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.

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)

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

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.

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