Diapositive 1

PLAN DE TRAVAIL IntroductionLe sisme1-Dfinition du sismes2-Origines des sismes3-Zones de sismicit (Critres de classification) a-Classification selon les zones sismiques b-Classification des ouvrages selon leurs importances c-Classification des sites4-Effets induits par le sisme

La construction parasismique1-Dfinition de la construction parasismique2-Objectifs de la conception parasismique3-La conception architecturale parasismique: a-Le volet architectural; -La symtrie; -La rgularit. b-Le volet constructif; -sol et fondations; -Le monolithisme. c-Le contreventement.4-Dispositions parasismiques spciales5-Appuis parasismiques a la base des btiments Conclusion bibliographieLa conception parasismique

LE SISME La conception parasismique

sismeoutremblementdeterre, secousse ou succession de secousses plus ou moins violentes du sol. Ces dernires peuvent tre imperceptibles ou trs destructrices.La conception parasismiqueDfinition du sisme:

Un sisme est dfini par:un foyer:lieu dorigine de la rupture des roches en profondeur.

un picentre:lieu de la surface terrestre situ exactement la verticale du foyer, o lintensit du sisme est la plus importante. une magnitude: elle indique lnergie libre au foyer du sisme sous forme dondes sismiques, et ne donne pas dinformation directe quant laction sismique applique une construction un endroit donn. Lchelle la plus utilise est lchelle de Richter; Thoriquement sans limite, les valeurs les plus leves observes nont pas dpass 9.

une intensit: elle correspond lvaluation des dgts observs sur le terrain en un site donn. Lchelle la plus utilise est lchelle M.S.K., gradue de I XII; par exemple la graduation VII correspond a des maisons lgrement endommages, lzardes dans les murs ; chute de chemines isoles en mauvais tat ; croulement de minarets, de mosques ou dglises mal construites.

La conception parasismique Origines des sismes:

Laprincipalecausedes tremblements de terre est lie la tectonique des plaques, autrement dit aux contraintes engendres par les mouvements dune douzaine de plaques majeures et mineures qui constituent la crote terrestre: certaines de ces dernires scartent, dautres convergent, et dautres coulissent. La plupart des sismes tectoniques se produisent aux limites des plaques, dans les zones o une plaque glisse le long dune autre comme dans le cas de la faille de San Andreas en Californie.La conception parasismique

Sur le schma ci-dessous, il est claire que le nord algrien se trouve dans une zone critique qui est lintersection des deux plaques, savoir la plaque africaine et la plaque eurasiatique, ce qui explique les nombreux sismes dans le pays, ex sisme de Boumerdes 2003.La conception parasismique

Autres causes de sismes

il existe dautres types de sismes, dorigine naturelle ou artificielle : sismes volcaniques, associs la monte du magma ou au dgazage avant et pendant les ruptions ; ces sismes sont gnralement faibles et localiss au voisinage des volcans actifs ;

sismes artificiels rsultant des explosions souterraines (tirs de carrires et de mines, essais nuclaires) ou de lexploitation des mines;

sismes dits induits, souvent associs un apport massif deau dans les terrains (mise en eau dun grand barrage ou injection grande chelle dans le sol) .La conception parasismiqueCRITERES DE CLASSIFICATION SELON LE RPA99 Les critres de classifications selon leRPA 99, version 2003sont: les zones sismiques; limportance des ouvrage; les sites; les systmes de contreventement et la rgularit des ouvrages.Zones de sismicitLa conception parasismiquea- CLASSIFICATION SELON LES ZONES SISMIQUES: Le territoire national est divis en cinq (05) zones de sismicit croissante.Zone 0 : sismicit ngligeable Zone I : sismicit faible

Lapplication des rgles parasismique est obligatoire pour toutes les constructions abritant des personnes, situes dans toutes les zones sauf 0.

La conception parasismiqueCatgorie:Dsignation: I Btiments dimportance mineure pour la scurit des personnes, par exemple, btiments agricoles, etc. II Btiments courants nappartenant pas aux autres catgories

III Btiments dont la rsistance aux sismes est importante compte tenu des consquences duneffondrement, par exemple : coles, salles de runion, institutions culturelles ,etc. IV Btiments dont lintgrit en cas de sisme est dimportance vitale pour la protection civile, par exemple : hpitaux, casernes de pompiers, centrales lectriques, etc.b-CLASSIFICATION DES OUVRAGES SELON LEUR IMPORTANCE: Le niveau minimal de protection sismique accord un ouvrage dpend de sa destination et de son importance vis vis des objectifs de protection fixs par la collectivit, le RPA 99 version 2003 prconise 4 groupes:La conception parasismiquec-CLASSIFICATION DES SITES: Les sites sont classs en quatre (04) catgories en fonction des proprits mcaniques des sols qui les constituent.

Catgorie S1 (site rocheux) : Roche

Catgorie S2 (site ferme) : Dpts de sables et de graviers trs denses et/ou dargile sur consolide sur 10 20 m dpaisseur .

Catgorie S3 (site meuble) : Dpts pais de sables et graviers moyennement denses ou dargile moyennement raide.

Catgorie S4 (site trs meuble): Dpts de sables lches avec ou sans prsence de couches dargile molle.La conception parasismiqueEFFETS INDUITS PAR UN SEISME:La conception parasismique

Le sisme engendre des effets de deux natures :- des effets directs- des effets indirectsEffets directs: Dans ce cas les sismes sont engendrs dans des plans de faille provoquant : Un dplacement au niveau de la faille qui peut tre vertical et (ou) horizontal et qui peuvent entraner des dplacements en surface.

Rejet vertical Rejet et dcrochementSisme dEl Asnam 1980 Sisme de Landers, USA 1992La conception parasismique

Sisme de Chi-Chi, Tawan 1999- Un choc et une propagation des ondes sismiques dont lamplitude et la dure sont influences par la qualit du sol sous les btiments.Kob, Japon 1995La conception parasismique

Effets Indirects: Sous leffet du sisme, lbranlement des sols va entraner des pertes de cohsion qui vont se traduire par :

Des liqufactions des sols (perte de la rsistance des sols sous les constructions)

Izmit, Turquie 1999La conception parasismique

Alaska, USA 1964Sismes de Niigata, Japon 1964 etDes affaissements ou des tassements des sols.La conception parasismique

- Des tsunamis (raz de mare lis la propagation dune onde)La conception parasismique

La conception parasismiqueDellys avant le seisme Mai 2003Dellys aprs le seisme Mai 2003LA CONSTRUCTION PARASISMIQUELa conception parasismique La Construction parasismique est l'tude du comportement des btiments et structures sujets un chargement dynamique du type sismique.Plus prcisment cest lart de construire des btiments tels que mme endommags, ils ne seffondrent pas.

Le but est d'viter la rupture fragile et de favoriser la raction ductileLa conception parasismique

Northridge, Californie 1994Comportement ductile. Leffondrement est d une erreur darchitecture et non dexcution(effet de poteau court lintrieur du btiment),

Spitak, Armnie 1988Rupture fragile (instantane), la structure ne peut se dformer au del des dformations lastiques La conception parasismique La construction parasismique s'appuis sur trois points : Respect de la rglementation parasismique; Mise en uvre soigne; Conception architecturale parasismique.Les normes de construction parasismique : Ensemble de rgles de conception et de construction appliquer aux btiments pour qu'ils rsistent le mieux possible un sisme.

Les principaux objectifs de la conception parasismique sont de: - Minimiser les charges sismiques; - Crer une rserve de rsistance vis--vis des charges plus svres que le sisme de calcul; - Abaisser le cot de la protection parasismique.La conception parasismiqueLA CONCEPTION PARASISMIQUELa conception parasismique Eviter dans la mesure du possible, les terrains fortement fractures, les zones dboulis , les remblais insuffisamment compactes , les sols prsentant un indice des vides lev et les sols mous imprgns deau

Lorsquil nest pas possible de modifier limplantation des ouvrages pour trouver de meilleurs conditions de terrain , le recours aux fondations profondes (pieux, barrettes , puits) constitue souvent la meilleure solution

IMAGES FONDATIONS PIEUX, PUITS ET BARRETTES +MODES DE FONCTIONNEMENT sols et fondations:LE VOLET ARCHITECTURALLa conception parasismiqueLes fondations des btiments dont la forme en plan est irrgulire(ex :L ; U ou bien en T) doivent ,de prfrence ,tre dcoupes en blocs de forme sensiblement rectangulaire , spars par des joints.La conception parasismique

LE MONOLITHISME est un autre principe de base de la conception parasismique , daprs lequel les diffrentes parties de la structure doivent tre convenablement lies entre elles pour viter la dsolidarisation leurs lments sous laction des secousses sismiques. Ce principe se traduit essentiellement par:

2-Le monolithisme:La conception parasismiqueLadoption de chainages dans les structures en maonnerie;Aucun bord libre en maonnerie nest autoris. Tous les murs structuraux et non structuraux doivent tre confins par des chanages et encadrements douvertures en bton arm

maisons en Martinique, zone de forte sismicitLa conception parasismiqueAucun bord libre en maonnerie nest autoris. Tous les mursstructuraux et non structuraux doivent tre confins par deschanages et encadrements douvertures en bton armLa continuit des armatures aux angles des chanages etencadrements doit tre assure (recouvrements de 60 L )

Chanages, couronnements et encadrements rglementaires,maisons en Martinique, zone de forte sismicitLa conception parasismique

-La ncessit de bien fixer les quipements lourds de la structure de gnie civil (murs ,planchers ).

La conception parasismiqueLa ncessite de raliser des planchers rigides dans leurs plan (diaphragmes) , de manire a assurer la transition des forces horizontales aux lments de contreventement et , par-del, au fondations;

La conception parasismique L'tude de reconnaissance gotechnique du sol permet d'viter les risques lis aux mouvements des fondations sous charge sismiques notamment :les tassementsla dislocationle glissementle basculementLimportance le letude gotechnique du sol:La conception parasismique LE VOLET ARCHITECTURALE

Eviter les formes compliques et le irrgularits dans la distribution des inerties et des raideurs. Si lon cherche a tenir ensemble des lments structuraux ayant des repenses sismiques et des capacits de dformations trs diffrentes , on doit sattendre a ce que les liaisons entre ces lments souffrent ; de telles structures sont notamment trs sensibles aux efforts de torsion ; figure si-dessous. 1-Symtrie et Rgularit:La conception parasismiqueTorsion dun btiment irrgulier (modes propres dun btiment en L)La conception parasismique

Lorsque la fonction de louvrage impose ladoption dune structure fortement dissymtrique ,on peut, amliorer le comportement sismique en dcoupant la structure en sous structures relativement symtriques spares par des joints.

Concentrations de contraintes locales dans les angles pouvant entrainer la ruineLa conception parasismique

- Renforcement de langlerentrant

- Joints parasismiques- Rigidifier les zonesflexibles- Variation progressivede la rigidit

Tokyo, Japon Il est souhaitable que les variations de rigidit soient progressives en plan et en lvation.La conception parasismiqueLattention doit tre attire sur le fait quun btiment de forme symtrique peut tre fortement dissymtrique du point de vue de sa structure rsistante ou de la distribution des masses(charges).

Forme symtrique et structure dissymtrique La conception parasismiqueLe principe de rgularit en plan et en lvation:

La clef de son application est deviter les discontinuits ou la variation trop rapide dans la distribution des inerties et des raideurs , comme dans les exemples suivants:

-Parties suprieures souples surmontant des parties rigides; ces parties suprieures peuvent tre fortement sollicites par un effet de cout de fouet

Effet de cout de fouetLa conception parasismique

Sisme de Kob, Japon 1995

Tokyo, JaponSolutions pour les retraits dtageLa conception parasismique -Etages en retrait ou en porte-a-faux,de telles irrgularits peuvent tre sans consquences exagrtes dfavorables si elles restent dans certaines limites les porte--faux importants et lourdement charges sont par contre trs dfavorables pouvant entrainer la ruine complte de la construction (mode de ruine en chteau de cartes).La conception parasismique -Irrgularits dues au changement de structures a linterieur du mme btiment; passage dun contreventement par voiles a un contreventement par portiques ou cohabitation de deux types de structures sur toute la fauteur .

Changement du type de contreventement a linterieur du mme btimentLa conception parasismique -btiments prsentant des niveaux transparents, notamment aurez-de-chausse, rsultant de ncessits fonctionnelles (accs,stationnement de vhicules, etc.) ; les parties situesau-dessus du niveau transparent se comportent en pendule invers,les lments porteurs du niveau transparent sont trs fortement sollicits et ont souvent t la cause deffondrements partiels (pertes dun tage) ou complet(chteau de cartes).

La conception parasismique niveaux ouverts ou largement vitres prjudiciables lorsquil y a une grande diffrence de rigidit entre le niveau transparent et les autres niveaux (effet de niveau souple) a cause de labsence de maonneries participant a la rigidit.

Ceyhan-Misis, Turquie 1998

Sisme de Boumerdes, Algrie 2003Effondrement ,consquence de la prsence dun niveau souple .La conception parasismiqueSolutions visant viter leffet de niveau souple- Contreventement en faade ou en retrait- Variation progressive de la rigidit horizontale

Exemple : le mur en rez-de-chausse a empch leffondrement dune partie du btimentSisme de Ceyhan-Misis, Turquie 1998irrgularits la base du btiment, par exemple lorsque celui-ci suit la pente du terrain ou est fond sur des pieux de longueurs variables .

La solution cest la boite rigideLa conception parasismiqueLes poteaux sous flexion doivent pouvoir flchir librement sur toute leur longueur.Les dommages ventuels peuvent tre des dformations irrversibles sans arriver la rupture (fragile). Si le poteau est court de manire due, sa longueur rduite le rend trop rigide, il ne peut plus flchir. Si on ne peut les viter, il faut les traiter sur toute leur hauteur comme une zones critiques, des cadres ou des pingles doivent tre ajouts aux cadres priphriques pour que les armature transversales puissent contenir efficacement toutes les barres longitudinales. Le ferraillage de la zone critique (armatures transversales rapproches) sur toute la longueur explique la tenue du poteau court.CAS PARTICULIER DES CONSTRUCTIONS SUR VERSANT (effet du poteau court)

Conception dfavorable

La conception parasismiquePhnomnes destructeurs potentiels dans le cas de construction sur un terrain en pente :- torsion- effet de niveau souple- effet de poteau court- effets induits : glissement de terrain, boulement

Comportement dynamiqueLa conception parasismique

contreventement en facade contreventement par voilesSolutions visant viter leffet de poteau court d la prsence dallges rigides- contreventement par voiles en faade ou lintrieurdu btiment- allges(paroi de remplissage) non rigides en bois ou mtalLa conception parasismique Les considrations sur la symtrie et la rgularit ne doivent pas laisser croire que la conception parasismique exclut ncessairement toute recherche architecturale vue que ces principes de conception sappliquent seulement lossature "primaire", ce qui laisse larchitecte beaucoup de libert dans son projet. En particulier, la libert daspect de la structure "secondaire" qui peut constituer le facteur dterminant de laspect extrieur est pratiquement totale.

La conception parasismique

CONTREVENTEMENT lment de la structure fournissant la rsistance latrale.Dans le but de reprendre les efforts et les moments dus a action sismique , il ya intrt de doter les construction dune maille structurale rgulire , a viter de recourir a la torsion des pices pour quilibrer certains efforts ,a faire en sorte que les lments porteurs se superposent convenablement dun tage a lautre et que les lments de contreventement soient disposes en plans.

La conception parasismiqueLe contreventement par voiles : gnralement trs raide, ce qui prsente lavantage de limiter des valeurs trs petites les dformations imposes aux lments non structuraux (remplissages, cloisons, fentres).Le contreventement par ossatures: beaucoup plus souple que le contreventement par voiles ; il impose donc des dformations importantes aux lments non structuraux, ce qui peut compromettre leur tenue ; par contre, il conduit des efforts sismiques plus faibles et prsente, en gnral, une meilleure ductilit (capacit de dformation au-del du comportement lastique. Il peut tre particulirement avantageux dans les cas de fondation sur rocher, sous rserve que la tenue des lments non structuraux ne soit pas critique.On trouve ainsi le principe selon lequel il faut construire souplesur sol raide et raide sur sol souple.Types de contreventement:La conception parasismiqueLe contreventement par noyaux: souvent utilis pour lesimmeubles de grande hauteur. Les noyaux qui correspondent auxcages descaliers ou dascenseurs peuvent tre combins avec deslments de contreventement situs en faade ; onobtient ainsi des structures tubulaires comportant des tubes intrieurspleins (noyaux) et un tube extrieur ajour (faade) ; celui-cidoit bien entendu tre li aux tubes intrieurs par des structuresrigides de manire assurer la participation au contreventement delensemble des lments rsistants. Ces structures rigides de liaisonpeuvent tre prsentes tous les niveaux du btiment (par exemple,en remplaant systmatiquement certaines cloisons par des refends)ou seulement certains niveaux.

La conception parasismiqueIl est prfrable de crer des escaliers ports par des voiles ou structure indpendante de l'ossature.Les mezzanines pourront tre aussi traites par une structure lgre et aussi indpendante.Les baies d'ouvertures dans les faades seront plus favorables si elles sont superposes et de dimensionsmodres.La conception parasismiqueConclusion gnraleLa conception parasismique

Le choix du contreventementLe contreventement permet d'assurer une stabilit horizontale et verticale de la structure lors des secoussesqui, rappelons-le, ont des composantes dans les trois directions.Le rle du contreventement horizontal est de transmettre les actions latrales aux lments verticauxappeles pales de stabilit.Pour assurer le contreventement horizontal au niveau des planchers et des toitures faisant office dediaphragme rigide ne devra pas tre affaiblis par des percements trop grands ou mal placs pouvant nuire leur rsistance et leur rigidit. Les diaphragmes flexibles devraient tre vits pour combattre ledversement des murs notamment en maonnerie.Le contreventement vertical par pales devra rpondre des critres spcifiques tels que :leur nombre : au moins trois pales non parallles et non concourantes par tage.revoirleur disposition : elles seront situes le plus symtriquement possible par rapport au centre de gravit desplanchers et de prfrence aux angles avec une largeur suffisante.leur distribution verticale : tre rgulire ; les pales seront de prfrence superposes afin de confrer auxdiffrents niveaux, une rigidit comparable aussi bien en translation qu'en torsion.Les niveaux souples comme par exemple un rez-de-chausse transparent d'un immeuble devront trecontrevents correctement si possible par des voiles de cisaillement.Une mauvaise disposition des pales de stabilit pourra entraner des effondrements dus desdformations trop importantes.2.2.4 Ordre dapparition des rotules plastiquesLes comportements inlastiques tant accepts dans la conceptionparasismique, il convient que le projeteur optimise la capacitrsistante de la structure en agissant sur lordre dapparition de cescomportements dans les diffrents lments. cet gard, il estrecommand de privilgier la conception poteaux fortspoutresfaibles dans laquelle la formation des rotules plastiquesdans les lments porteurs verticaux ne peut prcder la formationde rotules dans les lments transversaux (figure 21). De cettemanire, la structure est capable de dissiper de lnergie sans dgradationde sa capacit porteuse, alors que dans la conception inverse(poteaux faibles-poutres fortes) celle-ci pourrait tre compromise,notamment sous leffet des moments du second ordre rsultant dela grande dformation des lments verticaux [24].

revoirDispositions parasismiques spciales Appuis parasismiques a la base des btiments La technique des appuis parasismiques, dont il existe plusieursvariantes, suscite actuellement beaucoup dintrt dans la plupartdes pays concerns par le risque sismique. La France a t parmiles pionniers en la matire puisque ses premires ralisationsremontent la fin des annes 70 ; il sagit du lyce de Lambesc (picentredu sisme provenal du 11 juin 1909) construit en 1977 enutilisant le systme dappuis Gapec dvelopp par G. Delfosse(CNRS Marseille) et de la centrale nuclaire de Cruas-Meysse dansla valle du Rhne, dont les travaux ont commenc la mmepoque.

La conception parasismique

La conception parasismiqueCe nest qu partir de 1985-1986 que le Japon et les tats-Unisse sont lancs dans cette voie, aprs avoir manifest initialementquelques rticences.EX Etats-Unis. ltranger, on cite comme premiers exemples des coles Skopje (Yougoslavie, 1969) et Mexico (1974) et des ralisationsno-zlandaises (immeubles de bureaux et grande chemine duneusine) au dbut des annes 80.La conception parasismiqueLe plus simple des systmes dappuis parasismiques fait appel auxappuis en lastomre frett, analogues aux appuis couramment utiliss pour les ponts. Ces appuis, de forme carre ou circulaire (dimensions en plan de lordre de quelques dcimtres un mtre et paisseurs de 5 30cm) sont constitus dun empilement de feuillets dlastomre spars par des frettes mtalliques ; la prsence de ces frettes confre aux appuis une grande rigidit dans le sens vertical (compression) alors que les feuillets dlastomre peuvent se dformer facilement en cisaillement horizontal, permettant dobtenir une grande souplesse vis--vis des efforts horizontaux agissant sur le btiment

La conception parasismiqueCes appuis en lastomre frett fournissent une solution efficaceet simple mettre en oeuvre au problme de la protection parasismiquedes btiments. Ils permettent une rduction sensible des sollicitationssubies par les structures et une fiabilit suprieure descalculs de conception, notamment en raison du fait que la rponsedun btiment sur appuis est fondamentalement plus simple, etmieux contrle en frquence, que celle dun btiment sur fondationclassique, surtout si lon admet pour celui-ci des comportements non lastiques. Le surcot dinstallation quils reprsentent peut donctre largement compens par les gains sur le dimensionnement dessuperstructures ou des quipements, ou par lamlioration obtenueen termes de scurit pour certains quipements sensibles etcoteux (on peut signaler quau Japon, certains centres de calculont t construits sur appuis parasismiques pour mieux protgerlinvestissement considrable reprsent par les ordinateurs).Outre les appuis en lastomre frett, dcrits ci-avant, plusieurssystmes dappuis plus complexes ont t proposs ; ils utilisentaussi, pour la plupart, lappui en lastomre frett, mais encombinaison avec des dispositifs complmentaires visant procurerun effet damortissement par dissipation dnergie ; on peut citer,par exemple : les systmes avec amortisseurs visqueux, dveloppsnotamment au Japon ; les systmes avec amortisseurs mcaniques, o la dissipationdnergie est produite par la dformation plastique dlmentsmtalliques (noyau de plomb des appuis dvelopps enNouvelle-Zlande, barres dacier de certains systmes japonais). les systmes avec plaques de glissement, o la dissipationdnergie rsulte du frottement entre plaques, comme celuiralis par des socits franaises la centrale nuclaire deKoeberg (Afrique du Sud) .

La conception parasismiqueLes rgles admettent ventuellement des dommages structuraux dans des lments tels que les poutresmais surtout pas au niveau des poteaux sous peine d'effondrement.Le choix d'un bon site sur un bon sol avec des fondations adaptes, tout en respectant les mesures deprvention imposes et celles recommandes, permettra de limiter les dommages en cas de secousse.Il est obligatoire de renforcer les souches dune hauteur comprise entre 1,40et 2,00 m par toute solution approprie comme, par exemple :- en prolongeant le conduit maonn lintrieur du btiment sur une hauteurgale la souche et de le renforcer par quatre barres dacier de diamtregal 10mm- en haubanant la chemine (solution particulirement adapte lexistant)Stabilisation des souches

Dispositions constructives pour la zone 2Stabilisation des souches

La conception parasismiqueColloque National : Pathologie des Constructions : Du Diagnostic la RparationDpartement de Gnie CivilUniversit Mentouri Constantine - 25 et 26 Novembre 2008Bibliographie:La conception parasismiqueLe territoire national est divis en cinq (05) zones de sismicit croissante et dont la figure ci-dessous reprsente la carte des zones sismiques de lAlgrie et le zonage global desDiffrentes wilayas. Le rglement RPA 99, version 2003 donne la classification sismique par wilaya et par commune lorsque la wilaya est partage entre deux zones sismiques diffrentes ou plus.

EX: Sisme de Mexico 19 Sept 1985

Les btiments fonds sur pieux travaillants en pointes se sont bien comportes ,alors que plusieurs exemples de ruptures de fondations sur pieux flottants ont t observes . La conception parasismique