8 Genie Parasismique
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Génie parasismique 121 PO IC - Géologie de l'ingénieur Chapitre 8 Génie parasismique Plan 8.1 Généralités 8.2 Aléa sismique 8.3 Conception parasismique des ouvrages PO IC - Géologie de l'ingénieur Introduction • Séismes dangereux pour la vie humaine • Principe de protection contre les effets des séismes à cause de la destruction des ouvrages réaliser des ouvrages "parasismiques", i.e. résistants aux séismes les bâtiments, même endommagés, ne s'effondrent pas - Aléa sismique - Risque sismique • Deux notions à ne pas confondre • probabilité d'apparition d'un séisme en un site donné • pendant une période de référence donnée • probabilité d'un dommage causé par un séisme Risque sismique = Aléa sismique x Vulnérabilité • Le risque sismique est donc fonction : - de l'aléa sismique - des dispositions constructives prises pour diminuer le risque
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Génie parasismique 121
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Chapitre 8Génie parasismique
Plan8.1 Généralités8.2 Aléa sismique8.3 Conception parasismique des ouvrages
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Introduction
• Séismes dangereux pour la vie humaine
• Principe de protection contre les effets des séismes
à cause de la destruction des ouvrages
réaliser des ouvrages "parasismiques", i.e. résistants aux séismesles bâtiments, même endommagés, ne s'effondrent pas
- Aléa sismique
- Risque sismique
• Deux notions à ne pas confondre
• probabilité d'apparition d'un séisme en un site donné• pendant une période de référence donnée
• probabilité d'un dommage causé par un séisme
Risque sismique = Aléa sismique x Vulnérabilité
• Le risque sismique est donc fonction :- de l'aléa sismique- des dispositions constructives prises pour diminuer le risque
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Risque sismique = Aléa sismique x Vulnérabilité
• peut être évalué pour une construction, une ville, une région spécifique• probabilité de perte en biens, en activités productives et en vies humaines
dans un laps de temps donné• augmente avec :
• nul en l'absence de constructions et de personnes
- la densité de population- le potentiel économique du pays
développement des sociétés↓
accroissement de leur propre vulnérabilité face aux tremblements de terre
Introduction
Vulnérabilité = (%)
coût des dommages attendus pour un séisme d'une intensité donnée
coût de la construction
0% : séismes d'intensité MSK < VI100% : séismes d'intensité MSK XI et XII
pas de dommages aux bâtimentsconstructions non parasismiques
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1. GénéralitésModèle élémentaire de faille
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La
Richter
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1. GénéralitésMesure de la violence des séismes
Puissances des séismes : magnitude
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Effets des séismes : échelle macrosismique d'intensité
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Relation Intensité-Magnitude
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8.2 L'aléa sismique
Pour un niveau de risque acceptable fixé... ...et considérant que le niveau deprotection peut être assuré par debonnes dispositions constructives
la connaissance de l'aléa sismique est nécessaire
Quelle est la probabilité annuelle d'excéderun niveau de mouvement du sol sur un site donné ?
La réponse passe par la détermination du mouvement sismique de calcul
• modèle de sismicité
• modèle d'atténuation
mouvement du sol pris en compte pour le calcul de la construction parasismique
Calcul probabiliste
- distribution géographique des sources sismiques actives- récurrence des séismes pour une source donnée, en fonction de la magnitude
- description, pour un site donné, de l'effet d'un séisme en fonction de lamagnitude et de l'éloignement du foyer
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Modèle de sismicitéSismicité historique
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Modèle de sismicité
• Le long d'une faille de l'écorce terrestre, les séismes se produisent avec irrégularité
• En étudiant la sismicité historique, on peut rendre compte, approximativement,de la succession des séismes par la relation de Gutenberg et Richter (1944) :
MbaN ⋅−=logM : magnitude du séismeN : nombre de séismes de magnitude ≥ M, par unité de temps et de surfacea, b : constantes sismiques de la région
• Traçage de cartes de zonage sismique• Calcul de la probabilité de dépasser une magnitude M
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exemple de calcul
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Modèle d'atténuation
• Au cours de leur propagation, les ondes sismiques s'atténuent• Relation rendant compte de l'atténuation d'un paramètre caractéristique
donné y, sur un site donné :
)()()(log GhRgMfAy +++=
A : constanteM : magnitude (ou caractéristique du mouvement au foyer)R : distance au foyerG : conditions locales du site
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Modèle d'atténuation
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Atténuation → paramètres influants
(a) paramètres généraux dépendant
• des caractéristiques au foyer
• des caractéristiques de propagation
magnitude, profondeur
propriétés physiques et mécaniquesdes terrains parcourus
La prise en compte - du modèle de sismicité- du modèle d'atténuation
Traçage des cartes de zonage sismique pourun facteur particulier (vitesse, accélération…)
Exemple : probabilité de dépassement de 10% sur une période de retour de 475 ans
(sans considérer les conditions locales)
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Zonage sismique en France
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(b) paramètres liés aux conditions locales (du site)
Pour préciser l'approche arrêtée en (a), on doit tenir compte de l'effet de site
Les mouvements sismiques sont modifiés par les particularités
- topographiques- stratigraphiques du site
Exemples
• séismes de Mexico (19/9/85) et de Californie (17/10/89)
• les reliefs importants sont souvent plus perturbés que leszones voisines à relief peu marqué
mouvements en surface 3 fois plus grands dans les couches d'alluvionsque dans les affleurements rocheux voisins
Atténuation → paramètres influants
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exemple d'accélérogramme de Mexico
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Mouvement sismique de calcul
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Donc les structuresoscillent et sous l'effetd'accélérations
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Spectres pour différents sols
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Spectres réglementaires
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• Voisinage des failles
8.3 Conception parasismique des ouvragesQuelques principes
Implantation des ouvrages
Éviter les constructionsd'ouvrages dans le voisinagede failles reconnues actives
Exemple de Kobe,construite très près d'unréseau de failles
→ voir les plans d'expositionaux risques (P.E.R.)lorsqu'ils existent
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• Topographie- Amplification des mouvements sismiques
Exemple : Mexico- Sites en pente, zones d'éboulis, rebords de falaise
8.3 Conception parasismique des ouvragesQuelques principes
Implantation des ouvrages
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• Zones suspectes de liquéfaction
8.3 Conception parasismique des ouvragesQuelques principes
Implantation des ouvrages
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8.3 Conception parasismique des ouvragesQuelques principes
Sols et fondations• Fondations homogènes
- Pas de construction à cheval sur deux formations géologiques de propriétésmécaniques différentes
- Éviter d'associer pour un même ouvrage deux types de fondationsdifférents
sinon, scinder l'ouvrage en 2 unités indépendantes
exemple : pieux et semelles isolées
• Choix de l'assise- Rechercher les couches profondes stables et résistantes- Éviter les sols déformables (meubles) déplacements différentiels plus importants
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