2-Comportements des bâtiments face à un séisme


Capacité d'une structure à se déformer et à s'étirer :

Durant un séisme, les bâtiments subissent une déformation de leur structure, en particulier les immeubles de plusieurs étages. Les ondes sismiques entraînent des forces latérales au sol, occasionnant les déformations des bâtiments.

Des forces latérales fortes comme lors de puissants séismes peuvent abîmer, voire briser, des éléments fixés à la charpente d'un bâtiment. Dans des cas encore plus dramatiques, elles peuvent endommager la structure même de l'immeuble. Si jamais cette structure est trop endommagée, cela peut provoquer l'effondrement pur et simple du bâtiment.

Évidemment, si un bâtiment est vétuste dans un territoire fortement sismique, son assemblage ne pourra pas résister à la pression des forces latérales.

La rigidité des composantes d'un immeuble est un facteur déterminant du risque d'effondrement d'un immeuble. Les matériaux d'un immeuble sont donc les éléments qui détermineront si celui-ci peut résister ou pas à un séisme.

Pour résister aux forces d'un ou de plusieurs séismes qui se suivent, les matériaux qui composent les immeubles doivent avoir des capacités de déformation, ainsi que des capacités élastiques ou d'étirement. Cette capacité pour les matériaux est appelée : « ductilité »

Quand les matériaux d'un bâtiment ne sont pas ductiles, ils se disloquent violemment en provoquant une forte libération d'énergie avec pour conséquence la chute du bâtiment.

Cependant, résister à un séisme ne suffit pas. Les bâtiments doivent pouvoir résister à plusieurs phases de séismes dans un temps limité. En effet, des bâtiments sont capables de résister à une première phase de secousses mais, ensuite, ils peuvent céder aux répliques suivantes. C'est donc pour cela que la ductilité des matériaux doit également durer dans le temps.

Il est important de tester la ductilité de chacun des matériaux d'un immeuble. Pour cela, plusieurs types de tests existent :

- L'essai résilience « Charpy » (mesure de la résistance des matériaux à un certain niveau d'énergie)

- L'essai de traction (mesure de l'allongement maximale ou l'élasticité maximale que peut supporter une structure avant la rupture)



La déformation :

Durant un séisme, les constituants d'un bâtiment réagissent différemment selon leur ductilité, comme nous venons de le voir, selon leur masse et selon les liaisons qui les relient aux autres constituants d'une structure. Ainsi, les sismologues peuvent, grâce aux caractéristiques des matériaux, évaluer l'impact des déformations qu'aurait un séisme. Quand un séisme puissant se déclare, les constituants subissent des déformations pouvant conduire à l'instabilité d'un immeuble voire à son effondrement.

Cependant tous les bâtiments ne réagissent pas tous de la même façon aux mouvements du sol. Par exemple, les petites maisons avec un étage réagissent de façon solidaire et identique, à la différence des grands immeubles.


Il existe 4 types de réactions pour les immeubles :

-La réaction de traction (lorsque les matériaux d'un bâtiment subissent l'action de deux forces ayant un sens opposé, cela entraîne un étirement des matériaux).

-La réaction de compression (lorsque les matériaux d'un bâtiment subissent l'action de deux forces ayant un sens opposé, cela entraîne l'écrasement des matériaux qui compose le bâtiment exposé).

-La réaction de flambage (lorsque les matériaux d'un bâtiment subissent une compression dans leur partie inférieure tandis que leur parties supérieures subissent une traction, cela a pour conséquence de créer un porte-à-faux dans les extrémités des matériaux).

-La réaction de cisaillement (lorsque les matériaux d'un bâtiment subissent l'action de deux forces ayant un sens opposé, cette réaction est la plus répandue, elle crée une rupture violente entre les différents matériaux).