes et probabilités d atteinte de chaque niveau de dommages de l échelle EMS 98, pour un bâtiment de très faible vulnérabilité, dimensionné au standard actuel... 75 Figure 43 : Probabilités annuelles d observer a à Nice et à Lourdes et probabilités d atteinte de chaque niveau de dommages de l échelle EMS 98, pour un bâtiment de vulnérabilité moyenne... 76 Figure 44 : Probabilités annuelles d observer a à Nice et à Lourdes et probabilités d atteinte de chaque niveau de dommages de l échelle EMS 98, pour un bâtiment de très forte vulnérabilité... 77 Figure 45 : Probabilités annuelles de destruction sous a pour les 3 types de bâtiments, dans le cas de Nice... 78 Figure 46 : Probabilités annuelles de destruction sous a pour les 3 types de bâtiments, dans le cas de Lourdes.... 79 Tableau 1 : Objectifs de protection parasismique associés aux codes récents... 16 Tableau 2 : Définitions mathématiques usuelles... 16 Tableau 3 : valeurs limites α min et α adm pour la règlementation suisse SIA 2018... 31 Tableau 4 : Analyse en retour de critères de risque sur la base de perte en vies humaines (risque individuel) d après Fell and Hartford (1997)... 47 Tableau 5 : Recommandations pour la mise en œuvre des critères ALARP, pour des risques situé juste en dessous de la limite de risque tolérable. (ANCOLD 2003)... 61 Tableau 6 : exemples de coûts de sauvetage par vie humaine sauvée... 62 Tableau 7 : Probabilités annuelles de dépassement à Nice et Lourdes des a N réglementaires applicables à un bâtiment de classe B... 73 Tableau 8 : Valeurs de l aléa physique à Nice et Lourdes à la période de retour de 500 ans (P=2 10-03 )... 73 Tableau 9 : Probabilités de dommages pour un bâtiment neuf dimensionné PS 92... 75 Tableau 10 : Probabilités de dommages pour un bâtiment moyennement vulnérable... 76 Tableau 11 : Probabilités de dommages pour un bâtiment très fortement vulnérable... 77
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 8-20 Décembre 2005 1 CADRE GENERAL DE L ETUDE Assurer une sécurité suffisante vis-à-vis des séismes en France est une tâche exigeante, qui va au-delà de la simple considération du contrôle de la sécurité parasismique des ouvrages. Des conséquences importantes, qui dépassent le cadre de l ouvrage individuel, peuvent survenir du fait d interdépendances multiples et complexes (réseaux de défaillances). Lorsqu il s agit d ouvrages d importance nationale, les conséquences socio-économiques peuvent être très lourdes. Au-delà de la protection de la vie humaine, les conséquences économiques des dommages susceptibles d affecter des ouvrages individuels doivent être pris en considération car de telles pertes financières sont de moins en moins acceptées par la société. En règle générale, le surcoût à consentir pour que les nouvelles constructions présentent une sécurité parasismique conforme aux exigences des normes est négligeable dès lors que la prise en compte des mesures est intégrée dès la conception des ouvrages. En revanche, l amélioration ultérieure de la sécurité parasismique d un ouvrage n est possible qu au prix de travaux conséquents, et d incidences non négligeables sur les coûts d exploitation. Si la sécurité n a pas de prix, elle a un coût, et les contingences économiques sont plus que jamais mises en regard des aspirations en terme de protection. Comme l attestent les dommages survenus lors de séismes faibles à modérés durant les deux dernières décennies, le risque sismique concerne, en France, comme dans les pays européens limitrophes, à 99 %, les structures et infrastructures existantes édifiées antérieurement à l application des normes PS. Les mesures de réduction du risque de ces ouvrages n en sont qu à leurs balbutiements, faute de critères décisionnels clairement établis, qui doivent nécessairement reposer sur des fondements techniques et des choix politiques : - Quelles sont les catégories de bâtiments à protéger? - Quel niveau acceptable de protection parasismique les mesures de réductions doiventelles viser? - Quelles sont les méthodes suffisamment efficaces et pragmatiques permettant une réduction efficace du risque à moyen et long terme? - Quels sont les gains en protection et les coûts associés à de telles mesures? Les tentatives d évaluation du risque menées en France à l échelle urbaine sont décevantes et ne débouchent que sur des actions de réduction à portée limitée (délocalisation ou renforcement d un nombre très limité d ouvrages) ou sur des actions de gestion de risques prévisibles. Les renforcements de bâtiments essentiels ne sont que des actions très isolées, et soumises à la bonne volonté de leurs gestionnaires. La définition d une politique de réduction des risques passe nécessairement par une analyse coûts/bénéfices, en plusieurs étapes : - Inventaire et hiérarchie du bâti existant, en distinguant a minima : Le bâti individuel ;
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 9-20 Décembre 2005 Le bâti collectif ; Les structures et infrastructures essentielles (Classe D, réseaux) ; Les bâtiments du patrimoine. - Evaluation de la vulnérabilité et des risques : Il est nécessaire de développer des méthodes plus pragmatiques et économiques que celles menées jusqu à présent, que ce soit à l échelle urbaine ou à celle de bâtiments isolés ; - Définition de critères d acceptabilité des risques encourus: Classification des enjeux Définition des niveaux de protection acceptables pour ces enjeux par rapport à la protection du bâti neuf en tenant compte de la durée de vie prévisionnelle des structures existantes - Définition de critères de performance des mesures de réduction envisageables Définition de critères techniques et économiques sur la pertinence du renforcement, par des rapports du gain en protection parasismique sur les investissements nécessaires, compte tenu des critères prédéfinis d acceptabilité des risques. Classification des structures et infrastructures en 3 catégories : Conservation du bâti peu éloigné ou satisfaisant la philosophie actuelle de protection parasismique, Renforcement ou remplacement du bâti pour lequel le risque est inacceptable, Identification du bâti nécessitant des investigations plus approfondies pour classification. Estimation des coûts des mesures et de la faisabilité de leur étalement et amortissement dans le temps.
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 10-20 Décembre 2005 2 LA DEMANDE ET LES OBJECTIFS La Direction de la Prévention des Pollutions et des Risques (DPPR) du ministère de l'ecologie et du Développement Durable (MEDD) a en charge la prévention du risque sismique sur le territoire national. La DPPR a besoin de disposer d un bilan structuré et stratégique des actions menées en France et à l étranger en matière de réduction de la vulnérabilité du bâti existant. Ceci permettra de préciser les actions qui pourront être menées dès 2006 dans le Programme National de Prévention du Risque Sismique (PNPRS). Les objectifs formulés dans le cahier des charges sont rappelés ci-après : «L objet est la réalisation d une étude sur les critères pour la définition de mesures de réduction du risque sismique du bâti existant en France. Cette étude consistera principalement à faire une analyse coûts/bénéfices, en plusieurs étapes : 1/ Inventaire et hiérarchie du bâti existant, en distinguant a minima : le bâti individuel, le bâti collectif, les structures et infrastructures essentiels (Classe D, réseaux), les bâtiments du patrimoine. 2/ Evaluation de la vulnérabilité et des risques : développer des méthodes plus pragmatiques et économiques que celles menées jusqu à présent, que ce soit à l échelle urbaine ou à celle de bâtiments isolés 3/ Définition de critères d acceptabilité des risques encourus : classification des enjeux, définition des niveaux de protection acceptables pour ces enjeux par rapport à la protection du bâti neuf en tenant compte de la durée de vie prévisionnelle des structures existantes 4/ Définition de critères de performance des mesures de réduction envisageables : Définition de critères techniques et économiques sur la pertinence du renforcement, par des rapports du gain en protection parasismique sur les investissements nécessaires, compte tenu des critères prédéfinis d acceptabilité des risques. Classification des structures et infrastructures en 3 catégories : Conservation du bâti peu éloigné ou satisfaisant la philosophie actuelle de protection parasismique, renforcement ou remplacement du bâti pour lequel le risque est inacceptable, identification du bâti nécessitant des investigations plus approfondies pour classification. Estimation des coûts des mesures et de la faisabilité de leur étalement et amortissement dans le temps.»
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 11-20 Décembre 2005 3 LE PROGRAMME DE TRAVAIL L objectif consistait à définir la pertinence des méthodes de renforcement du bâti existant vulnérable, sur la base : - de critères techniques et économiques, en fonction du type de bâtiment, - de la rentabilité de la mesure proposée, - de la philosophie de la protection parasismique, - des choix politiques relatifs aux notions de risque acceptable, risque tolérable, de risque individuel et de risque sociétal. La démarche proposée était la suivante : - Analyser de la réglementation et de la philosophie qui la sous-tend ; identifier les positions explicites et implicites de la puissance publique ; identifier les contradictions et les points de difficulté ; - Réaliser un inventaire et analyser les méthodes d évaluation de la vulnérabilité et les solutions de confortement (identification des lacunes et difficultés) ; - Analyser des expériences étrangères (suisse, italienne, canadienne) : - identification des philosophies et critères / différences et points commun avec la France ; - identifications des points potentiellement bénéfiques pour la France, sous réserve de compatibilité avec la philosophie de la France ; la nécessaire cohérence européenne face aux Eurocodes 8. - Proposer des réflexions et des actions à engager dans le cadre du programme national séisme. Les résultats doivent permettre au MEDD non seulement de proposer une stratégie vis-à-vis du bâti existant, en terme de méthode de confortement, de logique d analyse de la vulnérabilité et de choix sur la pertinence de procéder à un confortement au regard d un risque accepté ou toléré, mais également d identifier les lacunes pour lesquelles des actions spécifiques pourraient être engagées dès 2006 dans la cadre du plan séisme.
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 12-20 Décembre 2005 4 LES COMPOSANTES DE LA GESTION DU RISQUE SISMIQUE La gestion et la réduction des risques naturels reposent sur un processus complexe désormais bien établi au niveau international, combinant approche scientifique, évaluation économique et décision politique (cf. Figure 1). Les processus et les critères qui les régissent varient d un pays à l autre en fonction du degré d exposition, du degré de développement, de l organisation administrative et politique des responsabilités, de la puissance des médias, de la relation au patrimoine, de la culture du risque, des croyances et des terreurs, des ressources financières disponibles, de la réglementation Le schéma conceptuel reste toutefois identique. Figure 1 : Les composantes de la gestion des risques naturels schéma générique Définitions et glossaire : Le schéma général de la gestion du risque et les définitions ci-après émanent de glossaires internationaux rédigés par des instances variées (The International Society of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering ISSMGE - Technical Committee on Risk Assessment and Management (TC32), IUGS (1997), ICOLD (2003), JTC1 (2005) ), ou défines dans le cadre de standards nationaux (British Standard BS 8444, Australia-New Zealand Standard AS/NZS 4360, Canadian Standard CAN/CSA Q 634-91) ; il est manifeste qu il existe des problèmes de correspondance sémantique entre les termes français et leurs équivalents anglais. Ainsi, les termes retenus tant dans le schéma général que dans le glossaire ont été utilisés avec leur acception anglo-saxone afin «coller» aux définitions internationales.
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 13-20 Décembre 2005 Analyse du risque (risk analysis) : c est l emploi des informations disponibles pour estimer le risque auquel un danger soumet des individus, des populations, des propriétés voire l environnement lui-même. L analyse du risque comporte généralement les étapes suivantes : définition des objectifs de réduction du risque, identification du danger (de la menace), estimation des probabilités d occurrence (aléa), évaluation de la vulnérabilité des éléments exposés, identification des conséquences, estimation du risque. Evaluation du risque (risk evaluation) : C est l étape à laquelle les critères et les jugements sont intégrés dans le processus de décision, qu ils soient implicites ou explicites ; ils prennent en compte le risqué estimé, ainsi que les conséquences sociales, environnementales, et économiques, afin d identifier plusieurs alternatives de gestion du risque Estimation du risque (risk assessment) : cette étape consiste à établir si le risque existant tel qu identifié est tolérable, et si les mesures de contrôle du risque sont adéquates, et, si tel n est pas le cas, si les mesures alternatives de réduction du risque sont justifiées et doivent être mises en œuvre. Gestion du risque (Risk management) : Il s agit de la mise en œuvre systématique de procédures s appuyant sur des réglementations, dans le but d identifier, d analyser, d estimer, de réduire et de surveiller les risques. Réduction du risque (Risk mitigation) : l emploi de techniques appropriées et la mise en œuvre de principes de gestion visant soit à diminuer l éventualité de l occurrence d un phénomène dommageable, soit à diminuer ses conséquences négatives, soit les deux simultanément.. «Contrôle» du risque (Risk control) : réévaluation périodique du risque afin d estimer l efficacité des actions de réduction du risque mises en œuvre. La déclinaison du schéma générique au risque sismique est représentée sur la Figure 2. Quelques commentaires méritent d être formulés sur la réduction du risque sismique et ses spécificités, à savoir : - Les éléments exposés (en se limitant aux éléments à risque normal) se décomposent en deux groupes distincts, la population et les éléments matériels, ce dernier pouvant être segmenté en 3 pôles majeurs : o Les biens dont la fonction est importante voire stratégique o Les biens possédant une valeur patrimoniale majeure o Les autres Selon les éléments considérés, les choix et les moyens mobilisés pour réduire seront différents. - Si les effets sur les différents éléments ne peuvent être dissociés les uns des autres compte tenu des interactions qui existent entre eux, il est important de garder cette segmentation en mémoire afin de bien identifier les actions et les stratégies à mettre en œuvre. A titre d exemple, et afin d éviter les amalgames trop fréquents et les associations un peu rapide, la vulnérabilité des personnes au séisme est faible en tant que telle, en revanche, leur vulnérabilité à l effondrement d une structure est bien évidemment forte.
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 14-20 Décembre 2005 ❶ Analyse du risque ; ❷ Estimation du risque ; ❸ Gestion du risque Figure 2 : Les étapes de la gestion du risque sismique
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 15-20 Décembre 2005 Le non effondrement des structures n est pas un objectif en tant que tel, hormis pour les bâtiments stratégiques et ceux ayant une valeur patrimoniale forte ; l objectif réellement visé est l absence de victime. Ainsi, les critères à rechercher pour réduire le risque à un niveau acceptable devront être définis par rapport au nombre de victimes et non pas par rapport au comportement de la structure. Compte tenu de l évolution de la société, en terme de demande de protection, d optimisation des politiques publiques, de recherche de responsabilité, il devient de plus en plus nécessaire de passer de règles exigentielles (finalité de moyen) à des règles performancielles (finalité de résultats), et par conséquent de distinguer les objectifs des moyens. Si les critères d acceptabilité du risque et de réduction du risque s appliquent à la fois aux biens et aux personnes, il est indéniable que l essentiel des critères d acceptabilité vise les personnes alors que les critères de réduction s appliquent en priorité aux biens. - L analyse et la réduction du risque sismique repose sur (cf. Figure 2) : o L évaluation de l aléa, en intégrant sa composante spatiale et temporelle ; l approche probabiliste développée par la France permet désormais d appréhender l aléa de façon quantitative ; cette composante définit le niveau d agression ; o L évaluation de la fragilité des éléments exposés, qu il s agisse des biens construits ou de la population. Ces éléments sont également définis sur le plan spatial et temporel, et caractérisés par des fonctions de vulnérabilité ; o L analyse du risque qui résulte de l interaction potentielle entre les éléments exposés et les phénomènes dommageables ; il s agit d une étape strictement technique conduisant à l estimation de dommages matériels, financiers ou humains ; o L évaluation du risque, au sens de la mise en balance du résultat de l analyse risque avec les critères d acceptabilité du risque, et la définition des mesures possibles de réduction du risque ; o Le choix des actions de réduction du risque à mettre en œuvre, au regard de critères quantifiés. Les critères doivent prendre en compte la dualité des éléments à risque, la structure avec le cas échéant sa fonction et sa valeur patrimoniale d une part, et les occupants ou usagers d autre part, en s efforçant de bien séparer au niveau de l analyse ce qui relève, dans la philosophie de la protection parasismique, de l un ou de l autre. Dans un tel processus, les incertitudes sont nombreuses et peuvent avoir un impact important sur les évaluations. Elles doivent être propagées sur l ensemble de la chaîne d analyse et de décision. Il est nécessaire de les évaluer afin d une part de vérifier la pertinence et la robustesse des critères retenus pour la définition des mesures de réduction du risque, et d autre part d identifier les actions de recherche ou opérationnelles à mettre en œuvre dans le cadre du Programme National de Prévention du Risque Sismique.
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 16-20 Décembre 2005 5 LA PHILIPSOPHIE DE LA PROTECTION PARASISMIQUE EN FRANCE 5.1 La protection des biens et des personnes La réglementation parasismique vise à se protéger des effets des séismes suivants les principes rappelés ci-après (cf. Tableau 1). Tableau 1 : Objectifs de protection parasismique associés aux codes récents Les objectifs de protection des règles PS 92 Les objectifs de protection de l Eurocode 8 C est le non-effondrement des constructions vis à vis des actions sismiques spécifiées dans les règles C est le non-effondrement des constructions vis à vis des actions sismiques spécifiées dans les documents d application nationale ; C est la protection des biens par une limitation des dommages vis à vis d actions sismiques plus faibles. Il faut remarquer que si la philosophie est identique pour la protection des vies humaines, les Eurocodes 8 prennent en compte de façon plus explicite la notion de protection des biens, ce qui traduit une évolution des politiques publiques visant à intégrer le retour sur investissement et une certain notion de «rentabilité». Cette évolution se traduit en France, notamment avec la mise en place de la LOLF. En revanche, la notion de risque n est définie par aucune valeur dans ces réglementations. Pourtant le risque répond à une définition mathématique précise, qui fait appel à deux autres notions indissociables (cf. Tableau 2). Tableau 2 : Définitions mathématiques usuelles. Aléa Vulnérabilité Risque Probabilité d'occurrence dans une région et au cours d'une période données, d'un phénomène pouvant engendrer des dommages. Probabilité de perte d un élément à risque résultant d un phénomène susceptible d engendrer des victimes et des dommages matériels. Probabilités de pertes en vies humaines, blessés, dommages aux biens et d atteinte à l'activité économique au cours d'une période de référence et dans une région donnée, pour un aléa particulier. Il faut rappeler que la notion de vulnérabilité est définie à partir de fonctions d endommagement qui sont intrinsèques aux éléments exposés, et qu il y a sur cette composante de nombreuses erreurs, inexactitudes et manque de rigueur. Il faut également rappeler l émergence, au cours des dernières années des méthodes probabilistes permet d associer des valeurs à ces différentes probabilités.
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 5.2-17 - 20 Décembre 2005 Le zonage réglementaire actuel La protection parasismique en France est basée sur la protection des vies humaines, et par conséquent, au minimum sur le non effondrement des bâtis, sur la base du zonage réglementaire (décret du 14 mai 1991 cf. Figure 3) et des décrets présentés ci-après (cf. Figure 4). Figure 3 : Zonage sismique réglementaire en vigueur
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 18-20 Décembre 2005 Figure 4 : Décret n 91-461du 14 mai 1991 relatif à la prévention du risque sismque Les exigences prévues en zone II de la réglementation actuelle, en fonction des classes de bâtiments sont les suivantes (pour les bâtiments nouveaux) : - Classe B : 0.25g - Classe C : 0.30g - Classe D : 0.35g
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 - 19-20 Décembre 2005 Les objectifs de protection sont définis de la manière suivante : L objectif des règles est de protéger les vies humaines, avec une faible probabilité de ruine des bâtiments par écroulement sous le niveau d agression nominal du séisme. Un deuxième objectif important est la limitation des dommages matériels, mais, dans la mesure où sont admises de larges incursions des matériaux dans leur domaine plastique, une proportion un peu plus importante de bâtiments peut ne pas être réparable après l épreuve d un séisme à l accélération nominale. La probabilité de réparabilité s améliore rapidement si on considère des niveaux inférieurs au niveau nominal. En revanche, la probabilité de ruine par écroulement augmente rapidement quand le niveau d agression dépasse le nominal. Pour autant, les notions de faible probabilité, larges incursions, proportion un peu plus importante, probabilité de réparabilité et probabilité de ruine, ne sont pas quantifiées. Implicitement, une faible probabilité de ruine sous l agression nominale signifie que l effondrement d un bâtiment dimensionné est tolérable, dans une proportion non définie. L un des objectifs poursuivis dans ce travail sera précisément de chercher à quantifier cette proportion.
Rapport R-URB/MEDD-Vuln/051220-01 5.3-20 - 20 Décembre 2005 La future réglementation Le nouveau zonage probabiliste physique de la France a été réalisé, et un zonage réglementaire a été proposé (cf. Figure 5)