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Victor DAVIDOVICI

Problématique des

bâtiments existants

TYPOLOGIEdes BATIMENTS

EXISTANTS

Bâti ancien antérieur à 1900

• Fondations (?)• Murs en maçonnerie• Murs en pan de bois ou de fer• Poteaux et piliers (pierre, brique, fonte...)• Voûtes, planchers, • Charpentes de couvertures

Bâti de transition 1900 à 1940• Maçonnerie porteuse• Portiques BA + remplissages maçonnerie• Structures en charpente métallique

Bâtiments construits 1945 à 1970

• Voiles et portiques B.A.• Portiques B.A. et remplissage

en maçonnerie• Structures préfabriquées :

éléments filaires et grands panneaux• Structures en charpente métallique

Victor DAVIDOVICI

Bâtiments isolésBâtiments groupés

Immeubles d’habitationImmeubles de bureaux, hôtelsBâtiments commerciauxBâtiments publicsBâtiments industrielsEnsembles socioculturelsEquipements sportifs

Victor DAVIDOVICI

TYPOLOGIEdes BATIMENTS

EXISTANTS

29 février 1960 Agadir

Effo

rt h

oriz

onta

l ca

pabl

e

1900

1940

1960

1970

1950

1980

1990

2000

Circulaire 1936

BA 45NV 46

NV 56

NV 65CCBA 68 PS 69

BAEL 80 PS 69/82

BAEL 91 PS 92BAEL 99

PS 92/2004

Coffrage tunnel

Grands panneauxpréfabriqués

1934 Carnot – Algérie : premières règles

10/09/1954 Orléansville

A.F.P.S.1984

BA 60AS 1955/DTU

25 mai 1960

1716 Alger, 20000 victimes : 1er règlement parasismiqueau monde promulgué par le Dey d’Alger

BAEL 82

PS69

2 x

PS69

Instructions BA 1906

NV 65/95

RPA 81/83RPA 88

RPA 9921 mai 2003 - Boumerdès

10 octobre 1980 - Chlef

RPA 2004

Victor DAVIDOVICI

?

?

1906

2008

2011

1995

Eurocode 8 PS92/2004

Eurocode 8

AS 1955

Dom

aine

d’

endo

mm

agem

ent

maî

trisa

ble

Dom

aine

de

sauv

egar

de d

e v

ies

Bas niveau de performance

Pertes importantes

Haut niveau de performance

Faibles pertes

Classe D

Classe C

Classe B

Classe A

PS 92 EC 8

Classe I

Classe II

Classe III

Classe IV

Victor DAVIDOVICI

AVANT SEISME APRES SEISME

Maintien de la fonctionnalitédu bâtiment

Fonctionnalité assurée

OBJECTIFS DE LA REHABILITATION DES OUVRAGESClasse IV

Regroupe les bâtiments, les équipements et les installations dont lefonctionnement est primordial pour la sécurité civile, pour la défense ou

pour le maintien de l’ordre public

Sécurité civile,Communications,Hôpitaux L.711-2,Stockage d’eau potable,Distribution de l’énergie

Victor DAVIDOVICI

OBJECTIFS DE LA REHABILITATION DES OUVRAGES Classe III

Étant donné l’importance socio-économique du bâtiment, la défaillance présente un risque élevée pour les personnes et pour leur activité

AVANT SEISME APRES SEISME

Niveau de renforcementpour obtenir le non effondrement du bât.et la sauvegarde des capacités d’évacuation

Bâtiment accessible, Endommagement des

éléments non structuraux, Fissuration des éléments

structuraux d’origine,Mise en place de qqs. étais

Hauteur > 28 m ERP : 1er, 2ème, 3ème

Etab. Sanitaires L.711-2 Bât. Industriels > 300 pers. Production collective de l’énergie Ecoles

Victor DAVIDOVICI

OBJECTIFS DE LA REHABILITATION DES OUVRAGES Classe II

L’endommagement du bâtiment, présente un risque moyen pour les personnes

AVANT SEISME APRES SEISME Niveau de

renforcement pourobtenir le non effondrement du bâtiment.

Bâtiment non accessible Destruction des éléments

non structuraux Fissuration importante des

élém. structuraux d’origine Étaiement en vue de rép.

ou de démolition

Maisons individuelles Hauteur 28 m ERP < 300 pers. Bât. industr. 300 pers. Parc de stationnement

publics

Victor DAVIDOVICI

OBJECTIFS DE LA REHABILITATION DES OUVRAGES Classe I

Risques minimes pour les personnes ou pour l’activité économique

Les bâtiments ne sont pas calculés au séisme

AVANT SEISME APRES SEISME

Effondrement probabledu bâtiment Reconstruction du

bâtiment

Où il est exclue toute activitéhumaine nécessitant un séjourde longue durée

Victor DAVIDOVICI

Victor DAVIDOVICI

Temps nécessaire à l’évacuation d’un bâtiment à étages

10Minutes

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Le temps nécessaire à l’évacuationaugmente avec la complexité du

bâtiment et le nombre de personnes

Magnituded’un séisme

56

78

Indivi

du en

bonn

e san

au m

axim

um de

la vi

tesse

et sit

uéprè

s d’es

calie

rsN

ombr

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étag

es

Durée d’un séisme majeur

Personnes âgées ou handicapées

Bâti groupé

Îlots d’habitations dans le centre des vieilles villes

Bâti isolé

Edifices religieux

Bâtiments d’habitations

Monuments historiques

Châteaux Palais Edifices religieux

Réhabilitation, Renforcement

Fragilité / Vulnérabilité

Diagnostic Constat de situation

Examen visuel Prédiagnostic

Bâtiments tertiaires et industriels

DéfinitionsVictor DAVIDOVICI

Est la sensibilité à l’action sismique des bâtiments supposés isolés.Le retour d’expérience à mis en évidence l’aspect aléatoire de la vulnérabilité :

ainsi deux constructions parfaitement identiques d.p.d.v. de la conception et de l’exécution et soumises à la mêmeaction sismique peuvent être affectées d’une manièretrès différente.

La vulnérabilité représente la tendance d’endommagement d’une construction face à un seul évènement sismique.

Vulnérabilité

Victor DAVIDOVICI

d’un bâtiment unique diagnostic

D’une « population » de bâtiments, d’ouvrages d’art ou

de réseaux, est le rapport :

coût dommages / coût du remplacement

Ce rapport dépend du niveau de l’action sismique

Fragilité

Victor DAVIDOVICI

d’un ensemble de bâtiments microzonage

R = A F Risque

sismique Aléa

sismique Fragilité

d’ouvrages Deux

composantes

La probabilité qu’au cours d’une périodede référence, un séisme atteigne ou

dépasse l’intensité macrosismique ou les paramètres du mouvement :

accélération, vitesse, déplacement

Le rapport du coûtdes dommages au

coût de la reconstruction

Réduirele risquesismique

Réductiondes

conséquences

+

+Réduction

de laprobabilité

Victor DAVIDOVICI

Choix de l’action sismique spécifique

Les niveaux d’accélérations peuvent être choisis suite à une étude spécifique toutefois le niveau maximal ne doit pas

dépasser celui susceptible de se produire dans la région considérée

Victor DAVIDOVICI

Etats limites de limitation de dommages au delàdesquelles certaines exigences d’utilisation ne sont plus satisfaites

Exigences de limitation des dommages

DL – 95 ans

Etats limites ultimes

Exigence de non-effondrementNC – 475 ans ??

Les accélérations EC8 sont des accélérations forfaitaires définies

par arrêté et ne sont associées qu’en théorie à 475 ans (NC).

Elles correspondent, d’après les modèles physique, à des périodes de retour beaucoup plus grandes

(1000 à 3000 ans)

Critères de conformité

Exigences de performances

Etat limite de limitation des dommages

Limitation des dommagesDL – 225 ans

A valider à partir de la capacitérésistante de la structure

Réduction de la vulnérabilitéRV – 95 ans

Etat limite de dommages significatifs

Dommage significatifSD – 475 ans

Etats limites de quasi-effondrement

Exploitation maxi. de la capacité de déformation des éléments

structurauxQuasi-effondrement

NC – 2475 ans

Critères de conformité

Exigences fondamentales font référence à l’état

d’endommagement de la structure

Bâtiments nouveaux Bâtiments existantsEurocode 8-1 Eurocode 8-3

Victor DAVIDOVICI

(NC) : 2475 ans, le spectre correspondant à une probabilitéde dépassement de 2% en 50 ans,

(SD) : 475 ans, le spectre correspondant à une probabilitéde dépassement de 10% en 50 ans,

(DL) : 225 ans, le spectre correspondant à une probabilitéde dépassement de 20% en 50 ans

(RV) : 95 ans, le spectre correspondant à une probabilitéde dépassement de 40% en 50 ans

Victor DAVIDOVICI

COLLEGE DILLON 1. MARTINIQUEComparaison des spectres normatifs/spécifiques (site S2, classe C/III).

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5Période (sec.)

Acc

élér

atio

n (c

m/s

²)

PS 92, zone III, site S2, CEC8Spécifique, NC, 2475 ansSpécifique, SD, 475 ansSpécifique, LD, 225 ansSpécifique, RV, 95 ans

0

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Acc

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PS 92, zone III, site S2, CEC8Spécifique, NC, 2475 ansSpécifique, SD, 475 ansSpécifique, LD, 225 ansSpécifique, RV, 95 ans

COLLEGE DILLON 1. MARTINIQUEComparaison des spectres normatifs/spécifiques (site S2, classe C/III).

Avec application du coefficient réducteur de 0.6

475 ans ??

106 / 266177 / 443RV-95

DL-225

SD-475

NC-2475

EC8-475 ?

PS92

148 / 370246 / 616

196 / 490327 / 817

328 / 820546 /1365

248 / 620414 /1034

/ 540/ 900

x 0,60Nominales / Plateau

Accélérations d’ancrage cm/s²

NC – 2475 ans

SD-475 ans

LD-225 ans

RV-95 ans

EC8-475 ans ??

PS 92

Exigence en cas de travaux, bâtiments nouveaux

Niveau « 0 » du Renforcement progressif

0,20 g0,28 g0,36 g0,47 g0,41 gD0,32 gS30,18 g0,25 g0,33 g0,43 g0,35 gC0,36 gS20,16 g0,22 g0,30 g0,38 g0,36 gBS10,14 g0,19 g0,25 g0,32 g0,30 gA0,40 gS0

95 ans(RV) Séisme

29/11/2007

225 ans(DL)

475 ans(SD)

975 ansAccélérationd’ancrage 475 ans

(NC)

SiteAccélérationd’ancrage

Site

Accélérations au niveau du sol spécifiques aux sites, extraites de l’étude GEOTER

EC8 + Nouveau zonage

PS92

(SD) Renforcement définitif

(DL) Renforcement conservatoire

(RV) Amélioration de structures pourla réduction de la vulnérabilité

Victor DAVIDOVICI

0,33 g0,46 g0,61 gD0,30 g0,42 g0,56 gC0,27 g0,37 g0,49 gB0,23 g0,31 g0,42 gA

95 ans(RV)

225 ans(DL)

475 ans(SD)

Accélérations du plateau / q = 1,5

Site

(SD) Renforcement définitif

(DL) Renforcement conservatoire

(RV) Amélioration de structures pour la réduction de la vulnérabilité Séisme 29 novembre 2007Niveau de renforcement à valider à partir de lacapacité sismique résistante

Renforcement progressif

Victor DAVIDOVICI

Victor DAVIDOVICI

Victor DAVIDOVICI

Accé

léra

tion

(cm

/s²)

SD : 0,545 g

DL : 0,410 g

0,33 g0,46 g0,61 gD0,30 g0,41 g0,55 gC0,27 g0,37 g0,49 gB0,23 g0,31 g0,42 gA

95 ans ( au séisme du 29/11/2007)

225 ans (DL)475 ans (SD)Accélérations du plateau / q = 1,5Site

Victor DAVIDOVICI

Victor DAVIDOVICI

Etat limite de limitation des dommages

Limitation des dommagesDL – 225 ans

Réduction de la vulnérabilitéRV – 95 ans

Etat limite de dommages significatifs

Dommage significatifSD – 475 ans

Etats limites de quasi-effondrement

Exploitation maxi. de la capacité de déformation des éléments structuraux

Quasi-effondrementNC – 2475 ans

Critères de conformité

Exigences fondamentales font référence à l’état

d’endommagement de la structure

Bâtiments existantsEurocode 8-3

Niveau 0 du Renforcement progressif écoles

Coefficient de comportement : q = 1,5

Niveau souhaitable

?

Quel est le Niveau de Risque Acceptable ou le Niveau de Protection Souhaité

Une relation doit être établie entre le montant que la collectivité est prête à investir pour la protection contre les séismes et l’amplitude du désastre social et économique qu’elle est prête àsupporter.

Victor DAVIDOVICI

Disposant d’une représentation probabiliste de

l’aléa local et du coût de la protection,

et étant entendu qu’il n’y a de protection absolue possible,

la décision en matière de niveau de protection relève

d’un compromis économique et éthique

Victor DAVIDOVICI

Le compromis économique et éthique se pose dans les termes suivants

Soit il n’y a rien à faire, le renforcement ou la réparation étant trop importantes et la démolition n’est pas d’une première urgence

Soit le bâtiment est « traité », c’est-à-dire (1) renforcé ou(2) démoli et reconstruit après une étude économique dans laquelle les coûts globaux des deux solutions sont comparés

Victor DAVIDOVICI

Il s’agit d’abord de définir les priorités de renforcement avant de passer aux phases de prédiagnostic et diagnostic

Il y a lieu de traiter en première urgence les bâtiments dont l’effondrement est probables

On traite en deuxième urgence les bâtiments pour lesquels des détérioration importantes sont prévisibles avec un danger certain pour les occupants, sans effondrement total

On ne traite pas les bâtiments pour lesquels les dégâts prévisibles sont limités et ne mettent en danger la vie des occupants

La vétusté : inutile de s’occuper de bâtiments qui doivent être démolis àcourt terme

La servitude : inutile de s’occuper de bâtiments condamnés à disparaître à court terme en raison d’un nouvel aménagement des locaux

Recherche des documents

Examen visuel :- de la structure,- des éléments non-structuraux- des bâtiments dans le voisinage

Informations concernant le site et le sol de fondations

Propositions de renforcementsÉtude du coût

Calculs simplifiés de prédimensionnement

Victor DAVIDOVICI

PREDIAGNOSTIC : Reconnaissance du bâti par examen visuel

Est l’appréciation qualitative de l’état du bâtiment et donc de son comportement sous l’action sismique

Quel bâtiment le maitre d’ouvrage est prêt à « acheter » ?

Dans quelles conditions est-il possible de renforcer ou réparer le bâtiment ?

Victor DAVIDOVICI

DIAGNOSTIC :

Est un constat détaillé de l’état du bâtiment. Il s’agit donc de faire l’analyse de la résistance à l’action sismique du bâtiment en recherchant et en examinant :

•les données du site, l’interaction avec les bâtiments voisins,•la qualité des matériaux, •les plans d’architecte, de coffrage, de ferraillage, etc.,•le calcul dynamique le plus adapté,•la faisabilité des différents solutions de renforcement.

C’est une démarche complète et coûteuse qui peut être adaptée et éventuellement simplifiée cas par cas, en fonction de la complexité du bâtiment.

Victor DAVIDOVICI

Analyse de l’interaction avec les bâtiments voisins

Analyse du rapport de sol et du système de fondations

Visite des lieuxet relevés

Vérification des hypothèses de base

Examen des plans et des notes de calculs

DIAGNOSTIC : validation du dossier

Victor DAVIDOVICI

DIAGNOSTIC : calculs

OUI Avec renforcements

Calcul statique équivalent ou calcul dynamique

Propositions derenforcements

Vérification au séisme du bâtiment stabilité d’ensemble analyse des détails élém. non structuraux

équipements

OUISans renforcements

NON

Victor DAVIDOVICI

Étude de faisabilité et choixdéfinitif du renforcement

Étude du coût durenforcement

Décision de renforcement

Projet abandonnétrop coûteux

Bâtiment déclasséou démoli

Renforcement différéprovisoirement

NON OUI

DIAGNOSTIC : faisabilité / coût / décision

Vulnérabilité:Que peut-il arriver ?

Que peut-on accepter ?Victor DAVIDOVICI

RENFORCEMENT

Il s’agit de vérifier le comportement au séisme du bâtiment renforcé.

PROJET D’EXECUTION

REALISATION

Choix définitif du renforcement Il faut procéder à l’étude des détails de renforcement et dela méthodologie de la miseen œuvre avec l’établissement desplans d’exécution correspondants

Victor DAVIDOVICI

STRATEGIE DE RENFORCEMENT /

/ REPARATION

Renforcementsismique

Augmenter les performances

initiales

Diminuer l’action sismique

Réparationaprès séisme

Retrouver ou Augmenter les

performances initiales

Renforcer pour éviter les ruptures fragiles

Améliorer la ductilité

Augmenter la résistance globale

Améliorer la régularité

Renforcement + Réparation des dommages

Réduire la masse

Introduire des appuis parasismiques

Augmentation de la résistance locale

Victor DAVIDOVICI

Augmenter la résistance pour éviter les ruptures fragiles

BC

D Domaine du renforcement

de bâtiments de classe

Collage de tissu de fibre de carbone : poteaux, poutres, dalles, attentes

RENFORCEMENT / REPARATION

Précontrainte additionnelle : chaînages,

Engravures : dalles,

Adjonction de la matière B.A. : chemisage poteaux, chemisage poutres,surépaisseur dalles, doublage murs B.A.

Adjonction de la matière C.M. : chemisage poteaux, chemisage poutres,contreventement planchers

Renforcement des fondations

Renforcement par murs en béton armé

Renforcement par une structure en charpente métallique

Renforcement des bâtiments en maçonnerie