Construction Parasismique de A à Z : Les Fissures

Sur les bâtiments courants en béton et en maçonneries, les règlementations parasismiques (PS92, EC8) prévoient la fissuration, comme un moyen efficace de dissiper l’énergie sismique.

Reste que les fissures ne doivent pas apparaître n’importe où. Un bâtiment bien conçu se distingue par un bon comportement sous séisme, et l’emplacement des fissures est un indicateur pertinent du comportement des constructions sous séisme.

Par exemple, une fissuration sur un poteau porteur est inacceptable du fait du risque d’effondrement, alors que la fissuration sur une poutre est envisageable. Ceci ne signifie pas que des éléments porteurs verticaux ne doivent pas fissurer : les murs en béton armé, peuvent dissiper beaucoup d’énergie, et continuent à assurer le report de charges, même largement fissurés.

Les plupart des photos qui suivent illustrent des cas de fissuration observés après des tremblements de terre.

Sommaire

• Fissures à la liaison entre maçonneries et béton
• Fissure dans les maçonneries
  • Fissures en croix dans les maçonneries
  • Fissures en ‘escalier’ dans les maçonneries
• Fissures dans les poteaux
  • Fissures en diagonale dans les poteaux
  • Fissure en croix dans les poteaux
  • Fonctionnement en poteau court
  • Fissures de cisaillement
  • Fissures de flambement
  • Fissures liés à des éclatements des aciers
• Fissures dans les voiles en béton armé
  • Fissures en croix
  • Fissures en diagonale
  • Fissures horizontales dans les voiles BA
  • Fissures verticales
• Fissures dans les poutres
  • Fissures dans les nœuds poteau-poutre
• Fissure dans les dalles
  • Fissures en sous face de dalle
  • Fissure au dernier niveau
• Autre Fissures
  • Fissure en façade
  • Fissures au niveau des joints de dilatation

Fissures à la liaison entre maçonneries et béton

• Ces fissures sont en général horizontales ou verticales
• Elles sont très courantes après un séisme
• Elles marquent bien la limite entre béton et maçonnerie
• Elles ne sont pas dangereuses et n’affectent pas la structure du bâtiment
• Par contre elles dénotent un défaut de liaison entre béton et maçonneries et cela peut entrainer des désordres dans les poteaux

Fissure dans les murs en maçonneries

Fissures en croix dans les maçonneries

• Ces fissures dans les maçonneries sont typiques de la dissipation d’énergie dans les maçonneries, qui jouent alors le rôle de contreventement.
• Elles ne sont pas dangereuses et n’affectent pas la stabilité du bâtiment
• Par contre elles indiquent que le bâtiment a eu besoin de ces maçonneries pour assurer la tenue du bâtiment et donc que la structure est sous dimensionnée au séisme
• Par ailleurs ces maçonneries étant cassées il n’y a plus de réserve de ductilité
• Ces bâtiments sont donc particulièrement vulnérables aux répliques

Fissures en ‘escalier’ dans les maçonneries

• Ces fissures pointent la rupture du joint de mortier entre les blocs de maçonneries.
• Elles ne sont pas dangereuses et n’affectent pas la stabilité du bâtiment
• Néanmoins, elles indiquent une faible qualité de construction des panneaux de maçonneries. Il faut donc s’assurer qu’il existe un autre système de contreventement pour assurer la stabilité du bâtiment, sinon ces panneaux devraient être refaits.

Fissures dans les voiles en béton armé

Fissures en croix

• Fissures caractéristiques des séismes, sur les voiles de contreventement
• Signifie que le voile est passé en mode endommagement
• Il n’y a plus de réserve de ductilité dans la structure celle-ci est donc très vulnérable à un nouveau séisme

Fissures en diagonale dans les voiles béton

• Les fissures en diagonales dans les voiles de béton sont toujours révélatrices de mouvement dans la structure
• Elles sont souvent liés à des tassements différentiels dans les fondations
• Elles sont rarement isolées et la lecture du réseau de fissures permet de voir quelle est la fondation en cause

Fissures horizontales dans les voiles BA

• Ce sont en générale des fissures de cisaillement
• Ces fissures s’accompagnent en général de fissure en diagonale sur d’autres voiles
• Elles peuvent signifier également un tassement d’une fondation
• Il faut donc bien regarder les autres voiles
• Sinon cela aussi peut être des fissures liées à des déplacements sous séisme

Fissures verticales dans les voiles BA

• Les fissures verticales dans les voiles sont généralement dues au retrait du béton
• Elles sont rarement dangereuses
• On les trouvera dans les bâtiments de grandes longueurs supérieures à 25 m

Fissures dans les poteaux

• Les fissures dans les poteaux sont toujours graves et devraient être examinées avec la plus grande attention

Fissures en diagonale dans les poteaux

• Les fissures en diagonale dans les poteaux signifient une rupture en compression
• Ces poteaux sont donc cassés. Ils devraient donc être refaits

Fissure en croix dans les poteaux

• Ces fissures sont caractéristiques des ruptures alternées sous séisme et sont souvent l’expression du blocage des poteaux courts

Fonctionnement en poteau court

• Le poteau bloqué sur une partie de sa hauteur, réagit comme un poteau court. Plus rigide que les poteaux environnants, la distribution des efforts sismiques s’en trouve déséquilibrée, et du fait de sa rigidité, ce poteau explose sous l’intensité de l’effort sismique (voir photo ci-dessus).

Fissures de cisaillement

• On peut rencontrer des fissures horizontales en général en extrémité de poteau, soit en en haut, soit en bas
• Ces fissures très dommageables pour les poteaux entrainent assez souvent leur effondrement
• Elles sont souvent produites par les poussées en diagonales des maçonneries lorsque celles-ci reprennent les efforts sismiques
• Fissures de compression ou de traction dans les poteaux d’angle

Fissures de flambement

• Ces fissures généralement situées en pied de poteau peuvent indiquer un flambement du poteau
• Elles sont dangereuses et les poteaux devraient être refaits

Fissures liés à des éclatements des aciers

• Les aciers utilisés dans des bétons poreux ou réalisés avec du sable de mer ou avec des taux de chlorures élevés ne sont pas correctement protégés contre la rouille
• Ils se corrodent et finissent par faire éclater le béton
• Sous séisme ces phénomènes peuvent émerger prématurément
• Cela peut entrainer des ruptures fragiles dans les poteaux du fait de l’absence de ductilité dans les aciers

Fissures dans les poutres

• On distingue des fissures d’effort tranchant et des fissures de moment fléchissant
• Ces fissures peuvent dénoter la rupture de la poutre mais ces éléments sont rarement susceptibles d’entrainer la ruine du bâtiment

{module fissures sismiques (poutres)}

Fissures dans les nœuds poteau-poutre

• Les nœuds, notamment des structures en portiques, sont très sollicités sous séisme
• La présence de fissure dans les nœuds est la preuve d’insuffisance d’acier pour reprendre les moments fléchissants
• On observe donc des fissures au-dessus et en-dessous des nœuds avec des phénomènes d’éclatement

Fissure dans les dalles

• Dalle de plancher bas : Les fissures sur la partie supérieure des dalles de plancher bas sont en général liés à des gonflements d’argile, plutôt qu’à l’action d’un séisme.

Fissures en sous face de dalle

• Fissures horizontales : en général, ce sont des fissures à la liaison d’éléments préfabriqués (entre 2 prédalles accolées), ou au niveau des reprises de bétonnage
• Les fissures de rupture des prédalles suivent les profils de déformation

Fissure au dernier niveau

• Les fissures dans les dalles du dernier niveau sont souvent liées à des gradients thermiques

Autre Fissures

Fissure en façade

• On peut voir des fissures sur les murs extérieurs en façade liés à des gradients thermiques lorsque l’on a des changements de couleur sur la façade

Fissures au niveau des joints de dilatation

• Si les joints de dilatations sont remplis, inévitablement on observera une fissuration au niveau des joints.
• Ces fissures ne sont pas dangereuses en elles-mêmes, mais le fait de laisser les joints remplis peut aboutir à un entrechoquement des blocs de bâtiments lors d’un séisme ultérieur. Les joints devraient donc être vidés.

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