Problématique et Techniques de Renforcement

M.E.D.A.D. / Plan Séisme Journées Techniques 5 et 6 février 2008 Problématique et Techniques de Renforcement Victor DAVIDOVICI

TYPOLOGIE des BATIMENTS EXISTANTS Bâti ancien antérieur à 1900 Monuments historiques ou apparentés Fondations (?) Murs en maçonnerie Murs en pan de bois ou de fer Poteaux et piliers (pierre, brique, fonte, etc.) Voûtes, planchers, Charpentes de couvertures Bâti de transition 1900 à 1940 Maçonnerie porteuse Portiques B.A. et remplissage en maçonnerie Structure en charpente métallique Bâtiments construits 1945 à 1980 PS 69 : 1981 à 1995 Victor DAVIDOVICI Voiles et portiques B.A. Portiques B.A. et remplissage en maçonnerie Structures préfabriquées : éléments filaires et grands panneaux Structure en charpente métallique

Haut niveau de PS 92 performance EC 8 Faibles pertes Classe D Classe C Classe B Domaine d endommagement maîtrisable Domaine de sauvegarde de vies Classe IV Classe III Classe II Victor DAVIDOVICI Classe A Bas niveau de performance Pertes importantes Classe I

Disposant d une représentation probabiliste de l aléa local et du coût de la protection, et étant entendu qu il n y a de protection absolue possible, la décision en matière de niveau de protection relève d un compromis économique et éthique Victor DAVIDOVICI

Le compromis économique et éthique (niveau de protection) se pose dans les termes suivants : Soit il n y a rien à faire, le renforcement et/ou les réparations sont trop importants et la démolition n est pas d une première urgence Les bâtiments restent inoccupés Soit le bâtiment est «traité», c est-à-dire (1) Renforcé et réparé en site occupé (!?!) ou (2) Démoli et reconstruit après une étude économique dans laquelle les coûts globaux des deux solutions sont comparés Victor DAVIDOVICI

Les niveaux de protection appropriés sont atteints en choisissant pour chacun des états limites, une période de retour relative à l action sismique [EC8-3/2.1-(3)P] Victor DAVIDOVICI

Etat-limite de quasi-effondrement (NC) : La structure est fortement endommagée, avec une résistance et une rigidité latérales résiduelles faibles, bien que les éléments verticaux demeurent capables de supporter les charges verticales. La plupart des éléments non-structuraux se sont effondrés et en partie les éléments structuraux. Des déplacements permanents importants sont observés. La structure est proche de l effondrement et ne résisterait vraisemblablement pas à un autre séisme, même d intensité modérée. Il s agit plutôt de l effondrement réel du bâtiment Victor DAVIDOVICI

Etat limite de dommages significatifs (SD) : La structure est endommagée de manière significative, avec une certaine résistance et une certaine rigidité latérale résiduelle, les éléments verticaux étant capable de supporter les charges verticales. Les éléments non-structuraux sont endommagés, bien que les cloisons de remplissage n aient pas subi de rupture hors plan. Des déplacements permanents modérés sont observés. La structure peut supporter des répliques d intensité modérée. La réparation de la structure est vraisemblablement non rentable. Victor DAVIDOVICI

Etat limite de limitation des dommages (DL) : La structure n est que faiblement endommagée, ses éléments structuraux n ayant pas subi d incursion post-élastique significative et conservant leurs propriétés de résistance et de rigidité. Les éléments non-structuraux, tels que les cloisons et les remplissages, peuvent relever une fissuration répartie, mais la réparation du dommage demeure rentable. Les déplacements permanents sont négligeables. La structure ne requiert aucune mesure de réparation. Victor DAVIDOVICI

(NC) : 2475 ans, le spectre correspondant à une probabilité de dépassement de 2% en 50 ans, (SD) : 475 ans, le spectre correspondant à une probabilité de dépassement de 10% en 50 ans, (DL) : 225 ans, le spectre correspondant à une probabilité de dépassement de 20% en 50 ans 0.8 225 E 0.1 475 Prob (475/pas 225)=0.1/0.2 = 50% 0.2 Pas 225 0.02 2475 Prob(2475/pas225)= 0.02/0.2 = 10% Victor DAVIDOVICI

Niveaux de performance et comportements d une construction Déplacement limite avant effondrement Sauvegarde de vies Fonctionnalité assurée Fonctionnement des services vitaux V ΔFSV = 2,5 0 /00 / Fe E 500 Effondrement Opérationnel Apparition des dommages q = 1 q min = 1,5 q = 2 à 6 (?) Effort tranchant total à la base Δ FA DL Bâtiments Scolaires Continuité de l occupation IV III II SD Réparable Δ SV Protection des vies I NC Ruine Δ E Classe de bâtiments D Déplacement latéral 1,4 1,2 1 0,8 Coefficients d Importance γ I Victor DAVIDOVICI

Site / Sols A Spectres élastiques C/III: PS92 / Spécifiques du site Victor DAVIDOVICI

Site Sols A Spectres de calculs C/III: PS92 / Spécifiques du site Accélération (cm/s²) SD : 0,416 g DL : 0,314 g 225 Victor DAVIDOVICI

Site Sols B Spectres élastiques C/III : PS92 / spécifiques du site Victor DAVIDOVICI

Site Sols B Spectres de calculs C/III : PS92 / spécifiques du site SD : 0,492 g Accélération (cm/s²) DL : 0,371 g 225 Victor DAVIDOVICI

Site Sols C Spectres élastiques C/III: PS92 / spécifiques du site

Site Sols C Spectres de calcul C/III: PS92 / spécifiques du site SD : 0,545 g Accélération (cm/s²) DL : 0,410 g 225 Victor DAVIDOVICI

Site Sols D Spectres élastiques C/III: PS92 / Spécifiques du site

Site Sols D Spectres de calcul C/III: PS92 / Spécifiques du site SD : 0,582 g Accélération (cm/s²) DL : 0,439 g Victor DAVIDOVICI

Victor DAVIDOVICI

Représentation schématique des ossatures en «Tabourets CM» J.D. Env. 6,00 Env. 6,00 Env. 6,00 Victor DAVIDOVICI

R+3 R+2 R+1 RdCh. Victor DAVIDOVICI

HYPOTHESES POUR DILLON 1 NOMBRE DE NIVEAUX COMPRIS TOITURE 4 HAUTEUR TOTAL DE LA CONSTRUCTION : 11 mètres HAUTEUR ENTRE NIVEAU (COMPRIS DALLE) : 2,7 mètres LONGUEUR TOTALE (JOINT DE DILATATION NEGLIGE) : 72 mètres LARGEUR TOTALE D UN NIVEAU : 9,2 mètres NOMBRE DE TABOURETS MIS EN OEUVRE : 3 LONGUEUR DE PLANCHER PRISE EN COMPTE 24 mètres EMPRISE DES TABOURETS EN PLAN 10x10 mètres ACIER S275 JR DEPLACEMENT EN TETE DE LA STRUCTURE PROJETEE H/300

Env. 6,00

3,00 6,00 Victor DAVIDOVICI

Largeur Bloc 3,00 8,80 Victor DAVIDOVICI

VISUALISATION DE LA MODELISATION D UN TABOURET. Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

Représentation en coupe schématique transversale de l ossature CM du «Tabouret» Équilibrage de l action horizontale en butée Reprise du renversement par les pieux de fondations Victor DAVIDOVICI

REPRESENTATION EN COUPE SCHEMATIQUE LONGITUDINALE DE L OSSATURE EN TABOURET Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

LES OSSATURES TABOURETS EN CHARPENTE METALLIQUE SONT LIAISONNEES AU BATIMENT EXISTANT PAR DES CONNECTEURS CLAVETES DANS LES DALLES EXISTANTES A CHAQUE NIVEAU. Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

PROFILES MIS EN OEUVRE HEA340 HEA340 HEA180 HEA200 HEA180 HEA200 HEA180 HEA200 HEA200 HEA340 HEA200 HEA340 HEA180 HEA180 HEA200 HEA180 HEA180 HEA180 HEA180 HEA180 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA180 HEA200 HEA180 HEA200 HEA200 HEA180 HEA180 HEA180 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA180 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA180 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA180 HEA200 HEA200 HEA260 HEA200 HEA260 Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

Visualisation des déplacements Date 06/01/08 Déplacements (cm) Noeuds Filaires Surfaciques D D D 3.03 2.72 2.42 3.03 2.12 1.82 0.00 1.51 1.21 0.91 0.61 0.30 0.00 Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

Visualisation des contraintes Date 06/01/08 Contraintes (MPa) Filaires sv 235.75 212.25 188.75 0.74 165.25 141.75 118.25 94.75 235.75 71.25 47.75 24.24 0.74 Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

Actions verticale aux appuis - pieux Date 06/01/08 Efforts (T) Appuis FY 140.79 111.62 82.45 53.28 24.10-5.07-34.24-63.41-150.93-92.58-121.75 140.79-150.93 Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

Actions horizontale aux appuis - pieux Date 06/01/08 Efforts (T) Appuis FX -76.40-79.32-82.24-85.16-88.08-76.40-91.00-93.92-96.84-99.76-102.68-105.60-105.60 Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

JD Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

Poteau libre sur toute la hauteur du niveau su niveau Victor DAVIDOVICI

0,10 g 0,40 g h = hauteur libre Victor DAVIDOVICI

Poteau bloqué sur ¾ de la hauteur du niveau h ¾h ¾h Victor DAVIDOVICI

0,10 g 0,40 g 1/4 Renforcement avec TFC 3/4 h = hauteur libre Victor DAVIDOVICI

Annecy 15 juillet 1996 Renforcement après séisme Bâtiment d habitations

Tirants 12T14 x x Tirants 12T14 x x Tirants 12T14 x x Victor DAVIDOVICI

Renforcement extérieur par corsetage

Tirants 12T14

Renforcement bâtiment bureaux par voiles extérieurs et précontrainte additionnelle Victor DAVIDOVICI

A B C D Victor DAVIDOVICI

Jonction poutres-poteaux en façades

Jonction poutres-poteaux en façades Dessin projet Sans échelle Victor DAVIDOVICI

Dessin projet à l échelle Jonction poutres-poteaux en façades 4 20 Fissures 2 20 2 20 2 20 2 20 85 2 10 2 10 2 20 2 20 50 Victor DAVIDOVICI

5,00 à 2,50 34,76 0,70 10,78 0,50 0,50 10,78 0,70 Contreventement par voiles disposés aux deux angles du bâtiment et contre-voiles en pignons Victor DAVIDOVICI

34,76 0,70 10,78 0,50 0,50 10,78 0,70 + 112,19 + 108,77 3,42 + 105,32 3,45 10,70 + 101,49 3,83 X Contreventement par voiles disposés aux deux angles du bâtiment et contre-voiles en pignons Victor DAVIDOVICI

12,00 Tirants précontraints 3,83 3,45 10,70 3,42 Y Victor DAVIDOVICI Contreventement par voiles disposés aux deux angles du bâtiment et contre-voiles en pignons

758 kn 34,76 12,00 758 kn Passerelle Contreventement par 2 voiles disposés dans chaque direction Victor DAVIDOVICI

150 variable 30 30 1200 340 80 30 50 200 50 30 80 340 100 100 30 30 95 165 165 95 160 200 160 270 70 70 270 190 140 190 270 70 30 30 R20 70 270 20 20 18 582 582 18 50 1100 50 20 20 18 582 582 18 50 1100 50 20 20 18 582 582 18 1 18x85ht P3 2 18x85ht P2 3 18x85ht 7 18x85ht 8 18x70ht 9 18x85ht 10 18x85ht 11 18x70ht 12 18x85ht ntrevoile B.A. épr. 30cm ton B30 age des ns 4T15 age des ns 4T15 P4 P8 Talon 20x20ht Talon 20x20ht Talon 20x20ht Torons 4T15 Torons 4T15 PLANCHER ALVEOLAIRE Epr. 32cm Torons 4T15 Torons 4T15 Talon 20x20ht Talon 20x20ht Talon 20x20ht 4 18x85ht P7 5 18x85ht P6 6 18x85ht Ancrage des Torons 4T15 Ancrage des Torons 4T15 P1 P5 65 330 65 95 330 95 Plat carbone Plat carbone Plat carbone Plat carbone Plat carbone Plat carbone Victor DAVIDOVICI

Contrevoile B.A. épr. 30cm Béton B30 112.47 ngf 112.19 ngf Contrevoile B.A. épr. 30cm Béton B30 Fondations existantes conservées 70 97.5 117.5 260 85 260 30 Ancrage des Torons 4T15 Ancrage des Torons 4T15 270 Ancrage des Torons 4T15 30 190 16 65 65 30 30 13 65 65 140 190 80 30 50 50 30 80 20 20 160 30 30 160 13 65 65 32 145 177 850 270 30 70 145 32 313 32 313 32 310 32 Fondations existantes conservées 345 345 342 28 108.77 ngf 105.32 ngf 101.87 ngf Micropieux Ø18 Micropieux Ø18 49 78 266 78 29 200 29 78 266 78 49 600 600 1200 Victor DAVIDOVICI

150 112.19 ngf 108.77 ngf Structure existante 105.32 ngf 101.87 ngf 345 345 342 Fondation existante conservée (à démolir au droit des massifs) 313 32 313 32 310 32 28 32 100 30 85 30 Voile B30 Voile B.A. B30 30 100 50 215 117 Ancrage des Torons 4T15 100 100 32 1010 Contrevoile B.A. épr. 30cm Béton B30 Ancrage des Torons 4T15 Longrine 50x100ht Victor DAVIDOVICI 6 Micropieux Ø18 par massif lg 15m ( à confirmer par les hypothèses 20 80 20 20 80 20 du rapport de sol). 120 62 120 302 Massifs d'appuis 120x200x100ht

CRINOLINE : Diametre 0.80 m ACCES TOITURE Contrevoile B.A. épr. 30cm Béton B30 112.47 ngf 112.19 ngf 70 850 97.5 117.5 260 85 260 30 270 16 65 65 Ancrage des Torons 4T15 30 30 13 65 65 Ancrage des Torons 4T15 190 140 190 20 20 160 30 30 160 13 65 65 Ancrage des Torons 4T15 270 70 313 32 313 32 310 32 345 345 342 28 108.77 ngf 105.32 ngf 145 101.87 ngf 32 Fondations existantes conservées 145 177 Fondations existantes conservées 32 30 30 Micropieux Ø18 Micropieux Ø18 49 78 266 78 29 200 29 78 266 78 49 600 600 1200 Victor DAVIDOVICI

Simulations infographiques

Coût de la construction 9.000.000 Renforcement par l extérieur 5.000.000 Renforcement par l intérieur 15.000.000

La Fonderie 1922

«La Fonderie 1922»en 1996

Réhabilitation de la «La Fonderie 1922» de Mulhouse PREDIAGNOSTIC / EXAMEN PREALABLE 1996-1999 Maître d Ouvrage : Ville de Mulhouse Mandataire : Société d Equipement de la Région Mulhousienne Consultant : Dynamique Concept

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 G F 16 17 N E D B C J.D. J.D. J.D. A S Victor DAVIDOVICI J.D. J.D. J.D. J.D. Longueur = 125 m Largeur = 54 m Hauteur = 18 m Surface au sol = 1575 m² Silos : Une travée de 105 m. x 12 m

Maitre d ouvrage : Ville de Mulhouse Mandataire : SERM Consultant : Dynamique Concept Architectes : Mongiello-Plisson, Emergence Ingénieur Fluides : ETF Ingénierie Bureau d Etudes : Hagenmuller S.A. Victor DAVIDOVICI

«La Fonderie» Phases APS, APD, DCE 2001-2003

Maitre d ouvrage : Ville de Mulhouse Mandataire : SERM Architectes : Mongiello-Plisson, Emergence Ingénierie Générale : Hagenmuller S.A. Consultant : Dynamique Concept Victor Davidovici

A B C D E F Victor DAVIDOVICI

Hercule

Maitre d ouvrage : Ville de Mulhouse Mandataire : SERM Architectes : Mongiello-Plisson, Emergence Ingénierie Générale : Hagenmuller S.A. Consultant : Dynamique Concept Entreprise : EIFFAGE Est

Faculté des Sciences Economique, Sociales et Juridiques «La Fonderie» Inauguration - 5 septembre 2007

Merci pour votre attention victor.davidovici@orange.fr