Vous voulez savoir comment doivent être conçues les constructions en béton dans les zones sismiques? 

Nous vous proposons d`aborder dans cet article ce sujet et d´examiner comment doivent être conçues les constructions en béton dans les zones sismiques. Et, pour cela, nous allons prendre en compte comme source de référence cet article du journal El País: Comment rendre les bâtiments résistants aux tremblements de terre.

Dans l`article, nous pouvons lire en guise d`introduction:

“Les sismologues préviennent que les tremblements de terre ne peuvent pas être évités. "À l`heure actuelle, on ne peut même pas les prévoir", déclare Amadeo Benavent, Amadeo Benavent, professeur d´université des Structures à l`école d`ingénierie industrielle de l`université polytechnique de Madrid.  Ce qui peut être fait, explique l`expert, c`est de préparer les bâtiments de manière à ce que les dommages causés par un tremblement de terre soient contrôlés et que les personnes ne meurent pas. "Pour cela, il est très important de concevoir les nouveaux bâtiments et de rénover les bâtiments existants selon les normes en vigueur qui soient conformes aux normes les plus récentes et les plus avancées", explique M. Benavent. En Europe, la norme actuellement en vigueur est  Eurocódigo 8,  une norme très complète, bien que certains pays, comme l`Espagne, ne l`aient pas encore adoptée.

C`est pourquoi il est important d`adopter certaines mesures relatives aux constructions en béton situées dans les zones sismiques, afin de limiter au maximum les dégâts en cas de tremblement de terre. Et notamment pour éviter les pertes de vie.

Points fondamentaux pour la construction en zones sismique

Comme nous pouvons le constater dans l`article paru dans le journal El País:

Les bâtiments conventionnels sont conçus pour résister à leur propre poids, celui produit par le poids de la gravité. En revanche, lorsqu`un tremblement de terre se produit, les secousses provoquent le déplacement du bâtiment vers une direction horizontale. Avec ce mouvement, les différents étages du bâtiment peuvent s`effondrer les uns sur les autres, comme cela s`est produit lors du tremblement de terre de cette semaine à Amatrice, en Italie. Toutefois, il se peut par ailleurs que la structure soit conservée mais que d`autres éléments non structurels, tels que les murs, s`effondrent. C`est ce qui s`est passé en 2011 à Lorca. "Les effondrements de murs sont responsables d`un nombre élevé de décès", déclare l`architecte
L`objectif principal de ce type de construction est "d`obtenir une combinaison adéquate de résistance latérale et de ductilité du bâtiment contre les forces horizontales". Ce à quoi travaille l`Eurocode 8, qui a pour principal objectif la sauvegarde de vies humaines.

De cette manière, ce code établit une série de règles "pour la conception des bâtiments afin qu`ils résistent aux tremblements de terre présents dans cette zone sismique". Cela concerne la construction de nouveaux bâtiments ainsi que le renforcement parasismique des bâtiments anciens.

“En Espagne, les normes en vigueur sont  NCSE/02 et la NCPSP-07, qui réglementent la manière dont les nouveaux bâtiments et ponts doivent être construits, bien que ces normes ne mentionnent rien au sujet des bâtiments déjà existants. La réglementation sismique européenne n`a pas encore été adoptée en Espagne, et, selon M. Benavent, il serait impératif de procéder à cette démarche, d`autant plus que le document national de transposition a déjà été approuvé par l`organisme compétent.

Ce qui nous amène à ajouter que:

"La conception sismique des nouvelles structures et la remise en état des structures existantes ont le même objectif : obtenir la bonne combinaison de résistance latérale et de ductilité du bâtiment face aux forces horizontales", explique Benavent. La résistance des bâtiments dépend, par exemple, de la taille des poutres et des colonnes et de la quantité d`acier qu`elles contiennent. "L`augmentation de la résistance à elle seule est économiquement irréalisable, c`est pourquoi on fait également appel à la ductilité", explique M. Benavent.

Murs structurels en béton armé  et barres diagonales pour renforcer la résistance des bâtiments

Comme nous le savons, la ductilité est la capacité des matériaux ou des structures à se déformer plastiquement, sans toutefois se rompre. "Le problème qui se pose aujourd`hui est que les déformations plastiques entraînent des dommages et par conséquent si les structures deviennent trop ductiles, les dégâts causés par des tremblements de terre modérés peuvent être excessifs. Par conséquent, "l`objectif est de parvenir à obtenir la bonne combinaison de résistance et de ductilité, il faut trouver le bon équilibre entre ces deux éléments", explique M. Benavent.

Et pour atteindre ce juste milieu entre la résistance et la ductilité, Benavent nous conseille:

"Lorsque nous concevons des bâtiments afin qu`ils puissent résister aux tremblements de terre, nous les concevons de manière plus permissive par rapport à d`autres types de charges, telles que les charges gravitaires. Permissive dans le sens où nous acceptons que la structure soit endommagée, mais pas qu`elle s`effondre", explique-t-il. Ces dommages peuvent être sous forme de fissures dans le béton ou de déformations plastiques dans l`acier, sans que pour autant les structures ne s`effondrent. "Le bâtiment devrait être réparé après un grave tremblement de terre, mais il permettrait une évacuation qui sauverait des vies, ce dont il est question", ajoute-t-il.

L`expert, quant à lui, fournit quelques solutions techniques, telles que : l`ajout de murs structurels en blocs de béton  armé, de barres diagonales, de murs latéraux sur les piliers ou le renforcement des piliers avec des boucles en acier. 

Et il faut également veiller à ce que les poutres soient reliées aux piliers, "afin que le mouvement ne provoque pas leur séparation et donc provoquer l`effondrement des étages".

Quelles forces agissent sur un bâtiment lorsque se produit un tremblement de terre?

Avant de conclure, nous aimerions nous pencher sur la manière dont les forces agissent sur un bâtiment au moment d`un tremblement de terre. Comme nous le savons, l`énergie d`un séisme est libérée sous forme de vagues, qui affectent le sol et les structures de différentes manières. En d`autres termes, la secousse tellurique n`endommage pas les bâtiments par impact, mais par la force d`inertie générée par la vibration de la masse du bâtiment, connue sous le nom de forces sismiques. 

Ceux-ci se déclenchent à leur tour dans trois directions suite à la libération de l`énergie. Les forces latérales se produisent en raison de la superposition des forces associées à chaque mode de vibration, étant donné que ce sont ces forces qui causent des dommages aux structures. Ce qui provoque généralement la déformation et la rupture des colonnes et des murs.  D`où l`importance du béton utilisé lors de la construction. 

À tout ce qui précède, il faut également souligner la grande importance de la répartition des composants horizontaux de la structure, de manière à éviter leur effondrement, car ce sont les moins résistants aux séismes.  Sachant que le mouvement du sol affecte également le bâtiment de différentes manières, la hauteur influencera la force à laquelle la structure est soumise en cas de tremblement de terre.