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Et si la terre tremblait à Bienne …

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Ramper sous la table en se tenant d’une main à l’un des pieds et en se couvrant la nuque de l’autre main est le comportement à adopter dès la première secousse. Si cette mesure permet de se protéger contre les chutes d’objets tels que les luminaires, le mobilier et les projections de verre, elle n’est efficace que si le bâtiment lui-même résiste aux tremblements de terre.

Représentation schématique du bâtiment d’essai qui sera érigé à Sion au printemps 2019 à l’occasion du projet sur les propriétés dynamiques des bâtiments à ossature bois

En comparaison internationale, l’aléa sismique pour la Suisse est faible à modéré. L’aléa est défini par la probabilité qu’une certaine accélération du sol se produise à un endroit donné, p. ex. 10% en 50 ans. Le risque sismique, en revanche, tient compte du potentiel d’ampli­fication du sol, de la valeur des biens exposés et surtout de leur vulnérabilité. Celle-­ci dépend de la mesure se­lon laquelle les ouvrages ont été conçus et réalisés pour résister à l’action sismique. Or d’après les données offi­cielles, «bien des bâtiments existants ne sont pas suffi­samment résistants aux séismes en regard des exi­gences imposées aux nouveaux ouvrages» (OFEV 2013). Une des raisons de ce constat est que la sécurité sismique des ouvrages n’est traitée de façon pertinente dans les normes de construction qu’à partir de 2003 et que ces normes, pour différentes raisons, ne sont pas systématiquement appliquées. La carte suivante (Cat­ Focus Partner Re 2009) montre que, malgré un aléa faible à modéré en Suisse, le risque sismique y est fort, également à Bienne.

Par ailleurs, selon le «Rapport sur les risques 2015» de l’Office fédéral de la protection de la population (OFPP 2015), les tremblements de terre représentent en Suisse le troisième risque après les pénuries d’électri­cité et les pandémies.

Objectifs, priorités, stratégie
Malgré une sismicité faible à modérée, pour les rai­sons évoquées plus haut, le risque sismique est élevé en Suisse. S’ingénier à développer la construction parasis­mique n’est donc pas une chimère technocratique pas­sagère et former des ingénieur-­e­-s capables de concevoir et de réaliser des ouvrages parasismiques répond à un besoin réel de notre société.

La position­ clé de notre école au sein de la filière bois lui confère une responsabilité particulière. Ainsi, notre objectif est très simple: tous les ouvrages neufs en bois doivent être réalisés parasismiques. La priorité est mise sur les ouvrages neufs, car chaque nouvel ouvrage qui n’est pas construit parasismique est vulnérable et va ainsi contribuer à augmenter le risque. Viennent en­suite la question du confortement sismique des ouvrages existants et finalement l’évaluation postsis­mique des bâtiments.

Du point de vue stratégique, nous misons sur un enseignement basé sur la recherche. Cet enseignement est ciblé pour chaque cursus de formation et de postfor­mation. Notre recherche est avant tout une recherche appliquée visant une mise en pratique des savoirs. Nos projets sont menés avec des collaborations ciblées, spé­cifiques à chaque thème, et ont pour but de combler les failles problématiques ainsi que de développer des solu­tions efficaces, fiables et praticables.

 

Bref aperçu des projets en cours en matière parasismique

– Dimensionnement parasismique des ouvrages en bois selon un comportement de structure dissipa­ tif (OFEV, 2016–2018)

– Propriétés dynamiques des bâtiments à ossature bois (OFEV, 2017–2020)

– Développement d’un système d’ancrage complet (Innosuisse – Ancotech AG, 2018–2020)

– Rénovation de bâtiments en Haut­Valais (Inno­ suisse, 2018–2021)

– Ossature bois perforée (BFH, 2018)

Et si la terre tremblait à Bienne …
Il semble que l’intervalle qui sépare les tremble­ments de terre destructeurs en Suisse soit trop long pour que ce risque s’inscrive durablement dans la conscience collective. Ne pas être conscient d’un danger ne va cependant pas l’éliminer et ne va rien changer à la tectonique des plaques. Comme prévenir vaut mieux que guérir, construisons parasismique.

 

Le génie parasismique en bref

Le génie parasismique consiste à concevoir, analyser et dimensionner les ouvrages pour qu’ils soient aptes à résister aux tremblements de terre. La conception de la structure constitue la phase la plus importante. Un contreventement comprenant suffisamment d’éléments répartis régulièrement en plan et en élévation est une condition à remplir. Des erreurs au niveau de la conception ne peuvent pas être compensées lors des phases d’analyse et de dimensionnement. L’analyse structurale porte tout d’abord sur les caractéristiques dynamiques de l’ouvrage, car l’action du séisme sur la structure dépend de la réponse de celle-ci. Lorsque la fréquence propre de l’ouvrage correspond à celle du tremblement de terre, le bâtiment entre en résonnance et les accélérations subies par celui-ci sont sensiblement plus élevées que celle du sol. Une fois l’analyse dynamique effectuée, des forces sismiques de remplacement peuvent être déterminées à l’aide d’un spectre de réponse, celui-ci faisant office d’interface entre le géologue et l’ingénieur. Vient finalement le dimensionnement sismique, lequel peut être effectué de manière conventionnelle, c’est-à-dire élastique, ou selon la méthode plus sophistiquée du dimensionnement en capacité (ou dissipatif). Cette dernière fait intervenir la ductilité de la structure et permet a priori son optimisation. La mise en pratique du dimensionnement en capacité n’est toutefois pas aisée car elle nécessite entre autres une maitrise de la hiérarchie des résistances des différents composants de la structure.