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20
Aoû

Effets de Site en Zone Sismique

Posté par le dans Construction Parasismique
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Toute action sismique est transmise aux constructions par le sol.

En fonction de la nature du sol, des propriétés mécaniques du sol, des effets de site, le signal sismique sera différent. Cet article dresse une liste sommaire des phénomènes à prendre en compte lors de la construction en zone sismique.

Influence du sol en zone sismique

Dans la plupart des calculs sismiques de bâtiments, on suppose en simplifiant que le mouvement du sol est une translation d'ensemble, ce mouvement transmettant l'action sismique à la structure.

S'il est impératif de calculer les structures pour qu'elles résistent à l'action sismique, il est au-moins aussi important de vérifier cette hypothèse de comportement du sol, notamment :

  • Le mouvement du sol peut ne pas être 'homogène' sous un grand bâtiment et générer des déplacements relatifs entre les différents points d'assise des fondations (non abordé dans cet article. Voir article sur les fondations)
  • Le sol peut perdre éventuellement ses caractéristiques mécaniques sous l'action sismique, du fait des phénomènes apparaissant sur certains sites :
      • liquéfaction des sols
      • tassement des sols
      • dislocation
      • glissement de terrain

En cas d'effet de site, le mouvement du sol n'a plus grand chose à voir avec une simple translation, et peut s'avérer très destructeur : on observe la ruine de bâtiments que leurs structures soit bien calculées ou non.

 

Définition d'un effet de site

Un effet de site est défini comme une amplification (ou plus rarement une atténuation) des secousses, causée par les caractéristiques locales du site : topographie, géologie, etc.

 

Exemples d'effets de site

Liquéfaction des sols

On appelle liquéfaction d'un sol un processus conduisant à la perte totale de résistance au cisaillement du sol par augmentation de la pression interstitielle. Elle est accompagnée de déformations dont l'amplitude peut être limitée ou quasi illimitée.

effet de site : tassement du sol au japon

Critères d'un sol potentiellement liquéfiables

Les paramètres importants à vérifier sont selon PS92 §9.1.2:

  • La granulométrie du sol (risque pour petit diamètre, sol fin sable, argile)
  • La présence d'eau (risque si saturation en eau)
  • La contrainte dans le sol

L'étude géotechnique du site est primordiale, car elle évalue le risque de liquéfaction.

liquefaction des sols : effondrement

 

 Techniques pour réduire le risque de liquéfaction :

Les procédés généralement utilisés pour éliminer ou réduire les risques de liquéfaction sont, suivant les cas :

  • rabattement permanent du niveau de la nappe ;
  • densification du milieu liquéfiable (préchargement, compactage, vibroflottation, etc.) ;
  • modification des propriétés du milieu par injection, etc. ;
  • constitution de colonnes drainantes limitant l'élévation des pressions interstitielles ;
  • substitution aux sols liquéfiables de matériaux de caractéristiques physiques appropriées convenablement compactés.

 

Tassements des sols

Les sols reconnus comme pouvant tasser sous l'effet des séismes doivent faire l'objet d'attentions particulières :

  • étude préalable
  • évaluation des phénomènes possibles (surcharges sur les fondations, mouvements différentiels etc)
  • traitement éventuel
  • ou si nécessaire éviction du site.

effet de site : tassement du sol

 

Zones de failles sismiques actives (PS-92, § 4.11)

 

  • "Sauf nécessité absolue, aucun ouvrage ne doit être édifié au voisinage immédiat d'une zone faillée reconnue active".
  • Les règles PS 92 ne précisent pas la notion de "voisinage immédiat". Elle sera estimée par des études spécifiques (géotechnique, géophysique...).
  • Certains PPR (Plan de Prévention des Risques) incluent des dispositions d'aménagements qui prennent en compte les failles actives, comme dans cet exemple avec la faille du Vuache en Haute Savoie

 

Zones de karst et cavités (terrains rocheux fracturés)

Les sols rocheux fracturés, les sols rocheux présentant des karsts et des cavités doivent faire l'objet d'attentions particulières afin de rendre au terrain un monolithisme compatible avec l'action sismique.

 

Pour en savoir plus : voir l'article à venir sur les techniques de consolidation du sol en zone sismique.

 

Instabilité des terrains en pente (PS-92, § 9.2)

effet de site : glissement pendant séisme du japon

 

 

Effets de la topographie : bord de falaise, rupture de pente

 effet de site topographique

 

Effet de site : la cuvette alluvionnaire

Cet exemple illustre parfaitement l'importance que revêtent les effets de site : A mexico, en 1985, on a mesuré un rapport de 10 entre le signal sismique au rocher le signal dans la cuvette alluvionnaire.

effet de site mexico : cuvette alluvionnaire

 

 


Sources

- Formation à la construction parasismique, volume 5 - Patricia Balandier

- Conception Parasismique des bâtiments - volume 10 - Patricia balandier et Paul Quistin

- Institut des risques majeurs

 

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Pendant près de 5 ans, Adrien a été dans l'équipe des contrôleurs d'Anco, pour des projets de construction allant de la maison individuelle à la tour de 20 étages. Passionné de nouvelles technologies et initiateur de ce blog, il est maintenant responsable de la communication d'Anco en télétravail.

Commentaires

  • Invité
    SIHEM dimanche, 16 septembre 2012

    salut je suis SIHEM de L'ALGERIE 2 eme annee master de genie civil j'ai le thème de ma mémoire est "Effet du site au batiment en zone sismique" et je veux toutes les informations pour ma projet en rapport de ma sujet stp aidez moi sttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttp

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Invité dimanche, 19 novembre 2017