evaluation du risque sismique

8/18/2019 Evaluation Du Risque Sismique

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EPFL – IS – BETON 1

METHODE R ISK & SAFETY

TECHNIQUE D’ÉVALUATION DU RISQUE SISMIQUE

Izmit, Turquie, 1999, Photo EPFL


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Méthode Risk&Safety

1. Introduction .............................................................................................................................. 31.1 Phénomènes de tremblement de terre ................................................................................31.2 Risque humain face aux tremblements de terre................................................................. 31.3 Mesures préventives...........................................................................................................3

2. Priorités pour la protection des constructions existantes.........................................................42.1 Situation de départ..............................................................................................................42.2 Tâches................................................................................................................................. 42.3 Méthodes d’évaluation...................................................................................................... 5

3. Manuels pour la première étape...............................................................................................73.1 Généralités.......................................................................................................................... 73.2 Mesure du dommage .......................................................................................................... 7

3.2.1 Généralités................................................................................................................... 7

3.2.2 Indice pour le risque direct des personnes.................................................................. 73.2.3 Conséquences Indirectes.............................................................................................83.3 Enregistrements de la vraisemblance d'écroulement.........................................................8

3.3.1 Généralités................................................................................................................... 83.3.2 Emplacement de l'édifice ............................................................................................93.3.3 Etat des connaissances à la date de la conception du projet ...................................... 93.3.4 Comportement du système porteur........................................................................... 103.3.5 Indice pour la vraisemblance d'écroulement ............................................................12

3.4 Evaluation de la sécurité au tremblement de terre ..........................................................123.4.1 Indice de risque .........................................................................................................123.4.2 Listes de priorités ...................................................................................................... 12

3.4.3 Conséquences Indirectes...........................................................................................133.4.4 Recommandations .....................................................................................................143.5 Autres procédés ................................................................................................................ 14

4. Bibliographie ..........................................................................................................................15

Traduit du document original le 21.11.2000.


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1. Introduction

1.1 Phénomènes de tremblement de terre

En cas d'un tremblement de terre, la surface terrestre se déplace pendant plusieurs secondes

-à fréquences (de 0.1 à 50 hertz) de manière variable et alternative- horizontalement etverticalement, selon l'intensité du tremblement de terre de l'ordre de grandeur des centimètres jusqu'aux décimètres. Lors de grands séismes, des parties de la surface terrestre se déchirent.Ces cassures dans les pentes raides provoquent des glissements de terrain.Comme conséquence, les bâtiments se trouvant dans les zones touchées subissent, selon lesamplitudes et la durée d'oscillation, le type de fréquence, mais aussi en fonction de leur utilisation et de leur méthode de construction, de plus ou moins lourds dégâts, jusqu'àl'écroulement et l’ensevelissement de personnes.Les ponts et passerelles peuvent être mis hors service ou glisser de leurs butées et tomber, les

pentes se renverser, les rues et chemins se soulever et les murs d'appui rompre. Les conduitesd'eau, de gaz, d'huile et de courant électrique subissent également des dommages. Le gaz et

l'huile s’échappent, les courts-circuits déclenchent des incendies. Des produits dangereux peuvent également être libérés. L'eau pour lutter efficacement contre les incendies manque.Les pompiers et ambulances ne peuvent emprunter les routes d'accès à cause de leur état etinterviennent dans des conditions rendues difficiles voir même impossibles. Les moyens decommunication comme le téléphone ne fonctionnent pas, car les centrales ou les stations derelais peuvent être détruites ou tomber en panne suite à des endommagements.

1.2 Risque humain face aux tremblements de terre

La phase 1 : les personnes sont compromises avant tout directement dans la sphèred'influence des bâtiments touchés par le tremblement de terre. Elles comptent exclusivementsur les secours, si elles ne peuvent pas se dégager des gravats. La durée de cette phase semesure en minutes et en heures qui suivent directement l’événement.

La phase 2 : les personnes sont compromises après un séisme indirectement par le retard dusauvetage suite aux manquements dans les éléments de la chaîne de sauvetage. On parle duréseau vital; c’est à dire les bâtiments et de leurs accès, de la police, des pompiers, desambulances, des hôpitaux, mais aussi par le manque de coordination au sein des forcesextérieures, par exemple des entreprises de construction pour le déblaiement ou la forced’intervention militaire (les tentes, véhicules, hôpitaux de campagne, etc.) Les personnes sontaussi dans cette phase soumises à des incendies, raz de marée, produits dangereux, etc. La

durée de cette phase se mesure en heures jusqu'à quelques jours. La phase 3 : les personnes sont compromises à plus long terme à cause des déficiences duréseau vital, c’est-à-dire à cause des défauts dans l'approvisionnement en eau ainsi que del'élimination des déchets des eaux usées et des ordures, à cause des dommages des rues et deschemins de fer, à cause des moyens de communication détériorés et à cause du manqued’énergie, de l'approvisionnement médical des sans-abri et des victimes. La durée de cette

phase se mesure en semaines jusqu'en mois.

1.3 Mesures préventives

Le risque pour les personnes durant la phase 1 peut, par les mesures de protection aux bâtiments, être fortement diminué. Les moyens disponibles pour cela sont définis dans les


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priorités. Il faut donc classer avec soin les bâtiments vulnérables, en tenant compte durendement de sauvetage. Le risque pour les personnes dans la phase 2 peut être diminué par la

préservation de la capacité de fonctionner (garantir l’aptitude au service) des éléments de lachaîne de sauvetage en cas d'un tremblement de terre. Aussi ici il faut établir avec soin les

priorités tenant compte des redondances avec la phase ultérieure. La protection des Lifelines

permettant l'amoindrissement des problèmes dans la phase 3 est très coûteuse. Mais desmesures adéquates peuvent être appliquées à de nouvelles constructions et dispositifs annexes,ainsi qu’aux ouvrages existants selon les opportunités et les conséquences.

2. Priorités pour la protection des constructions existantes

2.1 Situation de départ

L'évaluation des édifices face au tremblement de terre a été longtemps négligée du fait que lerisque sismique a toujours été sous-estimé. Sa prise en considération s’est faite relativement

tard dans les normes de la société des ingénieurs et des architectes suisses (SIA) et donc dansla construction. La norme SIA 160 [1], publiée en 1970, considère pour la première fois ledimensionnement au séisme. Elle contient des notions essentielles comme la surveillance desconstructions, des outils permettant de prendre en compte les séismes dans ledimensionnement des bâtiments. Elle utilisait une force de remplacement horizontale,indépendante de la fréquence. Elle aborde également les règles pour l'évaluation des édificesface au tremblement de terre. Dans son édition de 1989 (norme SIA 160 [2]), l’influence sur l’aptitude au service est approfondie et le caractère aggravant de la perte d’aptitude au serviceest pris en considération. L’utilisation de cette norme est une bonne base pour la conceptionefficace des nouvelles constructions face au danger sismique. Donc, environ 90% des

bâtiments existants en Suisse ont été projetés et construits avant 1989, et environ 70% avant

1970. Ces bâtiments ne sont pas, habituellement, spécialement dimensionnés avec uneréflexion englobant le tremblement de terre. La sécurité face au tremblement de terre de cesconstructions est fortement inconnue, mais suffit peut-être, bien qu’elles ne satisfassent pasaux critères de dimensionnement de la norme. Selon la ligne générale de la norme SIA 462[3], l’évaluation de la vulnérabilité des édifices existants doit être contrôlée dans les cas où denouvelles connaissances en la matière apparaîtraient. Ce motif de contrôle des constructionsexistantes sur la sécurité de tremblement de terre est donné aujourd’hui.

2.2 Tâches

Le service des bâtiments du canton du Valais veut évaluer la vulnérabilité des constructionsexistantes et les influences possibles d’un tremblement de terre. La société Risk&Safety a étéchargée, en collaboration avec l'institut de statique des construction de ETH Zurich, sous ladirection de Prof. J. Schneider, de développer et d’adapter le concept appliqué [4] auxconditions locales, dans le but d’initialiser les travaux de prévention et de les accompagner.Ce concept (voir la figure 1) doit orienter la démarche d’intervention. Il fixe les étapesconvenables permettant un jugement organisé et global. Il considère aussi le fait que lesmoyens à disposition, tant humains que financiers, soient limités.La première étape d'un tel processus est du ressort du service des bâtiments du canton. Ellevise à évaluer rapidement les constructions existantes face au risque de tremblement de terre

permettant une classification. De cette classification, une liste de priorités aide le responsable

des choix dans la mise en place des interventions nécessaires.


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Les étapes suivantes doivent être plus exactement examinées seulement si le besoin s’en faitsentir, en fonction du résultat de la première phase. Elles font l’objet d’un manuel spécifique.

2.3 Méthodes d’évaluation

L’évaluation des édifices s’obtient graduellement. Elle s'oriente initialement par rapport aurisque de dommage corporel puis, aux étapes suivantes, aux autres dommages. De plus uneréflexion avantages/coûts est considérée (rendement de l’intervention). L’évaluation d’aprèsle manuel présenté ici permet en peu de temps une première caractérisation d'un édifice par rapport au risque de tremblement de terre. Pour ce but, on définit l’indice de risque RZ. Larecherche se fait tant sur le nombre de personnes concernées que sur la vraisemblanced'écroulement du bâtiment considéré. L'indice de risque RZ permet d’établir la liste de

priorités de la manière expliquée dans la figure ci-dessous.La distribution géographique des risques sismiques combinée avec la vulnérabilité desédifices jugés dictent le besoin et les priorités d’intervention. La décision, si un édifice doitsubir une évaluation plus approfondie, est prise en fonction de la caractérisation du risqueobtenu dans la première étape. Elle justifie la recherche de renseignements supplémentaires etcomplémentaires. La position du bâtiment dans la chaîne de sauvetage, c’est-à-dire par rapport à la fonction de sauvetage et à la protection de catastrophes, sont aussi pris enconsidération. Les édifices pour lesquels un assainissement pour d'autres raisons est prévu,

bénéficient d’un meilleur traitement dans l’ordre des priorités. La deuxième étape estexaminée, dans ces cas-là, de manière plus approfondie, car une protection de tremblement deterre est souvent possible avec de comparativement petits investissements. La prise enconsidération du risque sismique devient donc un critère supplémentaire de gestion du

patrimoine existant.

Figure 1 : méthodologie

Base de données sur les bâtiments existants

Pas d’intervention Assainissement Assainissement spécifique

1ère étape

Estimation du risque2ème étape

Recherche de risque

3ème étape

AccomplissementListe de priorités pour la2ème étape

Liste de priorités pour la3ème étape

Choix selon des critères généraux

RZ >Valeur limite

ReconstructionRenouvellement

projetée

Elément de lachaîne desauveta e

Elément pertinent et

essentiel

Analyse de lafonction dans lecontexte global

ReconstructionRenouvellement

ro eté

Décisiond’assainissement

Critères derisque violés

Affinage utilede l’étude

Solutionoptimaleidentifiée

itération itération


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L’évaluation approfondie au deuxième niveau prend plus de temps. Les études pour juger les bâtiments en deuxième étape sont beaucoup plus lourdes que lors de la première analyse derisque. Ils sont jugés par rapport à des critères de risque propres à ce deuxième niveau. Avanttout le risque sismique est lié à la localisation (lieu d'implantation) qui doit à chaque fois être

considéré. Par la suite, l’estimation de la vulnérabilité du bâtiment face au tremblement deterre est à considérer avec les conséquences des dommages des édifices. Il faut développer lamesure de l'efficacité (la réduction de risque par la réduction de la vulnérabilité). Le résultatde la première analyse de risque est la base de l’établissement d’une deuxième liste de

priorités avec laquelle un deuxième triage est effectué. L’évaluation des édifices de cedeuxième triage demande l’intervention d’expert en sismologie à plusieurs reprises, et cela

pour chaque édifice étudié.C’est à la troisième étape qu’il faut essentiellement approfondir les positions du problème qui

pouvaient encore être obscures au deuxième degré. Dans cette phase, les variantes de protection ainsi que les alternatives d’intervention sont à définir et à contrôler. Il faut ensuiteenglober une réflexion Avantages/Coûts dans l’approche de la solution optimale. Les

résultats de cette étape forment la base pour la décision des services publics responsables de laréalisation d'une protection et de la prévention du risque sismique. Cela trouve un sens lorsd’une utilisation optimale des moyens économiques pour la réduction des risques dedommage corporel liés aux tremblements de terre. Cette démarche de prévention doitenglober non seulement le service des bâtiments du canton, mais encore inclure lescommunes. Enfin, l’évaluation sismique est l’occasion d’examiner aussi la capacité defonctionnement de la chaîne de sauvetage de manière plus approfondie, c’est-à-diredéterminer les édifices décisifs (l'approvisionnement en eau, les voies de communication, les

ponts (passerelles) etc.) et les installations permettant au sauvetage de fonctionner de manièreadaptée et efficace (la police, les pompiers, les ambulances, etc.)Des mesures préventives convenables pour la protection des catastrophes, orientées risque,avec une identification par étape, permettent d’éclairer le jugement des décideurs de manièrelarge.La suite de ce manuel se limite à l’évaluation des bâtiments lors de la première étape duconcept présenté en haut.


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3. Manuels pour la première étape

3.1 Généralités

La réalisation de la première étape de l’évaluation des édifices s'appuie sur les idées

fondamentales, avantages, contraintes et conditions de bord suivants :o L’évaluation d'un édifice doit pouvoir être effectuée par deux personnes compétentesdans un laps de temps d’environ 30 minutes,

o l'une de ces personnes compétentes - de préférence un ingénieur formé et expérimentédans la statique-constructive - doit faire son évaluation avec toute la réserve et la

prudence afin d’assurer une interprétation unitaire,o l’évaluation doit se porter essentiellement sur risque de dommage corporel direct du

tremblement de terre. Les risques des dégâts de bâtiments et des dégâts matériels nesont pas prioritaires,

o les édifices, faisant partie de chaînes de sauvetage importantes après les catastrophes,doivent en plus, être considérés avec ces particularités. On doit décrire en peu de mots

leur fonction.L’évaluation ne demande aucun calcul détaillé. Elle ne livre cependant aucune absoluecertitude. Elle se base sur des indices pour le comportement au tremblement de terre décisif.Elle met en avant les qualités de l'édifice et le risque correspondant des personnes. Au moyendes schémas ci-dessous, le jugement devient l'indice AZ pour la mesure des dégâtspersonnels ainsi que l’indice WZ pour la vraisemblance d'écroulement. A cela on multiplieun indice de risque RZ. Sur la feuille de protocole d’évaluation doivent figurer desinformations relatives à la position du bâtiment, ses fonctions dans le système de la chaîne desauvetage, ainsi que les renseignements complémentaires. Une recommandation pour la miseen place d’une telle feuille de protocole d’évaluation est présentée ici.

3.2 Mesure du dommage

3.2.1 GénéralitésLa mesure de dommage à saisir se rapporte au nombre de personnes, susceptibles d’êtretouchées par l’écroulement de l’édifice lors d’un tremblement de terre. L'enregistrement de lamesure de dommage est basé sur des indicateurs correspondants. Ces indices ne quantifient

pas la mesure de dommage de manière absolue, mais sont des dimensions auxiliairesharmonisées qui servent à la classification. Les indices sont indiqués par deux lettresgrassement imprimées. La première lettre pour la mesure, le deuxième spécifie l'indice.

3.2.2 Indice pour le risque direct des personnesSi un édifice s'écroule par suite d'un tremblement de terre, les personnes qui sont dans le

bâtiment ou dans sa proximité directe risquent d’être atteintes. La mesure de dommageattendue comme la conséquence d'un écroulement est d'autant plus grande, en conséquence,quand le bâtiment accueille un grand nombre de personnes et plus il est fréquenté dans ladurée.

La mesure de dommage dépend avant tout du temps pendant lequel les personnes sont dans lazone dangereuse. La zone dangereuse est déterminée par la vue en plan du bâtiment et par une

estimation de la zone potentiellement touchée. Cela est traduit à partir de la vue des façadesconsignée dans la feuille d’évaluation.


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La durée du séjour est quantifiée sur les indices AT et AS par rapport aux critères suivants :o quantité de jours / semaine pour ATo quantité d’heures / jour pour AS

jours / semaine AT heures / jour AS

< 3 1 < 4 13 – 5 2 4 – 9 26 – 7 3 10 – 16 3

17 – 24 4Tableau 1. Jours par semaine Tableau 2. Heures par jour

En outre, la mesure de dommage du risque direct dépend de la quantité N des personnes dansla zone d’influence dangereuse du bâtiment. Cette quantité divisée par 100 de personnes estexactement arrondie à l’unité supérieure. Pour les bâtiments avec N < 200 on prend unevaleur de 20. Pour la définition de la mesure de dommage direct , le risque est fonctionsimultanément de la quantité N des personnes effectivement présentes dans la zonedangereuse multipliée avec les indices mentionnés dans les tableaux ci-dessus, déterminant ladurée du séjour. Le produit complet est donc divisé par 100 :

AZ = AT · AS · N / 100 (1)

Souvent la quantité de personnes concernées et les temps de séjour ne sont pas déterminablesde manière définitive. Typiquement c’est le cas, par exemple, lors d’une utilisationdifférenciée entre la nuit et le jour qui provoque la mesure de situations diverses. De tels états

peuvent être considérés, mais on doit se limiter à deux sortes d'occupation les plusimportantes. On considère la formule suivante pour une double situation :

AZ = AT1 · AS1 · N1 / 100 + AT2 · AS2 · N2 / 100 (2)

3.2.3 Conséquences IndirectesEn plus des dégâts en vies humaines, comme conséquences directes d'un écroulement de

bâtiment, on peut observer que la destruction de l'édifice compromet également indirectementles personnes. Les perturbations de la chaîne de sauvetage sont, par exemple, une de cesconséquences indirectes difficilement chiffrable à ce premier degré de jugement. La feuilled’évaluation doit esquisser ce problème en intégrant la fonction de l’édifice dans la chaîne desauvetage.

3.3 Enregistrements de la vraisemblance d'écroulement

3.3.1 GénéralitésOn entend par vraisemblance d'écroulement, la vraisemblance qu'un bâtiment s’écrouleconsécutivement à un tremblement de terre d'une force déterminée. On ne donne pas lavraisemblance réelle mais un indice WZ représentatif. Au moyen de cet indice, les édifices

peuvent être comparés. De là, on admet que la vraisemblance d'écroulement d'un édificeestimé de manière optimale est fiable avec un fractile d’erreur inférieure à 1%.

Autrement dit : les bâtiments les moins bien classés s’écroulent.


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L'enregistrement de la vraisemblance d'écroulement se base sur des indicateurs pour lesquelsdes indices correspondants sont obtenus. Ces indices quantifient la vraisemblanced'écroulement, non pas de manière absolue, mais sont des dimensions auxiliaires harmonisées,

permettant la classification. Les indices sont indiqués par deux lettres grassement imprimées.La première lettre exprime la vraisemblance, le deuxième spécifie l'indice. Cette deuxième

lettre est mentionnée dans le texte respectif et est écrite de même grassement.

3.3.2 Emplacement de l'édificeLa vraisemblance d'apparition d'un tremblement de terre d'une force déterminée est fortementdépendante de l’endroit considéré. La norme SIA 160 divise la Suisse en 4 zones de risqueface au tremblement de terre. On parle aussi de macrozonage. Les accélérations detremblement de terre à attendre dans ces zones sont classées dans le tableau ci-dessous avec lalettre E. Ces indices peuvent aussi être interprétés comme les vraisemblances d'apparitiond'un tremblement de terre d'intensité déterminée. Les indications sur la délimitation localeexacte des différentes zones se trouvent sur carte de l’Annexe 3 de la norme SIA 160.

Le modèle adopté ici donne des valeurs entre 1 et 10 qui déterminent l’indices WE. La grande partie du canton du Valais est à classer selon SIA 160 dans les zones de risque 3a et 3b.

Zone sismique WE Sol de fondation WB

Zone 1 1 Bon 1Zone 2 2 Mauvais 2

Zone 3a 5Zone 3b 10

Tableau 3. Macrozonage Tableau 4. Sol de fondation

À côté de ce macrozonage, le sol de fondation B, sur lequel l'édifice repose, joue un rôleimportant. Les effets des tremblements de terre peuvent s’aggraver considérablement enfonction des qualités du sol de construction, jusqu'à sa liquéfaction. Par rapport aux influencesde tremblement de terre les sols les plus sensibles sont généralement à grain fin, peucompactés. La position en pente ou l’anthropisation peuvent aussi influencer négativement laréponse du sol au tremblement de terre. Ce microzonage est à déterminer et à estimer pour chaque cas. L'indice WB doit saisir grossièrement cette dépendance des qualités des sols sousl'influence d’un tremblement de terre.

3.3.3 Etat des connaissances à la date de la conception du projet

Année de conception WP

Après 1989 1Entre 1970-1989 2

Avant 1970 3Tableau 5. Année de conception

Avant 1970 les normes SIA contenaient encore aucune définition de tremblement de terre.Pour la première fois, la norme 160 de 1970 voyait une force de remplacement horizontaleêtre prise en considération. La norme SIA 160 de 1989 prend en considération l'état actuel de

la technique et des connaissances. Si on part du principe que les définitions des normes SIAlors de la conception ont été respectées, la résistance de tremblement de terre dépend de ladate de la projection P. On fait donc appel à cela pour la définition de l'indice WP.

L’année de conception du projet a uneinfluence sur les normes en vigueur appliquées à cette date. L’emploi desconnaissances nouvellement acquises au fildes ans ermet de réduire le ris ue.


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Cependant, de récentes études (voir thèse K. Peter) montrent que l’influence de la date deconception et donc de la norme en vigueur est moindre que ce qui est considéré dans cetableau.

3.3.4 Comportement du système porteur Un rôle particulièrement important est l’évaluation de la résistance du système porteur. Lerôle qu’il joue dans la reprise des forces horizontales induites par le tremblement de terre estimportant pour la vulnérabilité de l’édifice.Ici trois indices sont expliqués pour exprimer les critères défavorables :

o vue en plan (horizontalité)o l’élévation (verticalité)o le type de stabilisation utilisé

Stabilisation en plan WG

Favorablement 0Défavorable 2

Lacune 5Tableau 6. Vue en plan

La disposition de la trame des éléments porteurs est, habituellement, optimale, si le centre degravité correspond au centre de masses (le point d'attaque de la somme des forces d'inertie).Ainsi les efforts excessifs de torsion peuvent être évités. Les systèmes de porteurs redondantsagissent aussi favorablement puisqu’ils peuvent compenser la défaillance d’un autre élément.

Puisque les influences de tremblement de terre sont à attendre dans toutes les directions, lastabilisation est décisive dans la plus mauvaise direction.

La détermination des indices doit résulter de cette logique. Malheureusement, on trouveoccasionnellement aussi des édifices, où le système porteur est très insuffisant pour la reprisedes efforts préférentiellement dans une des deux directions ou de haut en bas. On trouve aussi

parfois des lacunes. Pour ces cas, l’indice WG a un poids important permettant de mettre enévidence dans la liste de priorités de tels bâtiments.

Continuité verticale WA

Permanente 0

Non assurée 2Soft Story 5

Tableau 7. Élévation

Les indices distinguent entre une stabilisation permanente et une autre au caractère instable.Les observations des événements de tremblement de terre des dernières années sont, entreautres choses, la raison qui montre que le raidisseurs sur tous les étages devaient rester continus afin de garantir une meilleure tenue de l’édifice. Des raidisseurs discontinus etdifférents, en particulier aux étages qui se suivent directement, sont défavorables. Les murs

porteurs déplacés et qui tombent au vide sont hautement défavorables. De plus, le phénomènede Soft Story est à éviter est particulièrement dommageable pour l’édifice lors d’un

L’indice spécifique WG à la disposition dela trame horizontale de l’édifice est passé icien revue. Il exprime la capacité à dissiper lesforces du tremblement de terre.

Le système de contreventement et la formedu bâtiment dans le schéma en élévation A

influencent la réponse d'oscillation à untremblement de terre.


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tremblement de terre. On a remarqué que lorsque les étages qui sont tenus seulement par desraidisseurs inclinés sont mis hors service souvent tôt dans le cas de tremblement de terre.

Type de stabilisation WW

Noyaux, murs 0

Cadres rigides 1Charpentes 2

Cadres avec murs deremplissage

3

Systèmes mixtes 4Tableau 8. Type de stabilisation

Ainsi, les noyaux et murs sont plus efficaces que les systèmes en cadres, habituellement un peu plus souples. Peu adaptées pour la prise en considération des influences de tremblementde terre, les charpentes, ont été beaucoup utilisée en Suisse par le passé. Encore plusdéfavorable, les constructions en cadres avec des murs de remplissage en maçonnerie peuventinduire de grandes forces supplémentaires et défavorables sur les supports du cadre. Lessystèmes mixtes sont de même problématiques par expérience.

Concept en plan WK

De façon compacte 0Courbe, allongé 1Tableau 9. Concept en plan

De même les édifices allongés sont délicats. Dans une vue en plan longue et étroite et en particulier dans le sens de la longueur, l'interprétation habituellement raisonnable du système porteur sur les forces de vent peut être insuffisante pour les forces de tremblement de terre.Enfin, les édifices sont particulièrement sensibles au martèlement. C’est-à-dire quand deux

parties de bâtiment séparées oscillent diversement. Cela peut mener à de grands mouvementsrelatifs les parties d'édifice et peuvent faire se heurter les deux parties.

Méthodes de construction , ductilité WD

Béton armé, acier, assemblage 0

Maçonnerie armée 2Préfabriqué, bois 3

Maçonnerie, béton non armé St. + 3Tableau 10. Méthodes de construction , ductilité

L'écroulement d'un édifice dont le système porteur a une haute ductilité est bien improbable.La vulnérabilité est comparativement petite, bien que la résistance du contreventement dansl’évaluation globale suppose des connaissances détaillées sur le système porteur et limiteainsi les possibilités à la première étape de l’évaluation. La ductilité peut être évaluéecependant, de manière simplifiée, sur la base de la méthode de construction et des matériauxde construction utilisés pour les éléments porteurs.

La qualité de la stabilisation dépend, en plusde sa disposition dans la vue en plan, aussi

du type de système de contreventementsutilisés.

Un concept de vue en plan favorable K contribue à la résistance de tremblement deterre. Les formes de vue en plan courbesavec les coins rentrants sont défavorables.

Le comportement à un tremblementde terre d'un système porteur dépend

de la résistance du système ainsi quede sa ductilité le D permettant unedissipation d’énergie par la

plastification de certaines parties.


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On remarque que des constructions uniquement composées de maçonnerie ou de béton nonarmé sont particulièrement critiques. Cela particulièrement si elles sont élevées (Plus de 3étages). C’est pourquoi l’indice WD prend en considération le nombre d’étages (St.) pour cetype d’édifice.

Fondations WF

Radier général 0Semelles isolées 1

Tableau 11. Fondations

Les édifices qui sont construits avec des profondeurs de fondation irrégulières ou dont lesfondations admettent des déplacements relatifs importants sont particulièrement sensibles. Lesédifices avec des fondations uniques (radier général) ou des fondations en ruban (semelleisolée) liées (connectées) ensemble par une dalle empêchant les déplacements sont par contre

favorables.

3.3.5 Indice pour la vraisemblance d'écroulementL'indice pour la vraisemblance d'écroulement WZ comprend l’ensemble de tous les indicesmentionnés plus haut. Il s’obtient par la formule suivante :

WZ = WE · WB · WP · (1+WG+WA+WW+WK+WD+WF) (3)

3.4 Evaluation de la sécurité au tremblement de terre

3.4.1 Indice de risqueOn obtient une estimation du risque avec les indices pour la mesure de dommage et lavraisemblance d'écroulement grâce aux règles courantes du calcul de risque. L'indice derisque RZ est obtenu avec la formule suivante :

RZ = AZ · WZ (4)

L'indice de risque est une mesure de la grandeur du risque personnel à la suite du tremblementde terre permettant de classer des bâtiments. Il s’obtient par multiplication de l’indice pour lamesure du dommage et la vraisemblance d'écroulement. Ces indices sont établis sur la base dela feuille de protocole permettant l’évaluation du bâtiment considéré. (voir feuille de

protocole)

3.4.2 Listes de prioritésLes édifices évalués peuvent, d’après leur indice de risque RZ, être triés dans un ordredécroissant. Le résultat est la première liste de priorités. Celle-ci permet de classer les

bâtiments par rapport au risque personnel collectif. C'est-à-dire, non pas le bâtiment qui a le plus de probabilités de s’écrouler avec un risque individuel d'une personne séparée important,

mais celui dont la combinaison des deux facteurs Vulnérabilité/Dommage est la plus grande.

Les déplacements relatifs peuvent se produire, en cas d'un tremblement de terre,aussi dans les sous-sols et les fondations F.De tels effets peuvent mener à unesollicitation importante de ces locaux etainsi à un écroulement.


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L'indice WZ attire l'attention sur des bâtiments qui pourraient être concernés au plus tôt en casd'un tremblement de terre par un écroulement et donne une raison d’intervenir avant tout pour une meilleure protection sur le système porteur afin de faire baisser le risque. Cependant, dansl'interprétation de cette liste il faut prendre en considération que les indices sont déterminés

pour la vraisemblance d'écroulement avec une méthode grossière ayant un caractère flouconsidérable.

Enfin, dans un diagramme WZ/AZ (cf. la figure 2), les indices peuvent être représentés pour la mesure de la vraisemblance d'écroulement ainsi que pour le risque commun. Un point estreprésenté dans ce diagramme pour chaque édifice étudié. L'indice de risque RZ d'un édificecorrespond à la surface du rectangle délimité par les axes de coordonnées et par des droites

parallèles à ces axes, passant par le point obtenu.

La représentation se prête particulièrement bien pour le jugement des possibilités d'uneréduction de risque et l’établissement des priorités. Les points se trouvant dans le haut dudiagramme donnent les édifices pour lequel une protection au tremblement de terre dusystème porteur est prometteuse. Les points se trouvant loin à droite dans le diagramme

attirent l'attention sur les édifices où l’intervention sur le système porteur pourrait êtreenvisagée.

3.4.3 Conséquences Indirectes

A côté des dégâts personnels directs qui suivent l’écroulement d’un bâtiment un édifice, sadestruction peut compromettre aussi indirectement la personne. Par exemple, les édificesdétruits peuvent barrer des voies de sauvetage importantes. Certains édifices particuliers

peuvent aussi avoir des fonctions importantes dans la chaîne de sauvetage, comme, par exemple, la police, les pompiers, les médecins, etc. Evaluer des dommages résultants de

l’utilisation dans les indices, n'est pas possible à ce premier degré de jugement. Ainsi sur la

10 20 30 40 50 60 70 80 100 AZ

WZ

100

80

70

60

50

40

30

20

10

1000

500200

Figure 2 : Exemple d’undiagramme WZ/AZ, (Cantond’Argovie, RZ>200)


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feuille de jugement, ces problèmes doivent être saisis seulement de manière descriptive etqualitative.

3.4.4 Recommandations

Une recommandation est délicate et doit inclure toute la réserve liée à la méthoded’évaluation. Elle permet de déterminer si un approfondissement de l’évaluation d’un édificeest nécessaire. La méthode permet de faire une première liste, qui permet de guider lesdécideurs dans la suite des mesures à mettre en place et en particulier, les bâtimentsnécessitant une 2ème étape. Il faut considérer l’indice de risque RZ, mais également analyser les deux autres indices principaux ; la mesure du dommage AZ et la vraisemblanced’écroulement.

3.5 Autres procédés

Le recours à une étude plus approfondie et donc la mise en route de la 2 ème étape, est duressort des décideurs. Lors de leur décision, ils devront faire attention aux points suivants ,

o Il est judicieux de confronter deux jugements différents un peu plus approfondis, prenant quelques jours de travail, avant de déterminer le niveau requis d’évaluation.

o Les bâtiments qui doivent de toute façon subir dans un proche avenir une rénovationdoivent être considérés avec un concept englobant la réflexion sismique. C’est unfacteur important dans l’établissement de la liste de priorités.

De manière analogue, la même démarche est à entreprendre lors du passage de la 2 ème à la3ème étape de jugement. Il est peut-être nécessaire et utile, à ce moment encore, d'avoir

recours aux résultats de la première étape.


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evaluation du risque sismique

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