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CoTITA Méditerranée Journée du 17 novembre 2011 Conférences sur les risques Centre d'Études Techniques de l'Équipement Méditerranée www.cete-mediterranee.fr Association des Directeurs de Services T echniques Départementaux ● Réseau ● Sc ient if ique ● et Technique ● duM EDDTL RISQUE SISMIQUE : La prise en compte du risque sismique sur les ouvrages d'art
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CoTITA MéditerranéeJournée du 17 novembre 2011Conférences sur les risques
Centre d'Études Techniques de l'Équipement Méditerranée
www.cete-mediterranee.fr
Association des Directeurs de Services Techniques Départementaux
● Réseau● Scientifique● et Technique● du MEDDTL
RISQUE SISMIQUE :La prise en compte du risque sismique sur les ouvrages d'art
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La prise en compte sur les ouvrages d'art● Le cas des ouvrages neufs
Le nouvel arrêté du 26 octobre 2011 (publié au JO du 10/11/2011) :
… fixe les nouvelles règles de dimensionnement des ouvrages neufs : ● Définition de l'aléa (accélérations et spectres de calcul)● Définition des catégories d'importance● Application imposée de l'Eurocode 8 (NF EN 1998-2, NF EN 1998-1, NF EN
1998-5 + AN)
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La prise en compte sur les ouvrages d'art● Le cas des ouvrages neufs
Ce qui change en pratique :
Pas de révolution dans les concepts de base relatifs à la prise en compte du séisme sur les ponts...
… mais certaines évolutions sensibles et ajouts par rapport aux anciennes règles PS92 (mettant à profit les avancées scientifiques les + récentes) :
● Modification de l'aléa (notamment nouveau zonage + prise en compte différente des effets de site géologiques)
● Qualification des sols basée sur des essais très spécifiques (mesure des vitesses d'ondes de cisaillement)
● Meilleure prise en compte de l'endommagement structurel (fissuration, plastification) dans les calculs (+ réaliste mais + complexe et nécessitant des moyens logiciels spécifiques et une expertise pointue)
● Dispositions constructives + ciblées et globalement – contraignantes● Prise en compte de la composante verticale (a
vg/a
g = 0,9 ou 0,8 a
g) uniquement
pour certaines justifications spécifiques● Encadrement normalisé (EC8-2 + NF EN 15129) de l'utilisation des dispositifs
antisismiques
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La prise en compte sur les ouvrages d'art● Le cas des ouvrages neufs
Les missions du maître d'ouvrage :
- Définition de la catégorie d'importance de l'ouvrage (et éventuelent durée d'utilisation)
- Choix de la conception parasismique (géométrie et comportement visé) :● Essentiellement élastique (sans dommage théorique notable sous séisme de référence)● Ductile (structure dissipative avec dommages théoriques sous séisme de référence)● Basée sur l'isolation sismique et l'emploi de dispositifs amortisseurs
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La prise en compte sur les ouvrages d'art● Le cas des ouvrages neufs
Les missions du maître d'ouvrage :
- Investigations géotechniques, permettant de définir :● La classe de sol (effet de site géologique)● La raideur des fondations● Les éventuels effets induits (notamment liquéfaction)
… et dont le niveau est à calibrer selon :● Niveau d'étude (faisabilité, avant-projet, projet...)● Niveau d'aléa (zone de sismicité et type de sol)● Enjeux (ou catégorie d'importance)
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Documentation technique à paraître :
● Guide Sétra « Ponts en zone sismique – Conception et dimensionnement selon l'EC8 » (refonte de l'actuel guide de conception Sétra/Sncf « Ponts courants en zone sismique »)
● Guide AFPS/Sétra «Dispositifs antisismiques pour les ponts »
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Une problématique particulière :
PS92 : 1ères règles de conception parasismique « modernes » en France
Vulnérabilité potentielle des constructions conçues avant 1995Question des ouvrages situés dans des zones considérées « non sismiques » dans l'ancien zonage
Aspect non traité dans le projet d'arrêté « Ponts »
Manques stratégiques et méthodologiques concernant cette problématique :● Quels ouvrages traiter en priorité ?● Quelles méthodes d’analyses pour les diagnostiquer ?● Quel niveau de performance à atteindre par leur renforcement ?● A quel coût ?
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Méthodologie développée par le RST :
Méthode Sismoa pour l'évaluation préliminaire du risque sismique sur les OA● Approche sommaire qualitative basée sur des critères typologiques et géométriques● Resposant sur l'analyse des dégâts subis par les ponts lors des séismes passés
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La prise en compte sur les ouvrages d'art● Le cas des ouvrages existants
Méthodologie développée par le RST :
Schéma de priorisation des ouvrages, établi par croisement :● Des indices de vulnérabilité sommaire Sismoa ● Des niveaux d'aléa (accélérations de référence réglementaires + effets induits)● De considérations d'enjeux (matrice d'importance couvrant différentes échelles :
itinéraire/OA + long terme/court terme)
●
- Diagnostic recommandé pour les ouvrages tels que : R x I ≥ 50
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Méthodologie développée par le RST :
2ème phase : Diagnostic et projet de renforcement● Diagnostic sismique basé sur des méthodes d'analyse spécifiques
(approches incrémentales visant à évaluer de manière la + réaliste possible le niveau de résistance des structures)
● Etablissement d'objectifs de performance optimisés, réalistes et accessibles (meilleur optimum performance/enjeux/coûts)
● Techniques de renforcement adaptées au contexte français (typologies d'ouvrage + sismicité « modérée »)
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Documentation technique à paraître :Guide Sétra « Diagnostic et renforcement sismiques des ponts existants »
1ères applications opérationnelles :● Etude test triangle A7-A8-A54 : 4 OA à diagnostiquer sur 63,
perform. passée de 40 à 60% AEd
pour un coût < 5% de remplacement ● 5 viaducs de l'A9 entre Perpignan et l'Espagne : permet d'atteindre 100%
aEd
pour un coût compris entre 2 et 13% du coût de remplacement ● Viaduc de Caronte (A55, Martigues) : butées + rempl. AA + amortisseurs
=> permet d'atteindre 70 à 100% AEd
selon accélérogramme utilisé
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Réseau et zonage sismique
Réseau ASF :2633 km3846 ponts (> 2m)
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Conséquences macroscopiques
Aléa rehausséZones entourées :
anciennes zones non sismiques (50% des OA)
ou zones de sismicité rehaussée (≈ 400 OA)
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Conséquences macroscopiques
Dispositions constructivesZones entourées : OA conçus avant 1996
Dispositions constructives à revoir
≈ 2800 ponts en zones d'aléa sismique faible, modéré ou moyen, soit 72% du patrimoine
nécessité de définir une stratégie pour aborder et traiter ce problème
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La prise en compte sur les ouvrages d'art● Le point de vue d'un gestionnaire
Hiérarchisation
3 niveaux de priorité fonction de l'aléa : A1 > A2 > A3
4 niveaux de priorité fonction de la typologie (= vulnérabilité) des OA : T1 > T2 > T3 > T4
matrice de criticité (4 classes) : C1 > C2 > C3 > C4
4 degrés de priorité fonction de l'importance (ouvrage ou itinéraire) : I1 > I2 > I3 > I4
matrice de risque : R1 (fort) > R2 (modéré) > R3 (faible) > R4 (très faible)
Classement final : soit 2807 ponts (hors R4)
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Stratégie 1 : Application du guide à l'ensemble du réseau
1) Evaluation préliminaire du risque sismique :Phase 1 : R1 (711 OA)Phase 2 : R2 (945 OA)Phase 3 : R3 (1151 OA)
2) Diagnostic détaillé limité aux OA de R x I ≥ 50 :≈ 227 OA de niveau de risque R1≈ 97 OA de niveau de risque R2
(extrapolation de l'étude test réalisée dans le triangle A7/A8/A54 dans le cadre du guide)
3) Travaux de renforcement : ≈ 150 OA(extrapolation de l'étude test réalisée dans le triangle A7/A8/A54 dans le cadre du guide)
Le nb d'OA a traiter est colossal, tant en études qu'en travaux Nécessité d'affiner la démarche pour étaler la charge
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Stratégie 2 : Réflexion par itinéraire
Priorisation des études et travaux de renforcement selon l'importance socio-éco de l'itinéraire :
- Axe stratégique international (ex : A7 + A9) - Ne possédant pas d'itinéraire alternatif (vs A64)
Pour priorité 1 en rouge :
R1 R2 R3 R4
344 307 482 /
48% 32% 42%
Application du guide dans l'ordre de priorité des itinéraires : rouge / jaune / vert
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Stratégie 2 : Réflexion par itinéraire
Logique de continuité d'itinéraire
+ quelques OA de grande importance régionale
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