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Les études

Comparaison de méthodes qualitatives d’évaluation de la vulnérabilité des constructions aux séismes

Plan séisme - action 2.4.7. Guide des méthodes de diagnostics de la résistance des bâtiments aux séismes

CETE Méditerranée

Les études

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Comparaison de méthodes qualitatives d’évaluation d e la vulnérabilité des

constructions aux séismes Plan séisme - action 2.4.7. Guide des méthodes de diagnostics de la résistance des bâtiments aux séismes Convention MEDD/CETE n°CV05000107 signée en 2006

Étude réalisée dans le cadre des projets de Service public du BRGM 2006 (fiche SP n°06RISG26)

date : Novembre 2008

auteur : CETE Méditerranée (DREC/SVGC-SIG)

responsable de l'étude : Ghislaine VERRHIEST (CETE Méditerranée)

participants : Chloé AUFRET (CETE Méditerranée), Pierre ROUSSILLON (BRGM)

résumé de l'étude : Dans le cadre du plan séisme, le ministère en charge de l’écologie a confié au CETE Méditerranée et au BRGM une analyse bibliographique de méthodes qualitatives d’évaluation de la vulnérabilité. A partir de cette analyse, l’objectif est de produire un cahier technique constituant une aide à la décision pour les techniciens et les responsables locaux quant au choix des méthodes d’approche à mettre en œuvre en fonction de leurs besoins.

Treize méthodes développées au niveau français, au niveau européen et dans quelques pays étrangers ont été analysées et caractérisées par des paramètres communs afin de les comparer. Cette approche a permis d’identifier pour chacune des méthodes étudiées : les principes généraux (validation scientifique, champ d’application, types de bâtiments concernés, facteurs de vulnérabilité pris en compte), leur niveau de complexité (données nécessaires, compétences techniques requises, simplicité), les moyens nécessaires à leur mise en œuvre (temps, coût) et le type de résultats obtenus. Sans conduire à un classement de valeur des méthodes étudiées, le présent guide permet aux utilisateurs (techniciens et décideurs locaux) de disposer d’éléments d’aide à la décision pour choisir l’approche la plus adaptée à leurs attentes et aux objectifs de la démarche qu’ils souhaitent conduire.

zone géographique : sans objet

nombre de pages : 164 pages

CETE Méditerranée

Rapport d'étape CETE Méditerranée - Plan séisme - atelier 1.2 information

SOMMAIRE

1 CARACTÉRISTIQUES DE LA PRESTATION CONFIÉE .......... ...............................................5

1.1 Contexte ........................................................................................................................................5 1.2 Finalités de l’étude ........................................................................................................................5

2 MÉTHODE DE TRAVAIL POUR LA SÉLECTION ET L’ANALYSE C RITIQUE DE MÉTHODES QUALITATIVES D’ÉVALUATION DE LA VULNÉRABIL ITÉ DES CONSTRUCTIONS AUX SÉISMES ......................................................................................................6

2.1 Choix des méthodes analysées ......................................................................................................6 2.2 Développement de critères d’évaluation.......................................................................................6

3 RÉSULTATS - DESCRIPTION ET ANALYSE DE MÉTHODES EXIS TANTES .................10

3.1 Méthode du CETE Méditerranée (fin des années 1990).............................................................10 3.1.1 Description ..........................................................................................................................10 3.1.2 Commentaires relatifs à la méthode :..................................................................................12 3.1.3 Synthèse de l’analyse critique..............................................................................................14

3.2 Méthode de Milan Zacek (1993).................................................................................................15 3.2.1 Description ..........................................................................................................................15 3.2.2 Commentaires relatifs à la méthode....................................................................................16 3.2.3 Synthèse de l’analyse critique..............................................................................................20

3.3 Méthode de Milan Zacek, bâtiments de classe D de la ville de Nice (1997) ..............................21 3.3.1 Description ..........................................................................................................................21 3.3.2 Commentaires relatifs à la méthode....................................................................................23 3.3.3 Synthèse de l’analyse critique..............................................................................................25

3.4 Méthode BATTIER (2002) .........................................................................................................26 3.4.1 Description ..........................................................................................................................26 3.4.2 Commentaires relatifs à la méthode....................................................................................28 3.4.3 Synthèse de l’analyse critique..............................................................................................31

3.5 Méthode du projet européen RISK-UE (2003) ...........................................................................32 3.5.1 Description ..........................................................................................................................32 3.5.2 Commentaires relatifs à la méthode....................................................................................34 3.5.3 Synthèse de l’analyse critique..............................................................................................36

3.6 Méthode VULNERALP (2005) ..................................................................................................37 3.6.1 Description de la méthode ...................................................................................................37 3.6.2 Analyse critique : .................................................................................................................40 3.6.3 Synthèse de l’analyse critique..............................................................................................45

3.7 Méthode Canadienne (1992).......................................................................................................46 3.7.1 Description ..........................................................................................................................46 3.7.2 Commentaires relatifs à la méthode....................................................................................48 3.7.3 Synthèse de l’analyse critique..............................................................................................50

3.8 Méthode du CETE de Lyon (2001).............................................................................................51 3.8.1 Description ..........................................................................................................................51 3.8.2 Analyse critique ...................................................................................................................52 3.8.3 Synthèse de l’analyse critique..............................................................................................54

3.9 Méthode FEMA-154 ...................................................................................................................55 3.9.1 Description ..........................................................................................................................55 3.9.2 Commentaires relatifs à la méthode....................................................................................56

Rapport d'étape CETE Méditerranée - Plan séisme - atelier 1.2 information

3.9.3 Synthèse de l’analyse critique..............................................................................................58 3.10 Grille d’évaluation suisse (2003).............................................................................................59

3.10.1 Description ..........................................................................................................................59 3.10.2 Commentaires relatifs à la méthode....................................................................................61 3.10.3 Synthèse de l’analyse critique..............................................................................................63

3.11 Méthode néo-zélandaise (2006) ..............................................................................................64 3.11.1 Description ..........................................................................................................................64 3.11.2 Commentaires relatifs à la méthode....................................................................................66 3.11.3 Synthèse de l’analyse critique..............................................................................................68

3.12 Méthode japonaise (2001) .......................................................................................................69 3.12.1 Description ..........................................................................................................................69 3.12.2 Commentaires relatifs à la méthode....................................................................................71 3.12.3 Synthèse de l’analyse critique..............................................................................................73

3.13 Méthode italienne GNDT........................................................................................................74 3.13.1 Description ..........................................................................................................................74 3.13.2 Commentaires relatifs à la méthode....................................................................................77 3.13.3 Synthèse de l’analyse critique..............................................................................................79

3.14 Synthèse des analyses..............................................................................................................80 3.14.1 La comparaison des méthodes fait apparaître plusieurs remarques...................................82 3.14.2 Exemple de sélection d’une méthode ...................................................................................83

4 CONCLUSIONS...............................................................................................................................85

5 RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES.......................................................................................86

ANNEXES ................................................................................................................................................88

Cahier des charges de l’étude globale confiée au CETE Méditerranée .................................................89 Fiches de relevés des méthodes de vulnérabilité sommaire...................................................................93

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1 Caractéristiques de la prestation confiée

1.1 Contexte Dans le cadre du Plan Séisme, l'atelier 2 vise à améliorer la prise en compte du risque sismique dans les constructions. Plus précisément, l'action 2.4.7 prévoit la réalisation de guides relatifs aux méthodes de diagnostics de la résistance des bâtiments aux séismes. Dans ce cadre, le CETE Méditerranée et le BRGM ont été mandatés par le ministère en charge de l'écologie pour effectuer une analyse bibliographique de méthodes qualitatives d’évaluation de la vulnérabilité. A partir de cette analyse, l’objectif est de produire un cahier technique constituant une aide à la décision pour les techniciens et les responsables locaux quant au choix des méthodes d’approche à mettre en œuvre en fonction de leurs besoins.

1.2 Finalités de l’étude L’objectif du travail est d’initier le recensement, l’analyse et la comparaison des méthodes publiées en France et à l’étranger. Il s’agit en particulier :

• d’effectuer une recherche bibliographique des méthodes publiées en s’appuyant sur internet, sur les centres de documentation de l’équipement, sur des sollicitations auprès d’experts du domaine ;

• de définir les critères de description et de comparaison pertinents pour les méthodes à analyser ;

• de développer un mode de présentation pédagogique permettant une lecture simple et rapide pour les techniciens et responsables locaux des caractéristiques des méthodes décrites ;

• de présenter dans le détail (objectifs, temps nécessaire, compétences à mobiliser, données préalables, coût,…) les principales méthodes recueillies ;

• d’apporter un regard critique sur les méthodes recueillies. Une hiérarchisation de l’intérêt des méthodes étudiées au regard de la qualité de leurs résultats, de l’étendue des typologies constructives concernées et de leur coût est notamment à proposer. Cette hiérarchisation facilitera à terme la décision du ministère en charge de l’écologie quant au choix des méthodes à promouvoir ainsi que celle des acteurs locaux (élus, professionnels, services de l’Etat…) quant au choix des méthodes à utiliser.

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2 Méthode de travail pour la sélection et l’analyse critique de méthodes qualitatives d’évaluation de la vulnéra bilité des constructions aux séismes

2.1 Choix des méthodes analysées La recherche bibliographique menée auprès d’experts, de centre de documents et par internet a permis de rassembler plusieurs méthodes. Le choix des méthodes à étudier s’est basé sur les informations plus ou moins complètes recueillies sur chacune d’entre elles et sur leur origine. Les méthodes retenues sont :

� Six méthodes françaises : • la méthode du CETE Méditerranée • la méthode Zacek 1993 • la méthode Zacek élaborée pour évaluer la vulnérabilité des bâtiments de classe D de

la ville de Nice • la méthode AFPS dite Battier • la méthode Vulneralp • la méthode CETE de Lyon � Une méthode européenne : • la méthode RISK-UE

� Six méthodes développées à l’étranger :

• la méthode canadienne • la méthode américaine FEMA-154 • la méthode japonaise • la méthode néo-zélandaise • une méthode suisse • la méthode italienne GNDT

Les principes de chaque méthode sont décrits sommairement en une à deux pages en explicitant ces objectifs et la démarche associée.

2.2 Développement de critères d’évaluation Pour pouvoir par la suite comparer les méthodes, la description et l’analyse de chacune d’entre elles au regard de critères communs et pertinents est nécessaire. La qualification des critères est traduite par un symbole « * ». Ce symbole doit permettre in fine une comparaison rapide des méthodes à la lecture d’un tableau comparatif simple.

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Les dix critères définis pour caractériser et comparer les méthodes examinées sont les suivants:

• Champ d’application : On entend par champ d’application l’échelle à laquelle la méthode peut être mise en œuvre. Cette rubrique permettra de classer les méthodes qui ne s’appliquent qu’à une seule échelle : celle du bâtiment ou de la ville, et les méthodes qui s’appliquent aux deux. U : la méthode s’applique à l’échelle urbaine, B : la méthode s’applique à l’échelle du bâtiment, U et B : la méthode peut s’appliquer aux deux échelles.

• Typologies de bâtiments : Ce critère caractérise le nombre de typologies de bâtiment pouvant être étudiées par la méthode. * spécifique à une typologie de bâtiment, * * s’applique à quelques types de bâtiments, * * * s’applique à la plupart voire tous les types de bâtiments.

• Données d’entrée : Ce critère représente la quantité de données utile (plan du bâtiment, carte géologique, étude des sols et fondations, sondages structuraux, étude des plans d’exécution,…) à l’application de la méthode. * nombreux documents et études, * * quelques documents, * * * aucun document.

• Technicité requise : Il s’agit du niveau de connaissances techniques en bâtiment nécessaire pour pouvoir mettre en oeuvre la méthode. * ingénieur-expert, * * technicien, * * * sans connaissance particulière.

• Temps nécessaire : Il correspond à la durée de réalisation de la méthode. Ce temps comprend le relevé des données sur le terrain et le traitement de celles-ci par bâtiment. Il ne tient pas compte du temps requis pour récupérer les données initiales existantes si celles-ci sont nécessaires à l’application de la méthode (recherche de plans existants, de rapport géotechnique …). Ce temps peut être très variable suivant le bâtiment. * supérieur à ½ journée, * * entre 1h et ½ journée, * * * inférieur à 1h.

• Coût : Il correspond au coût financier, exprimé en euros, relatif à la réalisation d’un diagnostic de vulnérabilité au séisme sur un bâtiment (traitement des données inclus). On ne prend pas en compte dans ce coût, le prix du stage de formation à la méthode et le recensement préalable des bâtiments à étudier. * supérieur à 600 euros, * * entre 200 et 600 euros, * * * inférieur à 200 euros.

• Simplicité : Elle dépend de l’aspect didactique (vocabulaire simple ou défini,

illustration par des schémas, mise en œuvre aisée,…) et synthétique de la méthode.

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* peu didactique ni synthétique, * * didactique et pas synthétique ou synthétique mais pas didactique, * * * didactique et synthétique.

• Types de résultats obtenus : On peut obtenir trois types de résultats selon les

méthodes : un indice de vulnérabilité chiffré, une simple qualification, un pourcentage de bâtiments à un endommagement donné, un niveau moyen de dommage pour un bâtiment etc. Certaines méthodes aboutissent à deux grandeurs. Cette rubrique va donc quantifier les types de résultats obtenus pour chaque méthode. On considèrera comme faisant partie des types de résultats les incertitudes chiffrées. * un type de résultat, * * 2 types de résultats. Si présence d’incertitudes chiffrées, rajouter une étoile. Au-dessous du nombre d’étoiles on qualifiera le ou les types de résultats correspondants par une initiale : I pour indice de vulnérabilité, Q pour qualification, D pour résultat en termes de dommages et M pour marge d’erreurs (incertitudes chiffrées). Par exemple, pour une méthode dont le résultat est un indice de vulnérabilité avec une marge d’erreurs associée, on écrira le symbole suivant : * * I / M

• Facteurs de vulnérabilité pris en compte : il s’agit ici de rendre compte de la pertinence et de l’exhaustivité des facteurs de vulnérabilité pris en compte. En effet certaines méthodes ne prennent en compte que les caractéristiques physiques des éléments structuraux et non structuraux, alors que d’autres y ajoutent la nature du sol, la situation dans le site, la proximité d’ouvrages, les défauts d’organisation, l’état de conservation, la vulnérabilité des réseaux et des équipements intérieurs. * peu de facteurs de vulnérabilité pris en compte, * * une quantité intermédiaire de facteurs pris en compte, * * * la plupart des principaux facteurs pris en compte.

• Validation scientifique : Ce critère caractérise la justification des hypothèses et du choix des paramètres sur lesquels la méthode s’appuie (facteurs de vulnérabilité, coefficients de pondération, correspondance vulnérabilité/dommages…). Il rend compte aussi de la validation de l’approche développée (validation par des experts reconnus ou sur la base de résultats comparatifs avec d’autres méthodes ou de retour d’expérience sur un nombre significatif de bâtiments, calage de méthode fondée sur des retours post-sismiques). * non justifié et non validé, * * justifié et non validé, * * * justifié et validé.

La description de chaque critère fait l’objet d’une analyse critique. Selon la qualification qui leur est attribuée à la lecture des méthodes, les critères sont classés dans la catégorie «avantage» ou «inconvénient».

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Les limites de la méthode sont explicitées et des recommandations quant à son utilisation sont éventuellement proposées. Un bandeau placé en fin d’analyse permet d’accéder rapidement aux principales caractéristiques de la méthode. Un tableau de synthèse permet une lecture comparative simple et rapide de l’ensemble des méthodes analysées.

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3 Résultats - Description et analyse de méthodes existantes

3.1 Méthode du CETE Méditerranée (fin des années 1990)

3.1.1 Description

� PRINCIPE La méthode sommaire d’analyse de la vulnérabilité développée par le CETE Méditerranée à la fin des années 90 ne constitue pas une étude de vulnérabilité à proprement parler mais plutôt une approche pour la détermination de la présomption de vulnérabilité. Il s’agit surtout de recenser les indices de vulnérabilité de bâtiments et de fournir une indication a priori sur le comportement plus ou moins favorable des constructions sous sollicitation sismique. Cette méthode reste empirique dans la mesure où l’on ne procède à aucun calcul de structure pour étudier la réponse de la construction à une sollicitation sismique donnée. Elle ne prend en considération que les données recueillies sur le site, la plupart du temps sans accès à l’intérieur des locaux. A partir d’un examen visuel extérieur des bâtiments, l’approche consiste à identifier et à pondérer les paramètres structuraux ou non pouvant modifier le comportement des constructions existantes en cas de séisme et consister en des facteurs aggravant de vulnérabilité .

Ces facteurs sont identifiés à l’aide d’une fiche de relevé des caractéristiques des bâtiments et les pondérations correspondent à des valeurs pré-établies par les experts ayant développé cette méthode.

A partir de la fiche de relevé présentée en annexe, un indice de vulnérabilité V est calculé selon l’expression suivante V = V1+V2 où :

-V1 est un indice de base cumulant l’influence des caractéristiques d‘ensemble du bâtiment, selon trois critères de base, l’âge de la construction (VA), le matériau structural (VM) et l’état d’entretien (VE) (V1= VA+VM+VE), sachant que V1 varie de 0 à 0,50 ;

- V2 représente des facteurs de vulnérabilité découlant de l’observation de dommages post-sismiques et issus des travaux de l’Association Française de Génie Parasismique, travaux compilés dans son bulletin technique n°24 de mars 2002 [1].

Les 22 facteurs retenus pour déterminer V2 appellent une réponse binaire, selon l’existence du facteur ou pas (1=oui/0=non).

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Un poids est attribué (selon l’estimation du degré de dommage) pour chacun d’eux. Cette somme pondérée des 22 facteurs est normée à 0,50. L’indice global de vulnérabilité correspond à une valeur comprise entre 0 à 1. La valeur 1 correspond au niveau de vulnérabilité le plus important.

� CHAMP D’APPLICATION Cette méthode peut être mise en œuvre à l’échelle d’une ville, d’un quartier ou d’un ensemble de bâtiments.

Cette méthode a notamment été mise en œuvre dans le cadre d’études préalables à la réalisation de Plans de Prévention du Risque Sismique (PPRS). Elle peut être utilisée pour des bâtiments en maçonnerie, en béton armé et à structure métallique. Les bâtiments à ossature bois ne sont pas considérés.

� DONNEES ET COMPETENCES NECESSAIRES

• Données nécessaires : N’impliquant pas un haut niveau de connaissance de la structure, des matériaux utilisés et des dispositions constructives, cette méthode ne nécessite pas de disposer des plans de la construction. Aucun relevé précis de la structure n’est nécessaire. Il n’est pas nécessaire de pénétrer dans le bâtiment.

La connaissance de l’année de construction de l’ouvrage et un examen visuel extérieur suffisent. Il est cependant utile de noter qu’il est parfois difficile de déterminer certains paramètres sans pouvoir accéder à l’intérieur du bâtiment (critère de continuité verticale des éléments porteurs ou de présence de percements dans la structure porteuse par exemple cf. Annexe).

• Compétences à mobiliser :

Pour son application, cette méthode ne nécessite pas de connaissances pointues en bâtiment. Elle peut être mise en œuvre par un technicien. Le traitement des résultats est aisé et leur interprétation simple dans la mesure où la méthode aboutit à une hiérarchisation des bâtiments en fonction de la valeur des indices de vulnérabilité obtenus.

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� TEMPS ET COÛT DE LA METHODE

Le temps nécessaire à l’application de cette méthode est d’environ 1h30 par bâtiment.

Le coût de la méthode est donc relativement faible. On peut considérer par exemple, sur la base d’une hypothèse d’un coût journalier d’un technicien estimé à 600 euros, que la mise en œuvre de la méthode revient à moins de 150 euros par bâtiment.

3.1.2 Commentaires relatifs à la méthode :

� SES AVANTAGES

♦ Sa simplicité Elle présente l’avantage d’être simple et rapide.

Cette méthode peut être mise en œuvre par des personnes non expérimentées dans le domaine du bâtiment.

Les données préalables concernant les caractéristiques du bâtiment sont peu exigeantes puisque aucun plan de la construction n’est nécessaire en première approche..

La fiche de relevé présente l’avantage d’être synthétique et de se concentrer sur des paramètres fondamentaux en terme de vulnérabilité des bâtiments tels que la pente du terrain, la dissymétrie du bâtiment,...

Elle permet une première appréciation de la vulnérabilité d’un bâtiment.

♦ Fondement de la méthode Les auteurs de la méthode indiquent s’être appuyés sur les retours d’expériences post-sismiques et notamment sur les observations de dommages. Ils se réfèrent également à un cahier technique de l’AFPS pour la sélection des facteurs de vulnérabilité, document ayant fait l’objet d’une validation par différents experts en risque sismique. Ces fondements permettent de préjuger de la pertinence des éléments constitutifs de la méthode.

♦ Paramètres observés Contrairement à d’autres méthodes du même type, l’approche proposée considère l’état d’entretien comme une caractéristique de base de la construction à prendre en compte. En effet, ce paramètre est d’autant plus important dans les centres anciens où les constructions vieillissantes témoignent parfois d’un défaut d’entretien. Le manque d’entretien est un facteur

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aggravant de la vulnérabilité des bâtiments au séisme et plus généralement, à tous les types de risques naturels quels qu’ils soient.

� SES INCONVENIENTS

♦ Sa pédagogie

Compte tenu de sa simplicité, cette méthode a vocation à être utilisée par des personnes ne possédant pas de formation dans le domaine du bâtiment. Certains termes, tels que « soutènement, transparence et modénatures en façade » par exemple, sont très spécifiques et peu clairs pour un technicien généraliste. Ils nécessiteraient une définition et des schémas explicatifs.

Proposition : Aussi, il conviendrait que les termes utilisés soient simples, la présentation pédagogique en s’appuyant notamment sur un glossaire et des illustrations . Proposition : L’utilisation de cette méthode nécessitera préalablement la mise en place d’une courte formation des techniciens (demi-journée) afin de définir et illustrer l’ensemble des termes présents dans la méthode. L’autre possibilité est de demander à un spécialiste du génie parasismique de créer un fascicule supplémentaire comportant un glossaire et des illustrations.

♦ Paramètres observés

La liste des facteurs de vulnérabilité examinés est relativement restreinte et ne considère pas certains paramètres fondamentaux en terme de comportement des bâtiments sous sollicitation sismique tels que le contreventement, le type de fondation et la nature du sol. Aucune justification de la non sélection de ces facteurs de vulnérabilité n’est apportée.

D’autre part, les défauts d’organisation, la vulnérabilité des réseaux et les risques présentés par les équipements intérieurs en cas de séisme ne sont pas abordés. Ces éléments ont pourtant une influence forte sur la vulnérabilité au séisme des bâtiments notamment lorsque l’on s’intéresse aux établissements recevant du public et aux bâtiments stratégiques.

Proposition :

L’utilisation de cette méthode et la définition de priorités d’actions au niveau local pourront nécessiter des analyses complémentaires sur les bâtiments concernés portant notamment sur :

• Le mobilier et les équipements : ceux-ci peuvent se révéler dangereux en cas de secousses (affaiblissement de la structure, chutes,…).

• Les réseaux : la vulnérabilité d’un bâtiment peut être également influencée par la vulnérabilité des réseaux (électricité, fluides, voies de communication, télécommunications,…) dont elle dépend.

• L’organisation du bâtiment : par exemple, la capacité d’accueil d’un bâtiment est un critère non négligeable en terme d’intensité du risque. L’organisation d’un bâtiment

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peut également jouer un rôle essentiel en cas de crise. Ce point est particulièrement important pour les établissements recevant du public. Aussi, l’existence d’une organisation spécifique du bâtiment en cas de séisme, et notamment l’existence d’un plan de secours et la présence d’un système d’alerte (relié par exemple avec des centres de secours) sont autant d’éléments à identifier.

♦ Fiabilité des indices de vulnérabilité obtenus Les auteurs ne précisent pas si la méthode a fait l’objet de validation sur des échantillons de bâtiments et si elle a été examinée et validée par des experts extérieurs tant au niveau de la sélection des paramètres observés que des pondérations appliquées. Au-delà du fait que les indices de vulnérabilité obtenus sont à considérer avec précaution compte tenu de leur mode d’obtention, aucune incertitude n’est associée à la valeur de l’indice de vulnérabilité obtenu. La méthode permet donc en l’état un recensement de critères de vulnérabilité. Toute pondération des différents critères est à prendre avec la plus grande précaution.

♦ Limites de l’utilisation des résultats obtenus Cette méthode ne permet pas d’estimer un niveau de dommages potentiel en cas de séisme contrairement à d’autres méthodes.

3.1.3 Synthèse de l’analyse critique L’analyse critique précédente peut-être symbolisée de la manière suivante.

Champ d’application

Typologies de

bâtiments

Données d’entrée

Technicité Temps Coût Simplicité Types de résultats

Facteurs de vulnérabilité

Validation scientifique

*

U

* *

* * *

* *

* * *

* * *

* *

*

I

*

*

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3.2 Méthode de Milan Zacek (1993)

3.2.1 Description

� PRINCIPE Cette méthode simplifiée à l’usage des architectes rédigée par Milan Zacek en 1993 constitue plutôt une méthode d’évaluation de la présomption de vulnérabilité des constructions aux séismes qu’une étude de vulnérabilité à proprement parler. En effet cette méthode ne nécessite aucun calcul de structure, elle est simple et peu coûteuse. Elle consiste uniquement en un relevé de données sur site par simple examen visuel extérieur. Le but de cette méthode est d’identifier les constructions potentiellement dangereuses. Elle permet pour un bâtiment donné de définir le niveau de dommages attendu (modérés, importants ou graves) en fonction de l’intensité du séisme attendu (faible, moyenne, forte). Elle conclut à la nécessité ou non d’une étude approfondie sur le bâtiment étudié. Elle n’a pas pour objectif premier de hiérarchiser un groupe de bâtiments en fonction de leur vulnérabilité mais pourrait être utilisée dans ce cadre également. L’approche consiste dans un premier temps à relever les caractéristiques générales et les facteurs de vulnérabilité du bâtiment (caractéristiques de la construction et état de conservation) à l’aide d’une fiche de relevé. Dans un second temps, il s’agit de déterminer les dommages correspondants à chaque facteur et caractéristique relevés à l’aide d’une grille d’évaluation de la présomption de vulnérabilité. Trois niveaux d’agression sismique sont considérés : séismes faibles, moyens et forts. Le résultat de l’évaluation sommaire de vulnérabilité du bâtiment pour chaque niveau d’agression sismique est obtenu en retenant la situation la plus grave parmi les appréciations correspondantes à chaque facteur de vulnérabilité. Ces résultats sont inscrits sur la fiche de relevé. Il est à noter que lorsque la construction cumule certains facteurs de vulnérabilité (forme très irrégulière par exemple), les dommages potentiels sont majorés d’un degré. Enfin la nature du sol et la situation dans le site sont relevés sur la fiche mais ils ne sont aucunement pris en compte dans l’évaluation des dommages. L’ensemble de ce relevé aboutit sur une appréciation finale de la nécessité de réaliser une étude approfondie.

� CHAMP D’APPLICATION Cette méthode est destinée à être appliqué à un bâtiment. Il ne s’agit pas d’une méthode pour évaluer la vulnérabilité globale d’une zone. Elle peut cependant être utilisée comme aide à la décision sur les priorités d’études approfondies à conduire au sein d’un groupe de bâtiments. Il est même envisageable de l’appliquer à l’échelle urbaine. Il suffit de définir au préalable une typologie des bâtiments et de la mettre en œuvre au sein de chaque groupe de bâtiment de typologie identique. L’inconvénient est qu’elle fournit une hiérarchisation sommaire

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(dommages modérés, importants ou grave) par rapport à d’autres méthodes qui donne un indice de vulnérabilité sur une échelle plus fine (0 à 100, 0 à 1…). Dans une forme élargie et complétée par une vérification quantitative, cette méthode a d’ailleurs été utilisée par le BRGM pour évaluer la vulnérabilité des bâtiments à Pointe-à-pitre et Fort-de-France dans le cadre de l’opération GEMITIS. Elle est utilisable pour tous types de bâtiments : maçonnerie, béton armé, structure métallique, structure bois…


• Données nécessaires : Les seules données nécessaires à l’application de cette méthode sont : l’année de construction et les cartes géologiques du site. Les plans du bâtiment ne sont pas utiles puisqu’il s’agit simplement d’un examen visuel extérieur.


Cette méthode peut être utilisée par des non-spécialistes. Cependant quelques connaissances en bâtiment sont nécessaires pour pouvoir identifier les facteurs de vulnérabilité (nécessité de savoir à quoi ils correspondent (exemple : « acrotère haut lourd »). Elle peut donc être facilement mise en œuvre par un technicien.

� TEMPS ET COÛT DE LA METHODE La durée d’examen est de 30 minutes par construction environ et l’interprétation en termes de dommages nécessite une petite ½ h. Sur la base d’une hypothèse d’un coût journalier d’un technicien estimé à 600 euros, le coût de cette méthode est de moins de 150 euros par bâtiment.

3.2.2 Commentaires relatifs à la méthode

� SES AVANTAGES

♦ Sa simplicité

Cette méthode présente l’avantage d’être rapide, simple et peu coûteuse. La durée d’examen (traitement des données compris) est de 45 minutes par construction environ. Son coût est faible : un technicien pouvant réaliser une demi-douzaine de bâtiments par jour. Et la méthode peut être mise en œuvre par des personnes peu expérimentées dans le domaine du bâtiment.

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Les données préalables concernant les caractéristiques du bâtiment sont peu exigeantes puisque aucun plan de la construction n’est nécessaire et que le diagnostic ne fait pas appel à des éléments précis relatifs à la structure. La fiche de relevé présente l’avantage d’être synthétique et de se concentrer sur des paramètres fondamentaux en terme de vulnérabilité des bâtiments tels que la présence de poteaux trop élancés, la dissymétrie du bâtiment... Elle permet une première appréciation de la vulnérabilité d’un bâtiment et détermine la nécessité d’une étude approfondie à mener ultérieurement

♦ Le type de résultats Cette méthode fournit deux types de résultats :

• une appréciation sur la nécessité de réaliser une étude approfondie. • un niveau de dommages potentiel en cas de séisme et celui-ci fonction du niveau

d’agression sismique considéré : séismes faibles, moyens, forts. Ceci permet d’avoir une idée du comportement de la structure en cas de séisme contrairement à d’autres méthodes qui vont seulement attribuer un indice de vulnérabilité au bâtiment.

Il est appréciable que l’auteur précise les limites de cette méthode et incite à la précaution quant à l’utilisation des résultats en indiquant notamment : «…un examen extérieur sans inspection des éléments structuraux et de leurs liaisons, sans calcul et sans tenir compte de la nature du sol ou du site ne permet pas d’effectuer un diagnostic précis de la résistance des constructions aux séismes…leur vulnérabilité réelle peut être très différente de celle obtenue par une estimation rapide » ou encore «… la vulnérabilité des ouvrages exposés à des secousses amplifiées ou à des effets induits …ne peut être estimée qu’avec le concours d’un géotechnicien qualifié. »

♦ Son aspect pédagogique Afin d’attirer l’attention de l’utilisateur sur les points faibles importants, la grille est précédée d’un résumé des dommages sismiques caractéristiques des structures courantes. De plus les facteurs de vulnérabilité et les dommages typiques sont illustrés sous forme de schémas explicatifs ce qui permet de comprendre ce qui doit être identifié sur le bâtiment étudié et les dommages occasionnés par chacun des facteurs.

♦ Fondements de la méthode Pour établir la grille d’évaluation de la présomption de vulnérabilité, l’auteur s’est basé sur des retours d’expérience post-sismique. Ces fondements permettent de préjuger de la pertinence des éléments constitutifs de la méthode. Cette méthode ne propose pas de marge d’erreur associée au résultat obtenu mais des précautions sur l’utilisation des résultats sont formulées.


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♦ Un obstacle à la simplicité

Les renseignements demandés en ce qui concerne la nature du sol et la situation dans le site nécessitent pour certains d’avoir la carte géologique du site et parfois même l’avis d’un géotechnicien spécialisé. En effet savoir si le bâtiment est sur des « argiles ou marnes dures, des argiles ou marnes molles, des graviers et sables secs et compacts, une limite entre roche et alluvions » nécessite au minimum la carte géologique du secteur. De plus, certains paramètres tels que « ossature non contreventée » ou « liaisons précaires entre éléments constructifs » nécessitent un regard expérimenté et ne peuvent être approchés uniquement par un examen extérieur.

♦ Paramètres pris en compte dans l’estimation de la vulnérabilité en termes de dommages

Cette méthode ne prend en compte ni les interactions avec le sol, ni les effets de site, ni l’état de conservation des constructions dans l’évaluation des dommages potentiels du bâtiment. Ces paramètres sont seulement relevés. Proposition : Lors de l’utilisation des résultats de cette méthode, il faudra garder à l’esprit qu’elle ne prend pas en compte ces paramètres pour estimer la vulnérabilité du bâtiment. Des réserves peuvent alors être ajoutées au niveau des observations pour nuancer le niveau de dommages déterminés sur la base des caractéristiques du bâtiment.

♦ Fondements de la méthode La présence de la grille d’évaluation de la présomption de vulnérabilité montre que l’auteur s’est basé sur un retour d’expérience post-sismique pour établir sa méthode. Cependant les fondements de la méthode ne sont pas explicités. Seule l’échelle MSK est citée en référence concernant les niveaux d’intensité des séismes et les niveaux de dommages considérés. De plus, il n’est pas indiqué si la méthode a fait l’objet d’une validation par des experts extérieurs, par une méthode quantitative, par test sur un échantillon de bâtiments tant au niveau de l’échelle des dommages que de la sélection des facteurs de vulnérabilité. Nous savons seulement que dans une forme élargie et complétée par une vérification quantitative, la méthode a été utilisée par le BRGM pour évaluer la vulnérabilité des bâtiments à Pointe-à-Pitre et Fort-de-France dans le cadre de l’opération GEMITIS.

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♦ Paramètres observés

Cette méthode se base uniquement sur des caractéristiques physiques des éléments structuraux et non structuraux. Il est à noter qu’elle ne s’intéresse pas aux fondations puisqu’il s’agit simplement d’un examen extérieur du bâtiment. Les défauts d’organisation, la vulnérabilité des réseaux et les risques présentés par les équipements intérieurs en cas de séisme ne sont pas abordés non plus. Ces éléments ont pourtant une influence forte sur la vulnérabilité aux séismes des bâtiments notamment lorsque l’on s’intéresse aux établissements recevant du public et aux bâtiments stratégiques. Proposition : L’utilisation de cette méthode et la définition de priorités d’actions au niveau local pourront nécessiter des analyses complémentaires sur les bâtiments concernés portant notamment sur :


• Les réseaux : la vulnérabilité d’un bâtiment peut être également influencée par la

vulnérabilité des réseaux (électricité, fluides, voies de communication, télécommunications,…) dont elle dépend.

• L’organisation du bâtiment. Elle peut également jouer un rôle essentiel en cas de crise. Ce point est particulièrement important pour les établissements recevant du public. Aussi, l’existence d’une organisation spécifique du bâtiment en cas de séisme, et notamment l’existence d’un plan de secours et la présence d’un système d’alerte (relié par exemple avec des centres de secours) sont autant d’éléments à identifier.

Lors de l’utilisation des résultats de cette méthode, il faudra garder à l’esprit que cette méthode ne prend pas en compte le critère « fondations » pour estimer la vulnérabilité du bâtiment.

20

3.2.3 Synthèse de l’analyse critique L’analyse critique précédente est synthétisée dans le tableau ci-dessous.


Typologies de

bâtiments





*

B

* * *

* *

* * *

* * *

* * *

* * *

* *

Q / D

*

*

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3.3 Méthode de Milan Zacek, bâtiments de classe D d e la ville de Nice (1997)

3.3.1 Description

� PRINCIPE Cette étude, faite dans le cadre de l’opération GEMITIS engagée par le Comité français de la DIPCN (Décennie internationale pour la prévention des catastrophes naturelles), vise à établir la présomption de vulnérabilité de bâtiments de classe D situés à Nice (Alpes-Maritimes). Il s’agit d’une démarche qualitative faisant l’objet d’un examen visuel, destiné à apprécier, en première approximation, le comportement des bâtiments sous séisme, ainsi que le degré de dommages qu’ils pourraient subir. Les bâtiments visités sont soumis à un examen visuel extérieur et intérieur portant sur :

� L’architecture

� Le système constructif

� Les dispositions constructives apparentes Les observations réalisées lors des examens visuels sont consignées dans des fiches de relevé très détaillées spécialement conçues pour les bâtiments stratégiques. Sont consignés aussi dans les fiches de relevé sous forme de commentaires les facteurs aggravants à savoir :

� La proximité d’ouvrages non parasismiques pouvant s’effondrer sur le bâtiment étudié

� L’aléa sismique local : effets de site, effets induits par le séisme, proximité d’une faille active

Les caractéristiques relevées permettent de formuler des hypothèses sur :

� La stabilité d’ensemble des bâtiments sous séisme

� Le degré de dommages subis

� Les possibilités de fuite et d’évacuation des occupants

� L’atteinte éventuelle des fonctions vitales

et de suggérer un éventuel renforcement nécessaire pour assurer l’opérationnalité du bâtiment en cas de séisme. Un calage des dommages en fonction des facteurs de vulnérabilité a été défini sur la base des cas les plus fréquemment rencontrés lors des séismes forts passés. Par exemple, en cas de séisme fort, une hypothèse haute d’effondrement partiel ou total des bâtiments comportant des ailes importantes est avancée. Les dommages relatifs aux séismes moyen et faible ont été appréciés par une réduction de un ou deux degrés des dommages associés au séisme fort. Le cumul des facteurs de vulnérabilité et le sur-classement du niveau de dommages associés en cas de séisme sont appréciés au cas par cas.

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L’influence des facteurs aggravants liés à l’environnement du bâti n’est pas prise en compte. Il s’agit des effets de site, des effets induits et de l’impact potentiel d’ouvrages non parasismiques situés à proximité du bâtiment étudié. Les résultats de cette évaluation sont présentés dans une grille mettant en rapport l’intensité des séismes (faible, moyenne, forte) avec le degré de dommages du bâtiment (légers, modérés, graves, effondrement partiel ou total).

� CHAMP D’APPLICATION Cette méthode peut-être mise en œuvre à l’échelle d’une ville, d’un quartier ou d’un groupe de bâtiments, et d’une construction spécifique. Elle a été élaborée pour les bâtiments stratégiques d’une ville (classe D en référence à l’arrêté du 2 mai 1997) mais pourrait également être appliquée à des bâtiments de classe C ou B. Elle peut être utilisée pour des bâtiments en maçonnerie, en béton armé et à structure métallique. Les bâtiments à ossature bois ne sont pas considérés.


• Données nécessaires : Il est nécessaire de pratiquer un examen visuel extérieur et intérieur poussé de l’ouvrage. Doivent être également consultés selon l’époque de construction de l’édifice :

� Les plans de permis de construire � Le relevé de l’état existant � Les plans modificatifs de certaines parties des bâtiments � D’autres plans et documents divers

• Compétences à mobiliser : Cette méthode bien que qualitative demande une bonne connaissance en bâtiment. En effet, la fiche de relevé est longue, détaillée et emploie un vocabulaire de spécialiste en bâtiment. Elle doit donc être mise en œuvre par un technicien spécialisé en bâtiment.

� TEMPS ET COÛT DE LA METHODE La durée d’examen peut être estimée à 3 h par construction environ. Il faut ensuite 1h pour traiter les données et obtenir le résultat en terme de dommages. Sur la base d’une hypothèse d’un coût journalier d’un technicien estimé à 600 euros, le coût de cette méthode est d’au moins 300 euros par bâtiment.

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� SES AVANTAGES

♦ Le type de résultats La méthode permet de disposer d’un relevé relativement complet des caractéristiques de la construction étudiée et constitue une base intéressante pour la conduite d’une étude approfondie ultérieure. Cette méthode permet d’estimer un niveau de dommages potentiel en cas de séisme et celui-ci fonction du niveau d’agression sismique considéré : séismes faibles, moyens, forts. Ce type de résultats est utile pour planifier des diagnostics approfondis sur les bâtiments les plus vulnérables d’un groupe de construction et pour définir une politique de renforcement du bâti existant. Les résultats obtenus peuvent être utiles à l’anticipation de la gestion de crise et contribuer à la définition du plan communal de sauvegarde.

♦ Méthode très complète du point de vue des facteurs de vulnérabilité observés Cette méthode ne se base pas seulement sur les caractéristiques physiques des éléments structuraux et non structuraux comme la plupart des méthodes. Elle prend en compte aussi la nature du sol, la situation dans le site, la vulnérabilité des équipements intérieurs, des réseaux et les défauts d’organisation à savoir la possibilité d’évacuation et de secours. L’état de conservation, facteur aggravant de la vulnérabilité est également observé.

♦ Fondements de la méthode Le choix des facteurs de vulnérabilité observés et le calage des dommages en fonction du niveau d’agression sismique et des facteurs de vulnérabilité sont basés sur des retours d’expérience post-sismique. Ces fondements permettent de préjuger de la pertinence des éléments constitutifs de la méthode.


♦ Sa pédagogie Certains thèmes tels que « palées de stabilité » mériteraient d’être définis. Dans ce cadre, l’insertion d’un glossaire serait utile. Par ailleurs, des illustrations par des schémas des facteurs de vulnérabilité faciliteraient la compréhension du document.

♦ Compétences requises

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Compte tenu de leur niveau de précision, il est recommandé que les relevés soient effectués par des techniciens expérimentés. Elle nécessite en effet une bonne connaissance en bâtiment au vu des facteurs de vulnérabilité à observer : « planchers plus rigides que les palées de stabilité » par exemple. Le traitement des données doit faire appel à un expert car il n’est pas le résultat d’une lecture mécanique de critère mais fait appel à un jugement spécifique au cas par cas. Proposition : Il convient de bien prendre en compte le niveau de complexité pour adapter le niveau de compétence des personnes qui vont l’appliquer. Aussi, selon les cas, il sera nécessaire de prévoir une formation si elle doit être appliquée par des techniciens généralistes.

♦ Temps nécessaire à sa mise en oeuvre Cette méthode est longue puisque très complète. Beaucoup de facteurs de vulnérabilité sont à observer. L’examen visuel demande d’entrer dans les lieux. Une consultation de quelques documents est également requise en fonction de leur disponibilité. La durée d’examen (traitement des données recueillies inclus) doit s’élever à environ une demi-journée par bâtiment.

♦ Paramètres pris en compte dans l’estimation de la vulnérabilité en termes de dommages

Cette méthode ne prend en compte ni la proximité d’ouvrages non parasismiques pouvant s’effondrer sur le bâtiment étudié, ni l’aléa sismique local (les effets de site, les effets induits, la proximité d’une faille) dans l’évaluation des dommages potentiels du bâtiment. Ces paramètres sont seulement relevés sous forme de commentaires. L’aspect « fondation » n’est également pas observé. Les facteurs de vulnérabilité sont classés en fonction du champ auquel ils se rapportent (structure, équipement,…) mais ne sont pas hiérarchisés alors qu’ils n’ont pas tous la même influence sur le comportement des bâtiments sous séisme. Contrairement aux méthodes pondérant chaque facteur de vulnérabilité et permettant d’agréger les poids obtenus pour définir un indice de vulnérabilité, la caractérisation du niveau de dommages nécessite un jugement d’expert malgré le calage disponible.

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Proposition : Il faudrait donc veiller à bien noter ces commentaires et à les garder à l’esprit au moment du traitement des fiches de relevé pour obtenir le niveau de dommages. Ils peuvent permettre de trancher si le résultat se trouve entre 2 niveaux.

♦ Fondements de la méthode La méthode est fondée sur le retour d’expérience post-sismique. Cependant aucune information sur la validation de la méthode n’est donnée.

♦ Absence d’incertitudes Cette méthode ne fournit pas d’incertitudes chiffrées.



Typologies de

bâtiments





* *

B / U

* *

*

*

*

* *

*

*

D

* *

*

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3.4 Méthode BATTIER (2002)

3.4.1 Description

� PRINCIPE Cette méthode, établie par le groupe de travail « vulnérabilité du bâti existant » de l’AFPS, présidé par Jean BATTIER, est présentée dans le cahier technique n° 24 de mars 2002. Elle a pour but de fournir à la puissance publique, aux collectivités, ou à tout maître d’ouvrage, les moyens de connaître les facteurs contribuant à la vulnérabilité des différents bâtiments constituant leur patrimoine immobilier, et d’apprécier la nature des dommages qu’ils pourraient subir, sous l’effet de séismes de différentes intensités. Reposant sur une approche globale et statistique de la vulnérabilité (méthode qualitative), celle-ci a été prévue pour s’appliquer aux bâtiments de classe B et C. Pour les bâtiments de classe D, une analyse approfondie (quantitative) est en revanche préconisée. L’évaluation de la vulnérabilité d’un bâtiment par cette méthode comprend deux étapes bien distinctes :

• Une enquête relative aux caractéristiques du bâtiment • Une évaluation proprement dite de présomption de vulnérabilité

La première étape consiste à recenser les caractéristiques du bâtiment suivant une fiche de relevé présentée en annexe. Ce recensement nécessite un examen visuel extérieur et intérieur, et une étude des documents relatifs au bâtiment. La deuxième étape d’évaluation de la présomption de vulnérabilité utilise les éléments de la fiche d’enquête pour remplir une grille d’analyse présentée en annexe où figurent les facteurs de vulnérabilité auxquels est joint un coefficient de pénalité. La somme des coefficients de pénalités (Ki) obtenus permet d’obtenir un indice de présomption de vulnérabilité sur une échelle de 0 à un chiffre supérieur à 100. Cinq niveaux de vulnérabilité sont déterminés à partir des indices obtenus :

• Si ΣΣΣΣ Ki > 100 présomption très forte de vulnérabilité • Si 50 < ΣΣΣΣ Ki < 100 présomption forte de vulnérabilité • Si 25 < ΣΣΣΣ Ki < 50 présomption moyenne de vulnérabilité • Si 10 < ΣΣΣΣ Ki < 25 présomption faible de vulnérabilité • Si ΣΣΣΣ Ki < 10 présomption très faible de vulnérabilité

Lorsque l’indice dépasse 50, la méthode recommande de procéder à une analyse sismique du bâtiment plus fine à l’aide d’une méthode scientifiquement établie et validée par l’expérience. Dans le cas contraire, une correspondance entre indice de vulnérabilité et dommages sous un niveau de sollicitation sismique donné permet d’obtenir un résultat sous forme de nature des dommages. La correspondance est la suivante :

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• Présomption de vulnérabilité moyenne : 25 < ΣΣΣΣ Ki ≤≤≤≤ 50 � Accélération maximale du sol 0.1g : dommages légers � Accélération maximale du sol 0.2g : dommages modérés � Accélération maximale du sol 0.4g : dommages graves

• Présomption de vulnérabilité moyenne : 10 < ΣΣΣΣ Ki ≤≤≤≤ 25 � Accélération maximale du sol 0.1g : dommages négligeables � Accélération maximale du sol 0.2g : dommages légers � Accélération maximale du sol 0.4g : dommages modérés

• Présomption de vulnérabilité très faible : ΣΣΣΣ Ki ≤≤≤≤ 10 � Accélération maximale du sol 0.1g : dommages nuls à négligeables � Accélération maximale du sol 0.2g : dommages négligeables à légers � Accélération maximale du sol 0.4g : dommages légers à modérés

Le résultat de l’ensemble de cette méthode est donné sous forme d’un tableau présentant la nature des dommages à prévoir pour le bâtiment étudié en fonction de la nature du séisme.

� CHAMP D’APPLICATION Cette méthode a été élaborée pour des bâtiments à risque normal de classe B et C construits depuis 1960. Elle peut être éventuellement appliquée à des bâtiments de classe D avant une étude quantitative. Elle s’applique aussi bien à un bâtiment pris isolément qu’à un quartier dans lequel un ou plusieurs bâtiments représentatifs auront été retenus. Dans le cas de l’application à un quartier la réalisation d’une typologie préalable des bâtiments est nécessaire. Enfin cette méthode concerne deux grandes familles de bâtiments :

• Les bâtiments tout béton comprenant voiles, poteaux / poutres, dalles béton, façades préfabriquées

• Les bâtiments avec murs porteurs en maçonnerie, associés à des ossatures poteaux / poutres avec ou sans remplissage et planchers en corps creux et poutrelles.

Elle s’applique également aux bâtiments correspondant à un panachage de ces deux familles.


• Données nécessaires : La fiche de relevé des facteurs de vulnérabilité étant très complète et précise, il est recommandé de réaliser en plus d’un examen visuel extérieur et intérieur, une étude de tous les documents pouvant compléter l’établissement de la fiche de recensement (plans d’architecte, études de sol, plans de béton armé, plans de modificatifs, plans de récolement, descriptif…).

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• Compétences à mobiliser : Pour établir la fiche de relevé, de bonnes connaissances dans le domaine de la construction et une formation spécifique sont nécessaires. Cette étape de la méthode devra donc être effectuée par un technicien spécialisé en bâtiment. La deuxième étape consistant à interpréter les résultats doit être réalisée par des spécialistes de la construction ayant les connaissances suffisantes dans le domaine des structures. Le spécialiste est une personne ayant des connaissances en bâtiment du type : technologie, technique de mise en œuvre, connaissance en résistance des matériaux, principe de la dynamique des structures, comportement des bâtiments sous séismes…. En effet à partir de la lecture des fiches de relevé, des photos et des croquis, le « spécialiste » pourra approcher les impacts des différents facteurs de présomptions de vulnérabilité et remplir le tableau de synthèse. Afin d’éviter les interprétations erronées, les deux étapes de la méthode doivent être réalisées par deux catégories distinctes de personnel.

� TEMPS ET COÛT DE LA METHODE La précision des facteurs étudiés est à l’origine d’un temps de mise en œuvre de cette méthode relativement long : environ 3 heures pour le relevé et 2h pour l’interprétation. Ce temps ne prend pas en compte la formation préalable nécessaire à l’application de la méthode. Pour estimer le coût de cette méthode, on peut considérer par exemple, sur la base d’une hypothèse d’un coût journalier d’un technicien estimé à 600 euros et d’un coût journalier d’un spécialiste (ingénieur) estimé à 1200 euros, que la mise en œuvre du relevé revient à environ 300 euros par bâtiment et que l’interprétation coûte 600 euros. Soit un coût total par bâtiment de 900 euros. On ne compte pas dans cette estimation, le prix du stage de formation préalable. N’apparaît pas non plus dans ce coût le temps nécessaire pour réaliser le recensement et la typologie des constructions.


� SES AVANTAGES

♦ Sa précision La fiche de relevé des facteurs de vulnérabilité est très précise. Chaque facteur est étudié en détail ce qui permet d’avoir une bonne idée de leur contribution à la vulnérabilité de l’ouvrage.

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♦ Le type de résultats obtenu Cette méthode fournit deux types de résultats :

• Un indice de vulnérabilité permettant de hiérarchiser la vulnérabilité de bâtiments dans le cas de l’analyse d’un groupe de bâtiments (étude à l’échelle d’une ville ou d’un quartier)

• Un niveau de dommages potentiel du bâtiment en cas de séisme. Celui-ci fonction du niveau d’agression sismique considéré : séismes dont l’accélération maximale du sol est de 0.1 g, 0.2g ou 0.4g.

Cette méthode a donc l’avantage de donner à la fois des critères d’aide à la décision sur les priorités d’intervention sur le bâti existant (par la hiérarchisation obtenue) et une idée du comportement de chaque bâtiment en cas de séisme.

♦ Sa pédagogie La plupart des facteurs de vulnérabilité de la fiche de relevé sont illustrés par de nombreux schémas explicatifs. De plus une formation préalable à l’utilisation de cette méthode est proposée aux techniciens. Cette démarche permet d’apporter aux techniciens une première approche du comportement des constructions causé par ces facteurs.

♦ Les fondements de la méthode Ce diagnostic est inspiré des programmes d’études de vulnérabilité mis en œuvre depuis 1995 dans plusieurs villes françaises (Point à Pitre, Fort de France, Nice), ainsi que des expériences étrangères (Canada, Etats-Unis, Turquie, Italie). Il est aussi le fruit de l’expérience acquise par les membres du groupe de travail AFPS lors de leur participation à des missions post-sismiques et à des études d’évaluation de la vulnérabilité, en France ou à l’étranger. Le groupe de travail a également l’avantage de donner en préambule de la grille d’analyse, une correspondance entre facteurs de vulnérabilité et dommages prévisibles pour la plupart des facteurs retenus dans la grille d’analyse. Ceci permet d’avoir une bonne idée de leur contribution à la vulnérabilité de l’ouvrage. Enfin, les niveaux de dommages, définis en termes qualitatifs, et qui correspondent aux dégâts que pourrait subir le bâtiment, compte tenu des facteurs de vulnérabilité qui lui sont associés ont été établis en s’appuyant sur l’échelle macrosismique européenne EMS 92. Ces fondements permettent de préjuger de la pertinence des éléments constitutifs de la méthode.

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♦ Méthode longue et complexe Cette méthode est très longue à cause de son degré élevé de complexité. En effet, la précision des facteurs étudiés requiert obligatoirement des examens extérieurs et intérieurs du bâtiment et la consultation des plans relatifs à l’ouvrage. Quelques calculs peuvent même être nécessaire lors de la phase d’évaluation de l’indice de vulnérabilité (calcul pour estimer la variation verticale croissante des rigidités ou bien la densité de voiles de contreventement dans le sens x et/ou y). Le coût de cette méthode est donc relativement élevé puisqu’elle nécessite des connaissances suffisantes en bâtiment et du temps pour sa mise en œuvre : besoin de technicien spécialiste en bâtiment, d’une formation spécifique à la méthode et d’un ingénieur ayant des connaissances en structure.

♦ Limite d’utilisation de la méthode Elle est spécifique des constructions en béton. Elle ne peut donc pas être appliquée à toutes les typologies de bâtiments.

♦ Fondements de la méthode Les niveaux de dommages ont été établis en s’appuyant sur l’échelle macrosismique européenne EMS 92. Or depuis la date d’élaboration de cette méthode l’échelle macrosismique européenne a été réactualisée. La nouvelle référence est l’EMS 98.

♦ Paramètres observés Cette méthode se base sur les caractéristiques physiques des éléments structuraux et non structuraux. Elle prend aussi en compte la situation dans le site, la proximité d’ouvrages non parasismiques pouvant s’effondrer sur le bâtiment étudié, ainsi que l’état de conservation de l’ouvrage. Cependant la nature du sol et les fondations bien que relevées dans la fiche, ne sont pas retenus comme facteurs de vulnérabilité pour la détermination de l’indice de vulnérabilité. Leur absence signifierait qu’ils n’ont pas d’influence sur la vulnérabilité de l’ouvrage ce qui n’est pas le cas. De même les défauts d’organisation, la vulnérabilité des réseaux et les risques présentés par les équipements intérieurs en cas de séisme ne sont pas abordés. Ces éléments ont pourtant une influence forte sur la vulnérabilité aux séismes des bâtiments notamment lorsque l’on s’intéresse aux établissements recevant du public et aux bâtiments stratégiques.

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Proposition : L’utilisation de cette méthode et la définition de priorités d’actions au niveau local pourront nécessiter des analyses complémentaires sur les bâtiments concernés portant notamment sur :


• Les réseaux : la vulnérabilité d’un bâtiment peut être également influencée par la

vulnérabilité des réseaux (électricité, fluides, voies de communication, télécommunications,…) dont elle dépend.

• L’organisation du bâtiment : elle peut également jouer un rôle essentiel en cas de crise.

Ce point est particulièrement important pour les établissements recevant du public. Aussi, l’existence d’une organisation spécifique du bâtiment en cas de séisme, et notamment l’existence d’un plan de secours et la présence d’un système d’alerte (relié par exemple avec des centres de secours) sont autant d’éléments à identifier.

♦ Absence d’informations relatives à l’incertitude de la méthode Aucune information relative à l’incertitude de la méthode n’est donnée pour nuancer les résultats obtenus. Bien que ce ne soit pas explicite, c’est pour cela que pour une valeur de l’indice de vulnérabilité relativement faible (Ki > 50), il est nécessaire d’effectuer une analyse sismique plus « fine » du bâtiment. C’est aussi pour cette raison qu’il est conseillé de réaliser systématiquement une analyse approfondie pour les bâtiments stratégiques.

3.4.3 Synthèse de l’analyse critique L’analyse critique précédente est synthétisée dans le tableau suivant.


Typologies de

bâtiments





* *

B / U

*

*

*

*

*

* *

* *

I / D

* *

* *

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3.5 Méthode du projet européen RISK-UE (2003)

3.5.1 Description

� PRINCIPE Cette méthodologie a été développée par les institutions partenaires du projet RISK-UE (AUTh, BRGM, CIMNE, CLSMEE, IZIIS, UTCB, UNIGE) dans le cadre du Work Package 4 relatif à l’évaluation de la vulnérabilité du bâti courant. Ce projet avait pour but d’analyser le risque sismique à l’échelle d’une ville, et d’aboutir à la création d’une méthodologie permettant l’évaluation des risques. Deux méthodes ont été établies pour évaluer la vulnérabilité des bâtiments :

• une méthode macrosismique, le niveau 1, reposant sur l’affectation aux bâtiments d’un indice de vulnérabilité, définissant des courbes de vulnérabilité et de fragilité,

• une méthode mécanique, le niveau 2, basée sur des analyses analytiques de la structure basée sur des modélisations dynamiques ou des modélisations simplifiées.

On ne s’intéressera pas au niveau 2 puisqu’il s’agit d’une méthode quantitative. La méthode macrosismique (niveau 1) repose sur l’évaluation d’un indice de vulnérabilité pour un bâtiment donné, indice qui est fonction de la typologie constructive du bâtiment ainsi que de différents facteurs susceptibles de modifier son comportement. A partir de cet indice, il est possible de définir, en fonction de l’intensité macrosismique de l’EMS-98, des courbes de vulnérabilité, qui permettent d’évaluer la répartition des probabilités de dommages sur le bâtiment. L’indice de vulnérabilité du bâtiment (VI) est compris entre 0 et 1. Les valeurs proches de 1 correspondent aux bâtiments les plus vulnérables. Il s’obtient en faisant la somme de 4 termes :

• VI* fonction de la typologie du bâtiment,

• ∆Vm représentant l’influence des différents facteurs pouvant modifier le comportement,

• ∆Vr prenant en compte le jugement de l’expert concernant les particularités régionales de la vulnérabilité pressentie lors de l’observation,

• ∆Vf prenant en compte l’incertitude du relevé de la typologie et des facteurs de vulnérabilité.

Le terme VI

* est donné par une matrice dans laquelle un indice de vulnérabilité est affecté à chaque type de bâtiment. 23 typologies de bâtiments sont caractérisées dans cette matrice. Le terme ∆Vm est évalué en sommant les coefficients associés à chaque facteur de vulnérabilité observé sur le bâtiment. Les facteurs de vulnérabilité sont recensés suivant une fiche de relevé. Deux fiches de relevé existent, l’une pour les bâtiments en béton armé, acier et bois et l’autre pour les bâtiments en maçonnerie (voir Annexe). Ce recensement nécessite un simple examen visuel extérieur. Le terme ∆Vr est laissé à l’appréciation de l’enquêteur.

33

Le terme ∆Vf peut prendre deux valeurs suivant que les facteurs de vulnérabilité ont été relevés ou non. Cet indice de vulnérabilité peut être établi pour un bâtiment ou pour un ensemble de bâtiment. A cet indice de vulnérabilité est associée une incertitude. En effet la matrice de typologie de bâtiment propose pour chaque typologie spécifique le terme VI

* (indice de vulnérabilité le plus probable) et les termes [VI

- ;VI+ ] (limites de l’intervalle plausible de VI

) et [VImin ; VI

max] (limites inférieure et supérieure des valeurs possibles de VI

). En sommant ces valeurs limites de VI

* aux autres termes (∆Vm ; ∆Vr ; ∆Vf ), il est possible d’obtenir une marge d’erreur de l’indice global de vulnérabilité. A partir de cet indice a lieu l’évaluation de la répartition des probabilités de dommages sur le bâtiment en établissant des courbes de vulnérabilité puis des courbes de fragilité. Les courbes de vulnérabilité exprimant le taux de dommage moyen, sont établies en fonction de l’intensité macrosismique I de l’EMS 98 et de l’indice VI . L’utilisation par la suite d’une loi de distribution de dommages permet de passer du taux de dommage aux degrés de dommage EMS 98 nécessaire pour établir les courbes de fragilité. Les courbes de fragilité sont définies pour un degré de dommage EMS-98 Dk donné. Elles fournissent, en fonction de l’intensité macrosismique, la probabilité d’atteindre ou de dépasser ce degré Dk. Cette méthode a été appliquée sur la ville de Nice par le BRGM.

� CHAMP D’APPLICATION Cette méthode s’applique aussi bien à un bâtiment pris isolément qu’à un groupe de bâtiment. Pour un groupe de bâtiment, le terme VI

* = ∑t qt VI* où qt est le pourcentage de

bâtiment appartenant à une catégorie spécifique. On obtient de la même manière les termes ∆Vm, ∆Vr . Elle est utilisable pour tous les types de bâtiment : maçonnerie, béton armé, structure métallique, structure bois.


• Données nécessaires : Les fiches de relevé des facteurs de vulnérabilité étant très sommaires, un simple examen visuel extérieur suffit.

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• Compétences à mobiliser : Pour établir la fiche de relevé, peu de connaissances en bâtiment sont nécessaires. Une des difficultés est de déterminer la typologie du bâtiment et de connaître la signification de certains termes spécifiques (« poteaux courts » ; « transparence »). Certains critères restent cependant d’accès problématique comme par exemple l’efficacité de la connection entre éléments horizontaux et verticaux pour des bâtiments en maçonnerie. Cette partie de la méthode pourrait donc être mise en œuvre par un technicien généraliste après une formation. Un autre problème consiste à établir le terme ∆Vr dont la valeur sert à ajuster l’indice de vulnérabilité obtenu, en fonction de l’appréciation de l’enquêteur. Celui-ci doit donc avoir des compétences dans le domaine de la conception parasismique. Cette partie de la méthode devra finalement être mise en œuvre par un technicien spécialisé en génie parasismique. L’évaluation de la répartition des probabilités de dommage sur le bâtiment est une partie rapide et facile puisque l’ensemble des courbes de vulnérabilité et de fragilité possibles peut être programmé sur un outil de type tableur. Cette étape de la méthode est donc réalisable par un technicien généraliste.

� TEMPS ET COÛT DE LA METHODE Le temps de mise en œuvre de cette méthode est de 1h30 : 30 minutes de relevé et 1h pour établir l’indice de vulnérabilité et estimer la répartition des dommages. Sur la base d’une hypothèse d’un coût journalier d’un technicien spécialisé en génie parasismique estimé à 600 euros, cette méthode coûte environ 150 euros par bâtiment.


� SES AVANTAGES

♦ Le type de résultats obtenu Cette méthode fournit 2 types de résultats :

• un indice de vulnérabilité permettant de hiérarchiser la vulnérabilité de bâtiments dans le cas de l’analyse d’un groupe de bâtiments (étude à l’échelle d’une ville ou d’un quartier),

• une répartition des probabilités de dommages sur le bâtiment en cas de séisme. Celle-ci fonction de l’intensité sismique considérée (échelle EMS 98).

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Cette méthode a donc l’avantage de donner à la fois des critères d’aide à la décision sur les priorités d’études approfondies ou de renforcement du bâti existant (par la hiérarchisation obtenue) et une idée du comportement de chaque bâtiment en cas de séisme. Elle a également l’avantage d’associer une incertitude à l’indice de vulnérabilité obtenu. Cette marge d’erreur permet de nuancer les résultats obtenus.

♦ Facteurs de vulnérabilité observés Cette méthode est très complète du point de vue des facteurs de vulnérabilité observés. Elle ne se base pas seulement sur les caractéristiques physiques du bâtiment, elle s’intéresse également au contreventement, aux fondations, à la nature du sol, à l’état d’entretien, à la transparence et à la proximité d’ouvrages non parasismiques.

♦ Les fondements de la méthode Elle a été développée par l’université de Gènes (UNIGE) à partir du modèle de vulnérabilité présenté dans l’EMS 98 et des guides GNDT (Gruppo Nazionale Difesa dai Terremoti). Cette méthode repose sur le travail essentiel d’identification des particularités européennes qui a eu lieu dans le cadre du Work Package 1. Il s’agissait, entre autres, d’identifier les types de bâtiments les plus représentatifs de l’ensemble des pays européens et méditerranéens. Ce sont ainsi 23 typologies de bâtiments qui ont été caractérisées, et regroupées au sein de la Matrice de Typologie des Bâtiments. Le choix des facteurs de vulnérabilité du bâtiment à observer s’est appuyé sur le modèle de la méthode américaine ATC 21 et de la méthode GNDT niveau 2. Les courbes de vulnérabilité (expression du taux de dommages) sont essentiellement issues de l’analyse statistique des dommages constatés lors de séismes italiens. De plus la loi de distribution de dommages qui a été choisie pour établir les courbes de fragilité, est une loi Bêta plutôt que la loi de distribution binomiale classiquement utilisée. Leur choix se fonde sur des comparaisons établies entre les répartitions de dommages observées dans la réalité, lors des séismes récents en Italie et en Grèce, et celles obtenues par différentes lois de distribution. L’ensemble des étapes de la méthode possède une justification pertinente, ce qui permet de préjuger de la qualité de la méthode. Enfin cette méthode a l’avantage, contrairement à de nombreuses autres, de pouvoir être appliquée aux bâtis des centres historiques par simple ajout de la prise en compte des bâtiments accolés. Cette modification relève de l’analyse des monuments historiques et centres anciens effectuée dans le cadre du Work Package 5 du projet RISK-UE.

36


♦ Facteurs de vulnérabilité observés Cette méthode prend en compte la plupart des facteurs de vulnérabilité (état de conservation, éléments de contreventement, transparence, nature du sol…) à l’exception des éléments non structuraux, des défauts d’organisation. La vulnérabilité des réseaux et les risques présentés par les équipements intérieurs ne sont pas abordés non plus. Ces éléments ont pourtant une influence forte sur la vulnérabilité aux séismes des bâtiments notamment lorsque l’on s’intéresse aux établissements recevant du public et aux bâtiments stratégiques. Proposition : L’utilisation de cette méthode et la définition de priorités d’actions au niveau local pourront nécessiter des analyses complémentaires sur les bâtiments concernés portant notamment sur :

• Le mobilier et les équipements • Les réseaux • L’organisation du bâtiment.

Cependant ces critères ne pourraient que difficilement être intégrés dans la méthode d’évaluation de la courbe de fragilité. Il s’agirait plutôt de points complémentaires à regarder.



Typologies de

bâtiments





* *

B / U

* * *

* * *

* *

* *

* * *

* *

* * *

I / D / M

* *

* * *

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3.6 Méthode VULNERALP (2005)

3.6.1 Description de la méthode

� PRINCIPE Cette méthode qualitative a été élaborée par le LCPC/LGIT (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées/ Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique de l’université Joseph Fourier-Observatoire de Grenoble) dans le cadre du projet VULNERALP et par l’AFPS dans le cadre du groupe de travail « Vulnérabilité du bâti existant : approche d’ensemble ».

Sur la base de l’identification, via des fiches de relevés, de critères architecturaux et constructifs, cette approche permet d’attribuer un indice de vulnérabilité global à la construction étudiée. Les pondérations de facteurs de vulnérabilité employée se basent essentiellement sur les travaux développés par le GNDT (Gruppo Nazionale Difesa dai Terremoti) italien. L’objectif de la méthode est de définir des priorités d’analyse ou d’actions parmi un ensemble de bâtiment à l’échelle d’un quartier ou d’une ville. Elle est à ce titre qualifié par les auteurs de « premier dégrossissage statistique ». Elle ne vise pas à définir les actions de réhabilitation proprement dites. Il s’agit d’une méthode « à étages » ou « gigogne » permettant de mettre en œuvre différents niveaux d’analyse de plus en plus précis et impliquant une mobilisation progressive des moyens. A l’heure actuelle, 4 niveaux d’analyse, tous compatibles entre eux, ont été développés :

• Le premier niveau, le plus rudimentaire, appelé 0, se base uniquement sur la

typologie des bâtiments rencontrés en référence à la typologie EMS 98. Il permet un rapide screening des niveaux probables de dommages pour une typologie présente dans la ville. Ce niveau mobilise des données issues de la bibliographie, des photos aériennes ou de base de données relatives au bâti (INSEE par exemple).

• Le second niveau, assez sommaire, appelé 1.0, est un questionnaire assorti d’un

guide informatif qui peut être renseigné par les gestionnaires de parc eux-mêmes. Sur cette base est alors estimé un indice de vulnérabilité, assorti d’une grande marge d’incertitude. Les informations nécessaires sont d’ordre qualitatif et géométrique : matériau de construction, âge, terrain d’implantation, nombre d’étages, régularité géométrique, toiture.

• Le troisième niveau, plus précis et appelé 1.1, met en oeuvre des fiches un peu plus

détaillées renseignées par un technicien dûment formé après inspection visuelle extérieure. Les informations complémentaires ainsi obtenues permettent d’affiner l’estimation de l’indice de vulnérabilité : réduction de la marge d’incertitude.

38

• Le quatrième niveau, appelé 2.0, nécessite l’intervention d’un ingénieur spécialiste en bâtiment pour acquérir des informations sur la structure elle-même par inspection extérieure et intérieure et consultation des plans de construction. La fiche est plus détaillée que la précédente. Elle permet notamment d’identifier le système de contreventement structural mobilisable pour la résistance aux séismes, les contributions des éléments non structuraux extérieurs et intérieurs et surtout d’identifier d’éventuels défauts structuraux visibles.

L’indice de vulnérabilité global de l’ouvrage est obtenu pour chaque niveau d’analyse en agrégeant les indices de vulnérabilité partiels des facteurs de vulnérabilité étudiés, pondérés par leurs coefficients. A cet indice de vulnérabilité global variant entre 0 et 100 est associé une marge d’erreur appelée « intervalle ». En fonction des indices de vulnérabilité globaux obtenus au niveau inférieur, il est décidé de la nécessité ou non d’appliquer, sur certains secteurs ou ensemble de bâtiments, le niveau supérieur d’analyse de la méthode Vulnéralp. A partir de l’indice de vulnérabilité global obtenu, un niveau de dommages attendu peut être déterminé. La correspondance a été définie par le GNDT. Le niveau d’endommagement se calcule par croisement de la vulnérabilité du bâtiment et des intensités sismiques par la formule de Giovinazi et Lagomarsino :

Endommagement = [0,5 + 0,45.arctan (0,55 (I – 10,2 + 0,05. IV)] Où : I est l’intensité macrosismique et IV l’indice de vulnérabilité Le résultat obtenu (l’endommagement) s’exprime en degrés (échelle des dommages EMS 98), selon la correspondance suivante : Degré 1 (dégât léger) Endommagement de 0 à 0,2 ; Degré 2 (dégât modéré) Endommagement de 0,21 à 0,4 ; Degré 3 (dégât important) Endommagement de 0,41 à 0,6 ; Degré 4 (dégât très important) Endommagement de 0,61 à 0,8 ; Degré 5 (dégât destruction) Endommagement de 0,81 à 1 ; Les principes de cette méthode ont été appliqués au sein du projet Vulnéralp à Grenoble, du programme européen RISK-UE et du projet GEMGEP à Nice.

� CHAMP D’APPLICATION Cette méthode a été établie pour être mise en œuvre soit à l’échelle d’une ville soit à l’échelle d’un groupe de bâtiment (quartier ou bâtiments de classe C d’une ville par exemple). Son application à l’échelle d’une ville a pour but de donner des éléments de vulnérabilité d’ensemble qui pourront servir lors de l’élaboration de stratégies de réduction de vulnérabilité, de plans de sauvegarde ou de scenarii de crise sismique.

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A l’échelle d’un groupe de bâtiment, elle permet de hiérarchiser les bâtiments les plus sensibles en cas de séisme. Ces classements pourront servir de base pour déterminer des priorités de diagnostics complémentaires et des études de renforcement du bâti en vue d’une réduction de vulnérabilité. Elle s’applique à toutes les typologies de bâtiments : maçonnerie, béton armé, structure métallique, bois, terre.


• Données nécessaires :

Le niveau 0 mobilise des données issues de la bibliographie, des photos aériennes ou de base de données relatives au bâti. Aucune donnée initiale n’est vraiment nécessaire pour appliquer les niveaux 1.0 et 1.1. Seul un examen visuel extérieur suffit. Cependant la consultation des plans et l’examen intérieur pour le niveau 1.1 peut permettre d’affiner les réponses et donc de gagner en fiabilité d’analyse. En revanche pour le niveau 2.0, tous les documents relatifs aux bâtiments sont utiles.

• Compétences techniques à mobiliser:

Aucune compétence particulière n'est nécessaire à l’application du niveau 0. Il suffit seulement de répertorier les typologies. Le niveau 1.0 est très sommaire et ne demande aucune compétence en bâtiment. Il peut donc être rempli par le gestionnaire du bâtiment lui-même. Le niveau 1.1 nécessite pour sa part quelques compétences en bâtiment pour son application. Il devra donc être mis en œuvre soit par un technicien spécialiste en bâtiment, soit par un technicien généraliste formé en conséquence. Le degré de complexité du niveau 2 .0 nécessite l’intervention d’un ingénieur spécialiste en bâtiment.

� TEMPS ET COÛT DE LA METHODE Le niveau 0 correspond à la partie recensement et typologie des bâtiments qui ne sera pas chiffrée puisqu’elle est commune à tous les diagnostics. Le niveau 1.0 peut être effectué en 30 minutes, renseignement de la fiche et interprétation en terme d’indice de vulnérabilité et de dommage compris. Le niveau 1.1, dont la fiche de relevé est un peu plus complète, requiert 1h.

40

La réalisation du niveau 2.0 dure ½ journée. Le coût de l’application de la méthode de niveau 1.0 est pratiquement nul car la fiche de relevé est remplie par le gestionnaire du bâtiment. Seules les quelques minutes d’interprétation ont un coût de l’ordre de 20 euros par bâtiment. Pour le niveau 1.1, on peut considérer, sur la base d’une hypothèse d’un coût journalier d’un technicien estimé à 600 euros, que la mise en œuvre de la méthode est de l’ordre de 100 euros par bâtiment.

Sur la base d’une hypothèse d’un coût journalier d’un ingénieur estimé à 1200 euros, l’application du niveau 2.0 coûte 600 euros par bâtiment.

3.6.2 Analyse critique :

� SES AVANTAGES

♦ Sa simplicité Concernant les niveaux 1.0 et 1.1, la méthode Vulnéralp présente l’avantage d’être simple et rapide. Elle ne requiert pas un niveau de compétence très élevé : un technicien spécialisé en bâtiment suffit. De plus les données nécessaires sont peu exigeantes : un simple examen extérieur est nécessaire pour le niveau 1.1. Elle permet une première appréciation de la vulnérabilité d’un bâtiment. Le niveau 2.0 est plus complexe puisqu’il nécessite un ingénieur spécialisé en bâtiment, un examen intérieur et la consultation des plans.

♦ Sa pédagogie La fiche de relevé est très claire et facile d’utilisation. Des schémas explicatifs des facteurs de vulnérabilité sont donnés pour aider à leur identification. Un guide informatif annexe est associé au niveau 1.0. Ce guide est très utile puisqu’il permet d’apporter aux techniciens une première approche de l’influence de chaque facteur sur le comportement des constructions en cas de séisme. Elle constitue un premier pas vers une sensibilisation directe au risque sismique et une responsabilisation des acteurs locaux face à la gestion de ce risque.

♦ Une méthode à « étages » Cette méthode en proposant 4 niveaux d’analyse de précision progressive permet d’affiner l’évaluation au fur et à mesure en fonction des résultats obtenus (zones ou types de bâtiments prioritaires identifiés par exemple) et des moyens pouvant être mobilisés progressivement.

41

Le coût raisonnable des niveaux 1.0 et 1.1 permet d’initier facilement une première estimation de la vulnérabilité sur un territoire exposé.

♦ Une méthode attractive pour les décideurs locaux Cette approche graduelle correspond aux attentes des acteurs locaux et permet de proportionner l’investissement (temps, moyens, compétences par exemple) en fonction du niveau de vulnérabilité présumé. Par ailleurs, le fait que cette approche n’attribue pas de qualification particulière aux indices obtenus et ne fixe pas de seuils d’indice au-dessus desquels un niveau supérieur d’analyse doit être mis en œuvre laisse une certaine souplesse quant à l’adaptation au niveau local. Ainsi, les critères pour la mise en œuvre de niveau d’analyse supérieur ou d’actions pourront être définis au cas par cas et en fonction de l’acceptabilité du risque et des caractéristiques d’un territoire donné.

♦ Ses fondements Cette méthode se fonde sur l’échelle EMS 98 et des travaux d’experts reconnus, données incluant les retours d’expérience post-sismique.

L’élaboration et le calibrage des fiches de relevé se sont notamment appuyés sur les documents du GNDT. Le GNDT est bien plus en avance que la France sur les diagnostics de vulnérabilité puisque bien plus touché par les séismes. Les italiens bénéficient de leurs nombreux retours d’expérience post-sismique. Ces fondements techniques permettent de préjuger de la pertinence de la méthode. Cependant, cette méthode est toujours en cours de validation suite à son utilisation au sein du projet Vulnéralp à Grenoble, du programme européen RISK-UE et du projet GEMGEP à Nice.

♦ Le type de résultats

Cette méthode fournit 2 types de résultats :

• Un indice de vulnérabilité permettant de hiérarchiser la vulnérabilité des bâtiments dans le cas de l’analyse d’un groupe de bâtiments (étude à l’échelle d’une ville ou d’un quartier)

• Un niveau de dommages potentiel du bâtiment en cas de séisme. Celui-ci fonction du niveau de l’intensité sismique considérée.

Cette méthode permet d’avoir une idée du comportement favorable ou non de la structure en cas de séisme contrairement à d’autres méthodes qui vont seulement attribués un indice de vulnérabilité au bâtiment. Elle donne donc à la fois des critères d’aide à la décision pour établir des priorités d’intervention sur le bâti le plus vulnérable (grâce à la hiérarchisation obtenue) et une idée des niveaux de dommages prévisibles et de leur répartition en cas de séisme à l’échelle étudiée.

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Cette méthode a également l’avantage d’associer à l’indice de vulnérabilité obtenu une incertitude. Cette marge d’erreur permet de nuancer les résultats obtenus et d’inciter à la prudence pour leur utilisation.


♦ De fortes marges d’erreurs La marge d’erreur relative à l’indice global de vulnérabilité est souvent importante. Par exemple un bâtiment avec un indice moyen de 48 suite à l’application de la méthode de niveau 1.1, a une marge d’erreur comprise entre 31 et 64 soit un degré 1 de dommage pour un séisme d’intensité VI dans le premier cas (dégâts légers) et un degré 3 dans le second (dégâts importants). Proposition : En utilisant cette méthode il est important de toujours garder à l’esprit son caractère très approximatif pour pouvoir nuancer l’interprétation des résultats obtenus.

♦ Paramètres pris en compte dans l’estimation de la vulnérabilité Si on considère les facteurs de vulnérabilité pris en compte dans les trois niveaux d’analyse supérieurs, on remarque que un certain nombre de facteurs déterminant sont pris en compte, à l’exception :

• Du contreventement vertical et horizontal • Des planchers (niveaux 1.0 et 1.1) • Des fondations • De l’existence de joints parasismiques entre les blocs constitutifs d’un bâtiment ou

entre la construction étudiée et les bâtiments voisins • De la proximité d’ouvrage non parasismique • De la vulnérabilité des équipements intérieurs

Comme dans la majorité des méthodes qualitatives disponibles à l’heure actuelle, seule la vulnérabilité structurelle est examinée. On peut regretter le non-examen de facteurs de vulnérabilité organisationnelle ou de dépendance par exemple, tels que :

• la vulnérabilité des réseaux • Des défauts d’organisation du bâtiment (possibilité d’évacuation et secours) • …

Proposition : L’utilisation de cette méthode pourra donc nécessiter des analyses complémentaires portant sur les facteurs énumérés précédemment.

43

Le deuxième inconvénient concernant les facteurs de vulnérabilité pris en compte dans la méthode est que certains n’apparaissent qu’au niveau 2.0. Or ils sont fondamentaux. C’est le cas de l’état d’entretien, du contreventement, de la transparence et des éléments non structuraux. Proposition : Il faut donc bien considérer les résultats des analyses de premier niveau comme des pistes de renseignements sur la vulnérabilité du bâtiment. Si l’on examine plus en détail les facteurs de vulnérabilité pris en compte les remarques suivantes peuvent être formulées :

− concernant la maçonnerie, les niveaux 1.0 et 1.1 ne distingue pas la maçonnerie chaînée de la maçonnerie non chaînée présentant pourtant des comportements et des vulnérabilités différentes en cas de séisme ;

− la prise en compte de structure mixte complexe n’est pas évidente ; les auteurs ne précisent pas la règle de classement lorsque l’on a affaire à ce type de structure (faut-il classer dans la typologie la plus pénalisante ?) ;

− absence de prise en compte d’irrégularité multiple : dès qu’il y a plus d’une irrégularité aussi bien en plan qu’en élévation, il est impossible de les prendre en compte dans l’estimation de la vulnérabilité ;

− on peut s’interroger sur la non prise en compte des caractéristiques du contreventement (nature, disposition, régularité en plan et en élévation,…) jouant un rôle fondamental dans la résistance des constructions aux séismes ;

− du point de vue des éléments non-structuraux, il semble très limitatif de restreindre leur champ aux cheminées. Qu’en est-il des cloisons par exemple ?

− d’autres critères sont discutables : c’est le cas des diaphragmes horizontaux où le critère de vulnérabilité à identifier est le type de planchers, alors qu’il serait sans doute plus utile de connaître les dispositions constructives associées aux planchers (solidarisation des éléments constitutifs et qualité des ancrages périphériques), si les planchers jouent le rôle de diaphragmes et s’ils sont des diaphragmes flexibles ou rigides, si des planchers sont en porte-à-faux, la présence de trémie et leurs caractéristiques… ;

− certains critères d’évaluation des facteurs de vulnérabilité sont difficilement identifiables :

� Au niveau 2.0, concernant la typologie de la structure, il est difficile de différencier les maçonneries en pierre brute de celles en pierre massive. De même, pour le renforcement, comment appréhender la présence de chaînages verticaux et la présence de normes parasismique ? Si les plans n’existent plus, si les bâtiments soient enduits leur identification est impossible. Le critère pente du terrain de fondation est également difficile à estimer puisqu’il faut dans un premier temps connaître les fondations du bâtiment si cela est possible avant d’analyser la carte géologique.

44

� De plus concernant la transparence, le critère à identifier est le pourcentage de galeries et d’arcades. Bien que ce critère soit effectivement important, on ne peut pas s’intéresser qu’à celui-ci puisque même si ce pourcentage est élevé, si les poteaux sont dimensionnés pour résister, la forte transparence ne sera pas préjudiciable pour l’ouvrage. Il faudrait donc prendre aussi en compte le dimensionnement des poteaux porteurs. Enfin il est surprenant que la valeur seuil pour la transparence et l’irrégularité en élévation soit de 20% alors que les recommandations classiques concernant cette valeur s’élèvent à 30%.

45

3.6.3 Synthèse de l’analyse critique La synthèse de l’analyse critique est synthétisée dans les tableaux suivants. Niveau 0


Typologies de

bâtiments





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U

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***

***

***

***

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* * *

I / D / M

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* *

Niveau 1.0


Typologies de

bâtiments





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U

* * *

***

***

***

***

* * *

* * *

I / D / M

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Niveau 1.1


Typologies de

bâtiments





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U

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**

**

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* * *

* * *

* * *

I / D / M

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Niveau 2.0


Typologies de

bâtiments





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U

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* *

* * *

I / D / M

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* *

46

3.7 Méthode Canadienne (1992)

3.7.1 Description

� PRINCIPE Cette méthode, présentée par l’Institut de recherche en construction (IRC) du Conseil National de recherches Canadien (CNRC), s’inspire en grande partie des documents américains ATC-21, ATC-22, ATC-14 et NEHRP publié par la U.S Federal Emergency Management (FEMA) de Washington. Il s’agit d’une méthode à tiroir comportant 2 niveaux d’analyse :

• Le premier niveau est une méthode de sélection des bâtiments attribuant un indice de vulnérabilité à chaque bâtiment dans le but de les classer, en vue de déterminer la nécessité d’une évaluation sismique plus détaillée (voir annexe).

• Le deuxième niveau est une méthode d’évaluation sismique des bâtiments consistant

non seulement à déceler les faiblesses du système structural, mais aussi à évaluer les dangers pour la sécurité des personnes.

Le premier niveau est basé sur une inspection intérieure et extérieure rapide de chaque bâtiment ou de ses plans. On consigne les renseignements relatifs à chaque bâtiment sur un formulaire standard de sélection sismique, en vue d’obtenir un pointage qui sert à déterminer l’indice de priorité sismique (IPS) de chaque bâtiment. Plus l’IPS est élevé, plus le degré de priorité pour une évaluation ultérieure est élevé. On utilise ensuite les indices pour classer tous les bâtiments de l’inventaire en vue d’une évaluation sismique détaillée (niveau 2), en éliminant ceux qui n’exigent pas un examen plus approfondi. Les valeurs suggérées pour classer les bâtiments sont :

• < 10 : faible priorité pour une évaluation plus détaillé • entre 10 et 20 : priorité moyenne • > 20 : priorité élevée.

Les facteurs clés pris en compte dans la détermination de l’IPS sont la sismicité de la zone, les conditions du sol, le type de structure, les irrégularités de structure et la présence d’éléments non structuraux présentant un danger. Elle est basée également sur l’importance du bâtiment qui dépend de son utilisation et de sa catégorie d’occupation. Le second niveau est centré sur un ensemble de questions visant à détecter les défauts et les faiblesses du bâtiment. Les questions sont posées sous forme d’énoncés d’évaluation positifs décrivant des caractéristiques de bâtiment essentielles pour éviter les défaillances observées lors de séismes passés. L’ingénieur évaluateur examine chaque énoncé et détermine s’il est vrai ou faux. Les énoncés vrais reflètent des situations qui sont acceptables. Les énoncés faux signalent des problèmes ou des préoccupations exigeant une étude plus approfondie.

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Ce second niveau se divise donc en deux phases. La première phase consiste à effectuer une évaluation initiale rapide du bâtiment par une étude sur place et un examen des plans du bâtiment, suivie d’une révision des énoncés d’évaluation applicables au bâtiment en question. Cette révision comprend des calculs de vérification rapide, requis par les énoncés d’évaluation, de la résistance et des déplacements latéraux de la structure soumise aux forces sismiques. On obtient à la fin de cette première phase, une liste de défaillances potentielles qui ne satisfont pas aux vérifications rapides où qu’on ne peut évaluer sans une étude plus approfondie. La seconde phase de la méthode d’évaluation met l’accent sur une étude des lieux et des analyses structurales détaillées en vue de déterminer si les énoncés « faux » indiquent des faiblesses réelles. Le résultat final est une liste de faiblesses à corriger afin que les réponses aux énoncés d’évaluation passent de « faux » à « vrai ». A cette liste sont ajoutés des commentaires sur l’importance relative des faiblesses. Le but de ces commentaires est d’aider le propriétaire à déterminer les mesures à prendre pour l’amélioration parasismique du bâtiment.

� CHAMP D’APPLICATION La méthode s’applique à l’échelle d’une ville ou d’un groupe de bâtiment. Le premier niveau permet de passer d’une évaluation à l’échelle d’une ville à une évaluation à l’échelle du bâtiment (niveau 2). On peut considérer que le premier niveau s’applique aussi à l’échelle du bâtiment puisque l’échelle de décision suivante est fournie comme point de départ :

• Si IPS < 10 faible priorité pour une évaluation plus détaillé • Si 10 < IPS < 20, priorité moyenne • Si IPS > 20, priorité élevée

Elle est utilisable pour tous les types de bâtiment : maçonnerie, béton armé, structure métallique, structure bois. Cependant elle ne vise pas les petits bâtiments couverts par la partie 9 du code national du bâtiment du Canada, comme les maisons unifamiliales ou les petites maisons plurifamiliales. Les grandes tours et les bâtiments spéciaux sont également exclus.


• Données nécessaires : Le niveau 1 nécessite soit un examen visuel extérieur et intérieur soit une consultation des plans si ceux-ci sont disponibles. La consultation des cartes géotechniques ou géologiques est également requise pour estimer la nature du sol. Le niveau 2 est nettement plus exigeant, puisque correspondant à une analyse approfondie. Il requiert des visites de terrain avec examen intérieur, et la collecte ou l’établissement de nombreuses données :

� Un rapport géotechnique sur les conditions du sol � Les paramètres des lieux et du sol : les valeurs de la zone d’accélération et de

la zone de vitesse, le coefficient de fondation F � Les données de calcul du bâtiment c’est à dire les dessins contractuels, les

plans et devis et les calculs d’origine.

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� Les données de comportement si des évaluations de comportement antérieures existent.

• Compétences à mobiliser : Le niveau 1 étant relativement simple, il peut être appliqué par un technicien spécialiste en bâtiment ou par un technicien généraliste ayant lu avec attention le manuel descriptif de la méthode. Comme exercice pratique, les concepteurs de la méthode recommandent aussi que les inspecteurs fassent une évaluation simultanée de plusieurs types de bâtiments, sous la supervision d’un ingénieur expérimenté dans le calcul parasismique, et comparent leurs résultats. Cet exercice ayant pour double objectif :

� Assurer une interprétation plus uniforme du formulaire de sélection sismique et de la méthode de pointage ;

� Permettre de relever des méthodes de construction particulières à un territoire et qui ne figurent peut-être pas dans le manuel.

Le niveau 2, très complet et comprenant des calculs de structure, s’adresse à des ingénieurs experts en structure, mais pas nécessairement en génie parasismique.

� TEMPS ET COÛT DE LA METHODE Le niveau 1 peut être effectué sur un bâtiment en 1 h 30 (le temps d’obtention des données préalables à l’inspection n’est pas compté). Sur la base d’une hypothèse d’un coût journalier d’un technicien estimé à 600 euros, on peut considérer que la mise en œuvre de cette première méthode revient à moins de 150 euros par bâtiment. L’application du niveau 2 nécessite beaucoup plus de temps : environ 3 jours par bâtiment. Sur la base d’une hypothèse d’un coût journalier d’un ingénieur estimé à 1200 euros, le coût du niveau 2 est de 3600 euros par bâtiment.

3.7.2 Commentaires relatifs à la méthode La méthode de niveau 2 étant à la limite entre méthode quantitative et méthode qualitative, l’analyse critique qui suit ne portera que sur la méthode de niveau 1.

� SES AVANTAGES

♦ Sa pédagogie Cette méthode est très bien expliquée dans le manuel. La plupart des connaissances à posséder pour son application sont présentes :

� Le chapitre 2 présente un aperçu général du comportement des bâtiments au cours des tremblements de terre. Il comporte une description de base des éléments structuraux requis pour résister aux actions sismiques, et une description des dommages les plus courants subis par différents types de structures.

49

� Le chapitre 3 présente un guide de planification et de préparation à l’évaluation, touchant notamment la formation du personnel, les outils d’évaluation et les sources d’information.

� Le chapitre 4 sert de guide aux personnes qui effectuent l’évaluation ; il indique comment recueillir les données avant les inspections, ce qu’il faut observer durant les inspections et comment établir les pointages.

� Le formulaire de sélection sismique est également expliqué par des exemples d’application à des bâtiments.

Comme le manuel est très complet, il suffit au personnel affecté à l’étude de le lire attentivement avant d’appliquer la méthode de sélection.

♦ Facteurs de vulnérabilité observés Cette méthode est très complète du point de vue des facteurs de vulnérabilité observés puisque seuls les fondations, les défauts d’organisation, et la vulnérabilité des réseaux ne sont pas pris en compte dans l’évaluation de la vulnérabilité.

♦ Les fondements Ce manuel s’inspire en grande partie du document ATC-21 intitulé Rapid Visual Screening of Buildings for Potential Seismic Hazards : A Handbook, publié par la U.S Federal Emergency Management Agency en juillet 1988. La méthode est donc basée sur de nombreux retours d’expérience de séismes. Des changements et des améliorations y ont été apportés. Cette méthode a l’avantage de relier chacun des facteurs de vulnérabilité observés sur le bâtiment aux exigences sismiques du Code national du bâtiment du Canada (1990). De plus cette méthode a été révisée par deux ingénieurs conseils différents, spécialisés en sismicité, ainsi que par le personnel de deux organismes différents. Cette justification et cette validation de la méthode permettent de préjuger de sa pertinence.

♦ L’explication explicite des incertitudes de la méthode Cette méthode n’associe pas de marge d’erreurs à l’indice de priorité sismique obtenu. Cependant le manuel et le formulaire de sélection sismique montrent que les incertitudes ne sont pas négligées. En effet sur le formulaire il est précisé à l’évaluateur que si certains renseignements inscrits sur le formulaire n’ont pas été déterminés de façon précise et n’ont été que déduits, ce dernier ajoutera un astérisque à coté du nombre concerné. Il expliquera de plus dans la section commentaires pourquoi il a utilisé l’astérisque. L’évaluateur a également à porter une indication générale sur son degré de confiance en ce qui concerne l’identification des facteurs associés avec le type de structure du bâtiment, les irrégularités et l’importance du bâtiment. Il lui est également recommandé en cas de doute au sujet du type de structures de donner la valeur la plus élevée parmi les types possibles.

50

Enfin les limites de la méthode sont reconnues plusieurs fois dans le manuel : « Il est bien entendu qu’aucun examen rapide ne peut produire une évaluation très fiable de la performance sismique, et que la méthode de sélection n’a pour but que de recenser les bâtiments dont le comportement sismique serait visiblement incertain. Il ne faut pas oublier que toute méthode de sélection simple a ses limites. Il peut arriver que la méthode de sélection ne permette pas de détecter des bâtiments qui sont effectivement vulnérables aux secousses sismiques, de sorte que si l’évaluateur a des doutes au sujet d’un bâtiment particulier, il devrait préconiser une étude plus poussée de celui-ci ». On peut donc considérer que l’incertitude de ce type de méthode est prise en compte.

♦ Le type de résultats La détermination de l’IPS (indice de priorité sismique) s’obtient en faisant la somme de deux sous-indices : l’indice structural (IS) et l’indice non structural (INS). Cette différenciation des éléments structuraux et des éléments non structuraux permet d’identifier quels éléments sont à l’origine de la vulnérabilité du bâtiment.


♦ Le type de résultats obtenu Cette méthode fournit un seul type de résultats, à savoir un indice de priorité sismique permettant de hiérarchiser les bâtiments en fonction de leur vulnérabilité. Elle ne donne pas un niveau de dommages potentiel du bâtiment en cas de séisme. Aucune correspondance n’est établie entre l’indice de priorité sismique et un niveau de dommages. Ce premier niveau ne permet donc pas d’avoir une idée du comportement de chaque bâtiment en cas de séisme. On sait seulement si la vulnérabilité est due plutôt aux éléments structuraux ou aux éléments non structuraux. Elle ne fournit pas non plus de marges d’erreurs chiffrées.

3.7.3 Synthèse de l’analyse critique L’analyse critique est synthétisée dans le tableau ci-dessous pour le niveau 1.


Typologies de

bâtiments





* *

B / U

* * *

* *

* *

* *

* * *

* * *

*

I

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* * *

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3.8 Méthode du CETE de Lyon (2001)

3.8.1 Description Cette méthode a été développée en 2001 dans le cadre d’une étude de la vulnérabilité au séisme des bâtiments de l’agglomération grenobloise (étude de 140 bâtiments de classe D). Elle a été établie à partir de travaux existants réalisés par divers experts et organismes (Milan Zacek, CETE Méditerranée, LCPC….).

� PRINCIPE

A partir d’un relevé extérieur et intérieur des caractéristiques d’un bâtiment, un profil de la vulnérabilité de la construction est établi suivant huit rubriques relatives à différents aspects concernant la construction et son environnement, à savoir :

- le terrain et l’environnement du bâtiment,

- la morphologie,

- la structure,

- les fondations,

- le contreventement,

- les éléments non structuraux,

- l’âge,

- l’entretien.

A chacune de ses rubriques (ou catégories de paramètres) correspondent différents paramètres structuraux ou non ayant chacun des influences positives ou négatives sur la vulnérabilité de l’ouvrage. Une note est donnée à chaque paramètre selon l’incidence du facteur de vulnérabilité. Un commentaire explicatif est en général donné pour chaque paramètre. Il est à noter que cette méthode intègre des coefficients de pénalité mais également des coefficients de bonification lorsque des caractéristiques sont jugées favorables à la résistance d’un ouvrage au séisme. La somme totale des notes obtenues pour les paramètres d’une rubrique permet de lui affecter un indice compris entre – 10 et + 3. Les indices obtenus pour les huit rubriques sont regroupés sur une grille dite “Profil vulnérabilité bâtiment”. Le profil global est qualifié de la façon suivante :

- Très défavorable pour des indices compris entre –10 et –7.5

- Défavorable pour des indices compris entre – 7.5 et –2.5

- Neutre pour des indices compris entre –2.5 et 0.5

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- Favorable pour des indices compris entre 0.5 et 3.

� CHAMP D’APPLICATION Cette méthode a été développée à l’origine pour l’étude des bâtiments de classe D mais peut être utilisée pour d’autres types de bâtiments à une échelle individuelle ou urbaine.


• Données nécessaires

Aucune donnée spécifique (plans des bâtiments étudiés, études géotechniques,…) n’est recommandée par les auteurs. Cependant des éléments précis concernant la typologie de la structure et des fondations sont demandés et nécessitent de disposer d’informations préalables sur la construction étudiée.

• Compétences techniques à mobiliser Cette méthode nécessite l’intervention d’un technicien compétent en bâtiment et sensibilisé à la conception parasismique des bâtiments.

� TEMPS ET COÛT DE LA METHODE Le temps estimé pour la réalisation d’un relevé et la détermination du profil est de 2 heures environ soit un montant de 200 euros par bâtiment.

3.8.2 Analyse critique

� SES AVANTAGES

♦ Sa pédagogie Cette méthode n’est pas illustrée et ne présente pas de glossaire explicatif des termes techniques employés. Elle n’est pas utilisable pas des non initiés et ne peut être considérée comme autoporteuse.

♦ Choix des facteurs de vulnérabilité

Les principaux facteurs de vulnérabilité potentiels d’une construction sont analysés. On peut noter que l’état d’entretien des bâtiments, les caractéristiques des fondations, le

53

contreventement vertical et horizontal, les éléments non structuraux,… sont considérés contrairement à bon nombre de méthodes rencontrées dans la littérature.

♦ Résultats

Le fait de donner des sous-indices de vulnérabilité par catégorie permet a priori d’identifier les facteurs les plus préoccupants.


♦ Choix des facteurs de vulnérabilité Même si la liste de facteurs de vulnérabilité apparaît très complète, le choix de certains facteurs et les pondérations utilisées semblent discutables et seraient à argumenter. Bien que basée sur un relevé détaillé pour certains facteurs de vulnérabilité, on peut s’interroger sur la pertinence du profil global obtenu car les rubriques (structure, âge,…) ne sont pas pondérées entre elles. Le niveau de détail des facteurs de vulnérabilité est hétérogène et conduit parfois à mettre sur le même plan des données de nature et de précision différentes. Par ailleurs, le niveau de précision associé aux facteurs de vulnérabilité n’est pas forcément corrélé à leur importance dans le comportement sous séisme des constructions. Pour illustrer les éléments évoqués ci-dessus, la détermination de l’indice qualifiant le contreventement d’un bâtiment peut être analysée. Lorsque le type de contreventement et la distribution des palées de stabilité sont inconnus, un indice par défaut de –1 est affecté. Si le contreventement est connu, l’indice est calculé en fonction de la symétrie ou non du contreventement vertical et des caractéristiques des contreventements vertical et horizontal. Dans ce cas, l’indice le plus pénalisant pouvant être obtenu est de –7. La non connaissance du contreventement est donc moins pénalisante en terme d’indice que sa connaissance détaillée.

♦ Fondements de la méthode Si cette méthode fait référence à des travaux d’experts reconnus, elle mériterait cependant d’être améliorée et testée sur un échantillon large de bâtiments comprenant différentes typologies afin d’en évaluer la pertinence. Les auteurs indiquent clairement que cette méthode n’a pas fait l’objet de validation auprès de professionnels du génie parasismique.

♦ Résultats Pondération des facteurs de vulnérabilité Un bilan des facteurs de vulnérabilité (agrégation) est réalisé par rubrique (ex : morphologie ou contreventement). Le profil global du bâtiment est obtenu par la superposition des niveaux de vulnérabilité associés à chaque rubrique. Les rubriques étudiées sont donc ramenées au même niveau alors que leurs influences sur le comportement d’un bâtiment diffèrent. L’établissement de la grille d’évaluation ne permet pas de comparer le niveau de vulnérabilité

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des différents paramètres entre eux (un indice de –2 d’une rubrique peut être plus pénalisant qu’un –4 d’une autre). Le profil global reste une vision graphique de la vulnérabilité potentielle de l’ouvrage. Il n’est pas prévu par les auteurs à partir du profil obtenu d’estimer un niveau de dommages potentiel en cas de séisme contrairement à d’autres méthodes. Evaluation de la vulnérabilité globale de la construction considérée La méthode n’aboutit pas un indice global de vulnérabilité mais à un profil de vulnérabilité construit sur la base des sous-indices de vulnérabilité obtenus par catégorie de facteur.

Figure 1 : Grille utilisée pour la détermination du profil de vulnérabilité d’un bâtiment

Les résultats de cette méthode ne permettent ni d’associer un niveau d’incertitude au profil obtenu ni d’estimer un niveau de dommages en cas de séisme.

3.8.3 Synthèse de l’analyse critique L’analyse critique est synthétisée dans le tableau ci-dessous.


Typologies des

bâtiments Données Technicité Temps Coût Simplicité

Types de résultats



** *** ** ** ** *** ** * ** *

-10 -9 -8 -6-7 -5 -4 -3 -2

-1 0 +1 +2 +3

-10 -9 -8 -6-7 -5 -4 -3 -2

-1 0 +1 +2 +3

-10 -9 -8 -6-7 -5 -4 -3 -2

-1 0 +1 +2 +3

-10 -9 -8 -6-7 -5 -4 -3 -2

-1 0 +1 +2 +3

-10 -9 -8 -6-7 -5 -4 -3 -2

-1 0 +1 +2 +3

-10 -9 -8 -6-7 -5 -4 -3 -2

-1 0 +1 +2 +3

-10 -9 -8 -6-7 -5 -4 -3 -2

-1 0 +1 +2 +3

-10 -9 -8 -6-7 -5 -4 -3 -2

-1 0 +1 +2 +3

Terrain et environnemen

t Morphologie

Structure

Fondations

Contreventement

Eléments non structuraux

Âge

Entretien

Favorable DéfavorableTrès

défavorable Neutre

55

3.9 Méthode FEMA-154

3.9.1 Description

� PRINCIPE Cette méthode, proposée par la U.S. Federal Emergency Management Agency (FEMA) et connue également sous le nom d’ATC-21, est décrite dans les documents FEMA 154 et FEMA 155 révisés pour la dernière fois en 2002 (BSSC, 2002a ; BSSC, 2002b). Une note de base associée au risque structurel (BSH : Basic Structural Hazard) est attribuée au bâtiment selon son principe constructif, identifié parmi 15 types de structures courantes aux Etats-Unis, et selon la sismicité de la région. Cette note varie de 1,6 pour les ossatures en béton armé avec remplissage en maçonnerie situées en zone de forte sismicité, à 7,4 pour les structures en bois de charpente en zone de faible sismicité. La note structurale de base est ensuite modifiée par l’ajout ou la soustraction de facteurs de modification de performance SM établis selon les déficiences observées pour les différentes classes de bâtiment. Les caractéristiques structurales considérées par les facteurs de modification SM sont la hauteur du bâtiment, les irrégularités géométriques et structurales en plan et en élévation, l’année de conception qui présuppose l’application d’un certain code de construction, le type de sol. Une grille standardisée, contenant les valeurs des coefficients à appliquer, est fournie pour faciliter le pointage de ces éléments. La note finale varie théoriquement entre 0 et 7 et correspond à la probabilité d’effondrement d’un bâtiment pour un séisme égal ou dépassant le séisme maximum considéré (MCE, correspondant à 2% de probabilité de dépassement en 50 ans) selon la relation :

S = - log10(probabilité d’effondrement)

� CHAMP D’APPLICATION La FEMA 154 est une méthode rapide d’évaluation de la vulnérabilité destinée à sélectionner les bâtiments présentant a priori un risque inacceptable. Il est généralement recommandé de procéder au diagnostic détaillé (par exemple suivant la procédure FEMA 310) des bâtiments dont la note est inférieure à 2, c'est-à-dire des bâtiments dont la probabilité d’effondrement est supérieure à 1 %. La méthode est calibrée pour les 15 types de constructions les plus courants et les différentes zones sismiques des Etats-Unis.


• Données nécessaires

Les données nécessaires pour établir le diagnostic sont réunies à l’aide d’une fiche de relevé normalisée remplie par simple examen visuel, extérieur et éventuellement intérieur, du bâtiment. L’analyse des plans de structure n’est pas indispensable mais peut aider à conclure

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sur le principe constructif, la régularité du contreventement ou encore la date de construction. La classe de sol (types A à F) peut en revanche difficilement être identifiée sur place : il est nécessaire de se référer aux cartes géologiques, géotechniques ou aux sondages existants sur la zone d’étude.


La procédure FEMA 155 étant relativement simple, elle peut être appliquée par un technicien, spécialiste ou non en bâtiment, ayant lu avec attention le manuel très détaillé décrivant la méthode. Il est également fortement recommandé qu’un ingénieur expérimenté en vulnérabilité sismique soit mobilisé, au moins pendant la première phase du projet, pour s’assurer de la bonne mise en œuvre des diagnostics. Sa présence peut également être utile pour identifier, le cas échéant, des principes constructifs particuliers à un territoire pour lesquels la méthode doit être adaptée.

� TEMPS ET COUT DE LA METHODE Le pointage in situ des facteurs de vulnérabilité doit prendre environ 30 minutes à 1 heure si l’accès à l’intérieur du bâtiment est possible. Toutefois, du temps et des financements doivent être prévus pour le recueil préalable des données (données géotechniques, carte de zonage sismique, plans, etc.). Cette phase peut être longue mais est importante pour la fiabilité du diagnostic. De plus, il faut considérer que les données recueillies seront réutilisées si un diagnostic détaillé est prescrit. Il faudra par ailleurs ne pas oublier la formation des techniciens « releveurs » dans l’estimation financière du projet.


� SES AVANTAGES

♦ Sa simplicité et sa pédagogie La mise en œuvre de la procédure FEMA-154 est simple et rapide. Elle ne nécessite pas de compétences élevées en calcul parasismique des structures et le diagnostic se base essentiellement sur l’examen visuel du bâtiment. En outre, la méthode est accompagnée dans sa seconde édition (BSSC, 2002a) d’un manuel d’explication très complet comprenant :

• des conseils pour les phases de préparation et de gestion des projets de diagnostic, abordant en particulier la question du coût

• des conseils pour l’analyse visuelle des bâtiments et l’identification des facteurs de vulnérabilité destinés à la formation des techniciens « releveurs »

• une aide pour l’utilisation des résultats, par exemple à des fins de programmation de diagnostics détaillés

• de nombreux exemples d’applications

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♦ le type de résultats La note attribuée au final au bâtiment agrège la vulnérabilité du bâtiment et le niveau d’aléa sismique. C’est donc une mesure directe du risque sismique (plus précisément du risque d’effondrement) à partir de laquelle peuvent être établies des nécessités (en valeur absolue) et des priorités (relativement aux autres bâtiments) d’intervention.

♦ Les compétences techniques requises Moyennant une bonne formation, par exemple un apprentissage mené en début de mission avec un ingénieur expert sur quelques bâtiments représentatifs, le diagnostic peut être mené par un technicien généraliste.

♦ Le coût Le coût de revient par bâtiment est faible et la méthode peut être appliquée à grande échelle pour effectuer une première sélection des bâtiments présentant a priori un risque inacceptable.


♦ Paramètres pris en compte dans la vulnérabilité

La qualité du contreventement, c'est-à-dire son dimensionnement vis-à-vis de l’action sismique et le respect des dispositions parasismiques (ductilité, monolithisme, etc.), reste un paramètre clé du comportement du bâtiment. Difficile à identifier par un simple examen visuel, elle n’est prise en compte qu’implicitement à travers la connaissance de l’antériorité ou de la postériorité de l’année de construction par rapport à l’entrée en vigueur des codes successifs.

♦ La fiabilité des résultats Compte tenu de sa simplicité, une marge d’erreur non quantifiable est à attendre. Ainsi certains bâtiments jugés à risque pourront être déclarés conformes par un diagnostic détaillé, et inversement. Proposition : Ce type de méthode ne doit pas être utilisé pour les bâtiments dont la ruine serait inacceptable. Elle doit être réservée pour les actions de réduction globale du risque sismique portant sur un parc de bâtiments courants.

♦ La transposition au cas français Les coefficients associés au principe constructif (cote BSH), et aux facteurs de vulnérabilité (cote SM), sont calibrés pour le contexte américain. De ce fait, la méthode est difficile à transposer en Europe et en particulier en France, qui diffère des Etats-Unis par les types de construction courante, le niveau d’aléa et les pratiques de dimensionnement parasismique associées. Citons entre autres :

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- la faible différenciation des types de maçonnerie dans la méthode FEMA-155. Seules les maçonneries de blocs de béton et de briques sont considérées, la pierre étant un matériau de construction peu utilisé,

- la prépondérance des types acier et bois moins développés en France, - les différences notables de conception entre la France et les Etats-Ubus, en

particulier pour les bâtiments à murs voiles. Par ailleurs, du fait de son architecture même, la méthode est difficilement transposable à un niveau d’aléa différent puisque les notes dépendent de ce niveau d’aléa.



Typologies de

bâtiments





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U * * * * * * * * * * * * * * *

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I / D

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3.10 Grille d’évaluation suisse (2003)

3.10.1 Description

� PRINCIPE L’Office Fédéral des eaux et de la Géologie suisse a établi en 2003 et réactualisé en 2005 (OFEG, 2005a, 2005b, 2005c) une procédure normalisée afin de répondre à une décision du conseil fédéral exigeant de recenser les bâtiments de la confédération des classes de fonctions II et III situés dans les zones d’aléa sismique 2 et 3, et d’en contrôler la tenue au séisme. La grille d’évaluation constitue l’outil de travail élaboré pour réaliser la première phase de cette procédure. Il s’agit d’un diagnostic sommaire de risque dans le même esprit que la méthode canadienne, à ceci près qu’il considère en plus un indicateur économique relatif à la valeur d’assurance du bâtiment. La méthode vise à recenser au moyen d’indicateurs les propriétés des ouvrages qui déterminent leur tenue au séisme et à évaluer le danger auquel sont exposés les bâtiments, les personnes et les biens. Une fiche d’inventaire consignant un schéma d’évaluation est fournie pour déterminer :

- l’indicateur AZPS qui désigne l’ampleur des dommages corporels et des dégâts matériels,

- l’indicateur WZ qui témoigne de la probabilité d’effondrement de l’ouvrage. Le produit des deux fournit l’indicateur de risque RZPS. L’indicateur AZPS est obtenu en combinant l’indicateur ADS relatif aux coûts, l’indicateur ADP relatif aux dommages corporels et l’indicateur AIF relatif à la classe de fonction du bâtiment. ADS donne la valeur d’assurance du bâtiment augmentée du coût inhérent au démantèlement des ruines et du coût des équipements qu’il abrite. L’indicateur ADP est calculé à partir du taux d’occupation. Le coefficient AIF est aussi appelé coefficient d’importance du bâtiment. Il traduit les conséquences indirectes de la perte de la ruine du bâtiment. L’indicateur final de dommages AZPS rend compte des pertes associées à la valeur économique et sociale du bâtiment. L’indicateur WZ reflétant la probabilité d’effondrement combine l’aléa sismique par les indicateurs WEP (zone sismique et année de conception) et WB (effet de site), et la tenue au séisme par la somme de plusieurs coefficients W* considérant différentes caractéristiques structurales facilement identifiables sur la base des plans ou d’une visite du bâtiment : nature, régularité et adéquation du contreventement, mode de construction (matériaux, diaphragmes), nombre d’étages, fondations. Les ouvrages examinés peuvent être classés en fonction de leur indicateur de risque RZPS pour établir une liste de priorité d’intervention. Les diagrammes WZ/AZPS s’avèrent également bien indiqués pour distinguer les bâtiments pour lesquels un assainissement parasismique de la structure porteuse peut s’avérer efficace, de ceux pour lesquels un changement d’affectation est plus judicieux.

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� CHAMP D’APPLICATION Cette première phase de la procédure suisse, est une méthode rapide et sommaire d’évaluation du risque. Les bâtiments avec un potentiel de risque jugé élevé sont sélectionnés pour l’étape 2 de la procédure suisse d’évaluation de la sécurité parasismique : ils doivent être analysés de manière plus détaillée à l’aide de questionnaires et de calculs d’ingénieur simples (OFEG, 2005b). Bien qu’elle ait été élaborée pour les bâtiments fédéraux de classes de fonction II et III, la méthode peut être utilisée pour des bâtiments courants. La plupart des types de construction courants sont pris en compte : maçonnerie, béton armé, acier, composite, bois, préfabriqué.



L’analyse de l’étape 1 nécessite soit un examen visuel extérieur et intérieur, soit une consultation des plans si ceux-ci sont disponibles. La consultation des cartes géotechniques et géologiques, voire de données de sondages, est également requise pour caractériser le sol. Une fiche servant à la fois de fiche de relevé et de grille d’évaluation du risque est mise à disposition des enquêteurs.


Certains énoncés de la grille d’évaluation nécessitent de porter un jugement d’expert, par exemple sur l’adéquation ou la régularité du contreventement. Toutefois, tout comme la méthode canadienne, la grille d’évaluation suisse devrait pouvoir être mise en œuvre par un technicien du bâtiment formé pour identifier les principaux types de constructions et les principaux facteurs de vulnérabilité.

� TEMPS ET COUT DE LA METHODE : La totalité de l’étape 1 comprenant la collecte des données de base, le remplissage de la check-list, et l’interprétation des résultats en termes d’actions à mener, est évaluée par les concepteurs de la méthode à environ une demi-journée, répartie probablement en 3 heures de technicien et 1 heure d’ingénieur spécialiste. Un temps de formation doit en outre être prévu.

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� SES AVANTAGES

♦ Sa simplicité La mise en œuvre de l’étape 1 de la procédure suisse est simple et rapide. Elle ne nécessite pas de compétences élevées en calcul parasismique des structures et le diagnostic se base essentiellement sur l’examen visuel des plans et du bâtiment.

♦ le type de résultats Les indices attribués au final au bâtiment agrègent la vulnérabilité structurale du bâtiment, le niveau d’aléa sismique, et les enjeux humains et économiques. Ceci permet d’appuyer la l’appréhension du risque sur des critères non seulement techniques mais aussi économiques et sociaux.

♦ Les compétences techniques requises Moyennant une bonne formation, par exemple un apprentissage mené en début de mission avec un ingénieur expert sur quelques bâtiments représentatifs, le diagnostic peut être mené par un technicien.

♦ Le coût Le coût de revient par bâtiment est faible et la méthode peut être appliquée à grande échelle pour établir des niveaux de priorité pour chaque bâtiment.


♦ Le type de résultats Cette méthode fournit un indice de priorité permettant de hiérarchiser les bâtiments en fonction du risque qu’ils présentent. Cet indice n’a qu’une valeur relative. Aucune correspondance n’est établie entre cet indice et une probabilité de subir un niveau de dommages donné en cas de séisme.

♦ Pédagogie Le manuel d’accompagnement de la méthode suisse (OFEG, 2005a) ne présente pas les qualités pédagogiques de ceux des méthodes canadiennes ou américaines. On ne trouve pas la quantité d’informations et d’illustrations présentes par exemple dans le manuel FEMA-154, d’une grande utilité pour identifier à bon escient les facteurs de vulnérabilité et les technologies constructives.

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Proposition : Le manuel d’accompagnement ne peut suffire pour la formation des utilisateurs de la méthode. Le rapport commandé par l’OFEG au professeur Bachmann (OFEG, 2002) est un bon complément.

♦ Paramètres pris en compte dans la vulnérabilité Quelques facteurs de vulnérabilité défavorables tels que les irrégularités géométriques en plan ne sont pas pris en compte. Les paramètres structuraux relevés pour évaluer la vulnérabilité structurale du bâtiment sont peu détaillés. On observe par exemple que les facteurs de vulnérabilité éventuels ne sont pas déclinés de manière différenciée pour les différentes typologies de bâtiments. Comme souvent dans les méthodes essentiellement visuelles, il est fait référence à l’époque et à la localisation de la construction pour présumer de la qualité du contreventement, c'est-à-dire de son dimensionnement adéquat vis-à-vis de l’action sismique et du respect des dispositions parasismiques (ductilité, monolithisme, etc.). On peut penser que ce type d’approche donne de bons résultats au niveau global, mais avec une marge d’incertitude non négligeable pour un bâtiment particulier.

♦ Fondements de la méthode Les auteurs de la grille d’évaluation se sont de toute évidence basés sur leur connaissance du retour d’expérience post-sismique. Les coefficients utilisés pour pondérer l’effet des différents facteurs de vulnérabilité observés (dont la typologie, l’age, etc.) ne sont que le reflet de leur opinion d’expert, sans que les fondements objectifs de ces coefficients ne soient explicités.

♦ La fiabilité des résultats Compte tenu de ce qui a été dit précédemment, une marge d’erreur non quantifiable est à attendre. Ainsi certains bâtiments jugés à risque pourront être déclarés conformes par un diagnostic détaillé, et inversement. Proposition : Ce type de méthode ne doit pas être utilisé pour les bâtiments dont la ruine serait inacceptable, à moins qu’il puisse être démontré que l’étape 1 de la procédure est fortement conservative. Dans le cas contraire, elle doit être réservée pour les actions de réduction globale du risque sismique portant sur un parc de bâtiments courants.

♦ La transposition au cas français Les coefficients utilisés sont calibrés pour le contexte suisse. De ce fait, la méthode doit être validée et adaptée par un comité d’expert avant d’être transposée en France.

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Typologies de

bâtiments





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I

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3.11 Méthode néo-zélandaise (2006)

3.11.1 Description

� PRINCIPE Cette méthode, utilisée de manière courante en Nouvelle-Zélande, a été publiée par la New-Zealand Society for Earthquake Engineering pour la première fois en 2000 (NZSEE, 2000). Le guide sorti en 2006 (NZSEE, 2006) reprend et réactualise la méthode sous la forme d’une procédure d’évaluation initiale (Initial Evaluation Procedure) destinée à sélectionner les ouvrages a priori à risque. La méthode implique une estimation sommaire de la performance des bâtiments existants par rapport au standard exigé pour un nouveau bâtiment. Cette estimation, qui tient compte de toutes les informations raisonnablement disponibles, est donnée par le paramètre %NBS (« percentage new buildings standard »). Le calcul du %NBS comprend plusieurs étapes détaillées dans ce qui suit. La première étape de l’évaluation consiste dans le calcul du paramètre (%NBS)b (« baseline percentage new buildings standard »), qui figure la performance d’un bâtiment régulier et bien conçu, du même type, du même âge, construit au même endroit selon le code en vigueur à la date de construction. Les données exigées pour déterminer (%NBS)b sont la période fondamentale de vibration du bâtiment, la localisation (niveau d’aléa, tenant compte éventuellement de la proximité d’une faille), le type de sol (classes A à E), l’année de construction ou le millésime du code appliqué, la ductilité équivalente, la catégorie d’importance (bâtiment courant, bâtiment accueillant un public nombreux, bâtiments stratégiques, etc.). La deuxième étape consiste à identifier les faiblesses structurelles (« critical structural weakness ») susceptibles d’altérer le comportement du bâtiment. Les facteurs de vulnérabilité pris en compte se rapportent :

- aux irrégularités structurelles et/ou géométriques en plan et en élévation (forme irrégulière ou élancée, excentricité, variation de masse ou de rigidité, discontinuité du contreventement, etc.),

- à la présence de poteaux courts, - aux possibilités d’entrechoquement avec des structures voisines (largeur des joints,

niveaux décalés, différence de hauteurs), - à la susceptibilité du site aux effets induits (glissement, instabilité, liquéfaction).

Un coefficient, compris entre 0 et 1 est attribué à chaque faiblesse structurelle. Le produit de ces facteurs, noté PAR pour « performance assessment ratio », mesure la réduction globale de performance attendue, par rapport à une structure bien conçue du même type, du fait de la présence de facteurs de vulnérabilité additionnels. On a donc finalement :

%NBS = (%NBS)b x PAR

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Une procédure alternative est proposée pour calculer le %NBS des bâtiments en maçonnerie non armée. Dans ce cas, l’évaluation du bâtiment nécessite une inspection plus approfondie. Les éléments recherchés sont relatifs :

- à la continuité de la structure du bâtiment (présence de chaînages verticaux ou horizontaux, etc.),

- aux configurations structurelles et géométriques en plan et en élévation, - à la qualité et à l’état de conservation des matériaux, - aux rapports de longueur qui déterminent la stabilité hors plan des murs en maçonnerie

(élancement horizontal et vertical), - au rapport de surface entre la section totale des murs de contreventement et la surface

de l’étage courant (densité de murs), - à la rigidité des planchers et leur capacité à jouer le rôle de diaphragme (couverture

géométrie, ouvertures), - au monolithisme du système de fondation (fondations isolées ou filantes, radier

complet, etc.), - aux joints de construction avec les structures voisines

Une note globale est attribuée au bâtiment qui est la somme des scores attribués à chacun des éléments listés ci-dessus. Un tableau de correspondance permet de déduire le %NBS du bâtiment. Si le %NBS est inférieur à 33 %, le bâtiment est prédisposé à s’effondrer en cas de séisme (« earthquake prone building »). Dans ce cas, la loi néo-zélandaise (« Building Act ») de 2004 exige la mise en œuvre d’un diagnostic détaillé. Si le %NBS est supérieur à 67 %, le bâtiment peut être considéré comme sûr. Si le %NBS est compris entre 33 et à 67 %, un diagnostic détaillé est recommandé. Enfin, un schéma est proposé pour classer les bâtiments par ordre de priorité d’intervention. Un facteur de priorité (« priority factors ») est pour cela calculé qui tient compte non seulement de la performance de la structure (%NBS) mais aussi de son importance (bâtiment stratégique ou non, taux d’occupation et nombre total d’occupants) et des risques engendrés pour les personnes situées en dehors du bâtiment (présence de nombreux piétons, etc.).

� CHAMP D’APPLICATION L’objectif de cette première phase de la méthode néo-zélandaise est d’identifier, avec un niveau de confiance acceptable, sans être trop conservatif, les bâtiments à haut risque qui doivent être soumis à un diagnostic plus détaillé. Les types de constructions pris en compte dans la méthode sont les ossatures poteaux-poutres en béton armé, les structures à murs voiles en béton armé, les structures mixtes ossature/voiles, les ossatures en béton ou acier avec remplissages en maçonnerie, les ossatures en acier, les bâtiments à planchers et murs en bois, ainsi que les bâtiments en maçonnerie non armée.

66



Le diagnostic nécessite un examen visuel extérieur et intérieur. La consultation des plans de structure sera souvent nécessaire pour juger, par exemple, des discontinuités et des excentrements de masse ou de rigidité, pour identifier le système de fondations, etc. Des données géotechniques (cartes géologiques, données de sondages, étude géotechnique préalable à la construction, etc.) sont indispensables pour caractériser le sol de fondation.

• Compétences à mobiliser : Le manuel précise que la méthode doit être appliquée par un ingénieur disposant d’une expérience significative dans la conception ou le diagnostic sismique et formé spécifiquement aux objectifs et aux procédures de la méthode. Par ailleurs, il est conseillé, pour plus de robustesse du diagnostic, de procéder à une double évaluation. Toutefois, la procédure n’exige que des calculs simples (ratios de surface ou d’inertie, calcul d’excentrement, etc.), accessibles à un technicien bien formé. Tous les calculs complexes nécessaires au diagnostic ont été réalisés en amont et sont livrés sous forme d’abaques auxquels sont renvoyés les utilisateurs.

� TEMPS ET COUT DE LA METHODE La totalité du diagnostic de niveau 1, comprenant la collecte des données de base et le calcul de la performance du bâtiment (%NBS) selon les étapes définies dans le manuel, paraît pouvoir être effectuée en une demi-journée. En termes de coût, il semble possible de confier une partie des activités chronophages du diagnostic à un technicien, tandis qu’un ingénieur expérimenté est requis pour le contrôle et l’interprétation. Un temps de formation doit en outre être prévu.


� SES AVANTAGES ♦ Sa précision

Un très grand nombre de paramètres influençant le comportement du bâtiment et le niveau d’aléa sont pris en compte. Chaque facteur de vulnérabilité est étudié en détail et des indications quantitatives simples et facilement vérifiables sont fournies pour juger avec sérieux de leur criticité (par exemple un excentrement du centre de rigidité supérieur à une demi-largeur caractérise une irrégularité en plan sévère).

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♦ Ses fondements

Le calcul de la performance nominale du bâtiment (%NBS)b, selon en particulier sa date de construction et sa période de vibration, est basée sur une comparaison poussée des codes de construction parasismique qui se sont succédés en Nouvelle-Zélande. La performance du bâtiment est évaluée, par rapport aux exigences du dernier code en vigueur, selon un processus de « reverse engineering » qui appuie le diagnostic sur des fondements objectifs. Les coefficients attribués aux faiblesses structurelles identifiés sont plus subjectifs et relèvent en partie de l’expérience des experts à l’origine de la méthode. Toutefois, les critères quantitatifs fournis permettent d’appréhender avec une relative confiance l’influence de ces faiblesses sur le comportement de la structure.

♦ Le type de résultats La note de performance attribuée au final au bâtiment (%NBS) tient compte de la vulnérabilité du bâtiment et du niveau d’aléa sismique auquel il est soumis. Le facteur de priorité est un outil efficace pour établir des priorités d’intervention, non seulement en fonction de la performance du bâtiment, mais aussi des conséquences que pourrait avoir son effondrement.


♦ Le type de résultats Le %NBS a par définition une valeur essentiellement réglementaire permettant la sélection des bâtiments à risque élevé conformément aux principes du « Building Act » de 2004. Il n’est associé à aucun niveau de dommages attendu en cas de séisme.

♦ La prise en compte du contreventement La performance du contreventement des bâtiments en béton armé ou en acier (dimensionnement, ductilité, monolithisme, etc.), difficile à identifier par un simple examen visuel, est appréhendée en fonction du code parasismique en vigueur à la date de construction. Il est donc supposé que ce code ait été appliqué, alors que l’expérience montre que ce n’est pas toujours le cas.

♦ Les compétences techniques requises et le coût En contrepartie de la précision de l’analyse, cette méthode exige un niveau de compétence et un financement légèrement supérieurs aux méthodes du même type déjà décrites dans ce rapport.

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♦ Sa spécificité et la transposition au cas français L’ensemble de la méthode :

- le calcul de la performance nominale du bâtiment, en fonction de sa date de construction et des codes en vigueur,

- la définition même de performance relative aux exigences du tout dernier code parasismique néo-zélandais,

- … est calibré pour le contexte de la Nouvelle-Zélande et reflète les usages de ce pays où le risque sismique est une préoccupation de longue date. Sa transposition au cas français nécessiterait une refonte complète par des experts compétents. Dans tous les cas, elle se heurte au fait que la très grande majorité du bâti français est antérieur à tout règlement parasismique.



Typologies de

bâtiments





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I

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* * *

69

3.12 Méthode japonaise (2001)

3.12.1 Description

� PRINCIPE Le Japon fut en 1977 le premier pays à publier une méthode normalisée pour la réévaluation sismique des bâtiments existants. Cette norme a été mise à jour en 1990 et 2001 pour tenir compte des derniers développements scientifiques. L’analyse présentée ici porte sur la version anglaise disponible depuis 2001 (JBDPA, 2001). La performance sismique du bâtiment est représentée par un indice de performance sismique, IS, qui doit être calculé pour chaque étage et dans les deux directions principales, selon l’équation :

IS = E0 SD T où :

- E0, appelé indice structural de base, figure la performance nominale du bâtiment, supposé parfaitement régulier et en très bon état,

- SD, l’indice d’irrégularité du bâtiment, quantifie l’effet des diverses irrégularités structurelles et géométriques sur le comportement de la structure,

- T, un indice de vieillissement relatif à la dégradation de la structure au cours du temps, est introduit pour tenir compte de l’influence de défauts structurels tels que la fissuration, les flèches, le vieillissement des matériaux, etc.

Trois procédures (niveaux 1, 2 et 3) de fiabilité croissante (et donc de moins en mois conservatives) sont proposées pour évaluer ces indices. Les niveaux 2 et 3 qui exigent des calculs d’ingénieur relativement complexes sont exclus de cette analyse. Le calcul de E0 pour chaque niveau implique de déterminer puis de multiplier un indice de résistance ultime C et un indice de ductilité F, en tenant compte du mode de rupture probable, du nombre total de niveaux et de la position de l’étage considéré. Des formules forfaitaires sont proposées qui distinguent trois types d’éléments verticaux de contreventement, à savoir les poteaux, les murs, et les poteaux courts. L’indice d’irrégularité SD est obtenu en agrégeant, en les pondérant par leurs coefficients, les indices partiels obtenus pour des caractéristiques particulières du bâtiment dont :

- la régularité géométrique et les dimensions en plan, - les dimensions des joints de construction, - la présence d’un sous-sol partiel, - l’uniformité des hauteurs d’étages, - la présence d’un étage souple, aggravé éventuellement d’un excentrement.

Des critères quantitatifs simples, fournis dans le manuel de la méthode, permettent de déterminer la valeur des indices partiels moyennant quelques calculs géométriques élémentaires. Toutefois, il est fait appel au jugement de l’utilisateur pour avérer la présence ou non d’un étage souple.

70

L’indice T est également obtenu en vérifiant quelques critères, cette fois essentiellement qualitatifs :

- aux déformations observées (inclinaison, tassements différentiels, flèche importante de certains éléments structurels),

- à la fissuration des murs et des poteaux (fissuration, corrosion des aciers), - à d’éventuels incendies, - à l’âge du bâtiment, - à l’état des revêtements.

Une fois l’indice de performance sismique IS calculé, celui-ci doit être comparé avec l’indice de demande sismique IS0 calculé selon la formule :

IS0 = ES ZGU où :

- ES est un coefficient qui vaut 0,8 pour le premier niveau et 0,6 pour les niveaux suivants pour tenir compte de la plus grande incertitude portant sur le premier niveau d’évaluation,

- Z caractérise le niveau d’aléa selon la localisation du bâtiment, - G est un paramètre de sol qui tient compte de l’interaction sol structure ainsi que

des effets de site lithologiques et topographiques, - U dépend de l’usage du bâtiment et doit être considéré comme un facteur

d’importance. Dans la pratique, le facteur ZG est choisi égal à l’accélération spectrale (en g) correspondant à la période fondamentale du bâtiment considéré. Une répartition triangulaire est suggérée pour répartir cet indice sur la hauteur du bâtiment. Trois possibilités sont envisagées :

- Si IS > IS0, le bâtiment est considéré comme sûr. - Si IS << IS0, le bâtiment est à haut risque. Le renforcement ou la démolition doit

être envisagée. - Si IS < IS0, l’évaluation est incertaine et un diagnostic plus poussé doit être effectué

à l’aide d’une approche de niveau supérieur.

� CHAMP D’APPLICATION La méthode japonaise a été développée pour les bâtiments courants, en béton armé, de faible hauteur. Les autres techniques de constructions (maçonnerie, bois, acier, etc.) ainsi que les bâtiments en béton armé de grande hauteur sont exclus du champ d’application de la méthode. Par ailleurs, eu égard aux incertitudes associées à toute approche simplifiée, la réglementation exclue l’utilisation de la procédure la plus simple (c’est-à-dire de la procédure de niveau 1) pour les bâtiments situés dans la zone la plus sismique.

71



Les données nécessaires pour calculer l’indice de performance du bâtiment sont :

- les propriétés des matériaux et les dimensions pour le calcul de la résistance des éléments de contreventement en béton armé,

- un relevé de la fissuration et des déformations du bâtiment pour évaluer l’indice de vieillissement,

- la configuration générale du bâtiment pour le calcul de l’indice d’irrégularité. Ceci nécessite de recueillir les plans de structure et de procéder à une inspection détaillée du bâtiment. Des hypothèses sur les propriétés des matériaux pourront être faites en référence aux valeurs standards en vigueur à la date de construction. Le calcul de la demande sismique requiert les mêmes connaissances que pour une construction nouvelle.

• Compétences à mobiliser : L’application de la procédure implique un degré de compétence peu différent de celui exigé pour l’application des méthodes forfaitaires lors du dimensionnement d’un nouveau bâtiment. L’intervention d’un ingénieur spécialisé en bâtiment, mais ne disposant pas nécessairement d’une connaissance experte du génie parasismique semble suffisante.

� TEMPS ET COUT DE LA METHODE Hors formation et rodage préalables, la procédure de niveau 1 paraît pouvoir être appliquée en une journée.


� SES AVANTAGES

♦ Sa précision Un très grand nombre de paramètres influençant le comportement du bâtiment et le niveau d’aléa sont pris en compte. Chaque facteur de vulnérabilité est étudié en détail et des indications quantitatives simples et facilement vérifiables sont fournies pour juger avec sérieux de leur criticité. Par ailleurs, cette méthode se distingue des autres méthodes décrites dans ce rapport par une prise en prise en compte direct du contreventement, qui reste un paramètre clé de la réponse du bâtiment.

72

♦ Ses fondements

Le calcul de l’indice structural du bâtiment (E0) est basé sur une vérification forfaitaire du contreventement proche de la procédure de dimensionnement selon les codes parasismiques. La valeur obtenue, quoique intrinsèquement conservative, donne donc une information objective sur le niveau de performance du bâtiment relativement aux exigences des codes modernes. Les coefficients attribués aux facteurs de vulnérabilité influant sur le comportement paraissent plus arbitraires et leur origine n’est pas explicitée. Ils relèvent toutefois d’un retour d’expérience particulièrement fourni compte tenu de la sismicité du Japon. On peut supposer que ces coefficients, employés très couramment depuis 1975, ont fait l’objet de nombreux ajustements et ont été validés autant que possible par l’expérience.

♦ Le type de résultats L’indice de performance sismique IS calculé au final tient compte de la vulnérabilité du bâtiment et du niveau d’aléa sismique auquel il est soumis. C’est donc bien un indice de risque.


♦ Le champ d’application Comme précisé précédemment, la méthode ne s’applique qu’aux bâtiments de faible hauteur en béton armé.

♦ Le type de résultats L’indice IS renseigne au final sur la dangerosité du bâtiment par comparaison avec la demande sismique donnée par l’indice IS0. Toutefois, il ne peut être associé à un niveau de dommages potentiel en cas de séisme. Il renvoie davantage à un « degré de conformité » au règlement.

♦ Les compétences techniques requises En contrepartie de la précision de l’analyse, cette méthode exige un niveau de compétence supérieur aux méthodes déjà décrites dans ce rapport. Un ingénieur disposant si possible d’une expérience en dimensionnement des bâtiments en béton armé est préférable pour mener à bien les calculs de vérification de la structure, en particulier le calcul de résistance du contreventement. Notons en revanche qu’un ingénieur effectuant ce type d’analyse en routine pourra mener à bien le diagnostic en un temps relativement court (de l’ordre d’une journée).

♦ Sa spécificité et la transposition au cas français Comme toute approche simplifiée et codifiée, la procédure de diagnostic japonaise est basée sur des hypothèses simplificatrices fortes quant au comportement des ouvrages en béton armé (cinématique de rupture, ductilité, etc.). Il conviendrait, avant d’utiliser cette méthode, de

73

vérifier que ces hypothèses, ainsi que les critères de vérification de résistance, sont compatibles avec les usages français en termes de conception et de réglementation.



Typologies de

bâtiments





*

B

*

*

*

*

*

* *

*

I

* * *

* * *

74

3.13 Méthode italienne GNDT

3.13.1 Description

� PRINCIPE Cette méthode a été développée dès 1984 par le GNDT italien (Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti, créé par le conseil national de la recherche italien en 1983). La méthode a fait l’objet d’adaptations pour tenir compte des enseignements apportés par les tremblements de terre ultérieurs. La méthode GNDT a été adoptée par toutes les régions italiennes sismiquement actives moyennant quelques modifications mineures. La méthode GNDT se base sur l’identification et, dans certains cas, le calcul de paramètres caractéristiques du bâtiment étudié. Elle comporte deux niveaux.

- Le premier niveau ne permet pas d’évaluer numériquement la vulnérabilité des bâtiments. Il se base sur une fiche de relevé unique pour tous les types de structure. La fiche de relevé est disponible en annexe. Elle comporte huit sections : données relatives à la fiche remplie, localisation du bâtiment, données métriques, utilisation du bâtiment, âge de la construction et intervention, état du second œuvre et des installations, typologie structurale, extension et niveau des dommages. Ces informations sont assez générales et assez facilement repérables sur la structure. Dans certains cas, les données du premier niveau peuvent permettre de compléter des données manquantes de la fiche de deuxième niveau.

- Au deuxième niveau, la méthode GNDT distingue les bâtiments en maçonnerie des

bâtiments en béton armé. Chacune des fiches de second niveau est présentée en annexe. Les informations nécessaires sont regroupées en onze paramètres, neufs communs aux deux typologies (typologie et organisation du système résistant, qualité du système résistant, résistance conventionnelle, position du bâtiment et fondations, planchers, configuration en plan, configuration en élévation, éléments non structuraux et état du bâtiment) et deux distincts (rapport épaisseur/longueur et toiture pour les bâtiments en maçonnerie, nœuds-éléments critiques et éléments fragiles (peu ductiles) pour les bâtiments en béton armé).

Deuxième niveau pour les bâtiments en maçonnerie L’enquêteur attribue une évaluation de A à D pour chacun des onze paramètres, la note A étant plus favorable au bon comportement de la structure face aux sollicitations sismiques. La méthode permet dans un premier temps de pondérer la note attribuée à chacun des onze critères afin de calculer l’indice de vulnérabilité du bâtiment IV :

∑=

=11

1iii IVwIV

75

Le tableau des pondérations qui permettent de tenir compte de l’importance de chaque paramètre dans le comportement global de la structure est fourni en annexe du présent document. L’indice de vulnérabilité est ensuite normalisé pour obtenir une valeur entre 0 et 100. Dans un second temps, la courbe d’endommagement du bâtiment est calculée. Elle donne le dommage moyen que subirait la structure en fonction de l’accélération maximale au sol (paramètre choisi pour décrire l’agression sismique). Le dommage est nul jusqu’à la valeur d’accélération d’initiation du dommage yi puis varie linéairement jusqu’à l’accélération de ruine yc. Pour des accélérations supérieures à yc, l’endommagement moyen est égal à 1. Dans le cas des bâtiments en maçonnerie, yi et yc s’expriment sous la forme suivante :

)exp( bâtiii Vy βα −=

( )γβα bâtccc Vy +=

avec αy = 0.18, βy = 0.015, αc = 1.0, βc = 0.001 et γ = 1.80. Giovanezzi et Lagomarsino (2003) ont proposé par la suite une expression de l’endommagement moyen non pas fonction de l’accélération maximale au sol mais de l’intensité I du séisme (échelle EMS 98). Le dommage moyen s’exprime alors :

))05.02.10(55.0arctan(45.05.0 IVId +−+= A partir du dommage moyen, le pourcentage de bâtiment se trouvant dans un niveau de dommage k peut être déterminé par application d’une loi binomiale. Deuxième niveau pour les bâtiments en béton armé Contrairement à la fiche de niveau 2 pour les maçonneries, celle concernant les bâtiments de béton armé a subi des changements non négligeables depuis sa première version. La version présentée en annexe est la fiche utilisée actuellement dans la région Marche. Comme pour les bâtiments en maçonnerie, un indice de vulnérabilité IV est évalué, normalisé, puis la courbe d’endommagement du bâtiment est tracée. Celle-ci s’exprime à partir des relations suivantes :

[ ])25(exp +−= bâtyyy VA βα

[ ] 1)25(

−++= γβα bâtccc VA

avec αy = 0.155, βy = 0.0207, αc = 0.625, βc = 0.00029 et γ = 2.145. Il est ensuite possible de calculer le dommage moyen et le pourcentage de bâtiments se trouvant dans un dommage de niveau k.

� CHAMP D’APPLICATION La méthode développée par le GNDT s’applique aussi bien à l’échelle d’un bâtiment, d’un groupe de bâtiments ou d’une ville.

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Elle s’applique à deux typologies particulières, les bâtiments en maçonnerie et les bâtiments en béton armé. Il s’agit essentiellement de diagnostiquer du bâti courant. Les structures métalliques et les bâtiments en bois ne sont pas traités. A noter qu’il existe une fiche spécifique pour diagnostiquer les hangars industriels sans référence explicite aux structures métalliques. La méthode GNDT est utilisée dans la plupart des régions sismiques italiennes et constitue donc de fait une sorte de référence nationale pour l’évaluation de la vulnérabilité sismique. Il est important de remarquer que la méthode n’est pas appliquée en cas d’événement sismique grave car elle se révèle trop complexe à remplir.


• Données nécessaires : Le niveau 1, qui ne conduit pas à l’évaluation d’un indice de vulnérabilité, nécessite un examen visuel extérieur et intérieur du bâtiment. La visite de l’intérieur du bâtiment est rendue nécessaire par l’évaluation de la typologie des structures horizontales (nature des planchers), de la typologie des escaliers, de l’état de fonctionnement des installations etc. La collecte de données supplémentaires, hors visite de terrain, est nécessaire pour déterminer la classe d’âge du bâtiment, les différentes interventions ayant eu lieu sur le bâti (agrandissement, surélévation, restructuration…), l’utilisation du bâtiment etc. Le niveau 2 suppose tout comme le niveau 1 un examen visuel extérieur et intérieur. La consultation de cartes géologiques ou la collecte de données géotechniques sont également requises pour estimer la nature du sol. Les plans du bâtiment facilitent la détermination des paramètres configuration en plan, configuration en élévation, Dmax maçonnerie, nœuds et éléments critiques, éléments fragiles. Pour les bâtiments en béton armé, il est pratiquement indispensable que les plans soient reconstitués s’ils ne sont pas disponibles.

• Compétences à mobiliser : Le niveau 1 nécessite l’intervention d’un technicien spécialisé en bâtiment. Le niveau 2 nécessite quant à lui l’intervention d’un technicien spécialisé en bâtiment et possédant une bonne culture parasismique.

� TEMPS ET COUT DE LA METHODE Le relevé des facteurs de vulnérabilité in-situ peut s’effectuer en 1h à 1h30 s’il est possible d’accéder à l’intérieur du bâtiment. Cependant le recueil de données supplémentaires et le traitement des résultats hors visite de terrain se révèlent consommateur de temps. Un bâtiment peut en moyenne être traité en un à deux jours. Avec ces hypothèses et sur la base d’un coût journalier d’un technicien estimé à 600€, le coût par bâtiment pour l’application de la méthode GNDT de niveau 2 s’élève à environ 900 euros. Il est à noter qu’une formation des techniciens enquêteurs doit être prévue pour s’approprier les critères définis dans les fiches de relevés.

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� SES AVANTAGES

♦ Fondement de la méthode Pour les bâtiments en maçonnerie La méthode GNDT est fondée sur les dommages observés sur les villes de Venzone et Barrea essentiellement, après le séisme d’Irpinia de novembre 1980 (Ms=6.9). Le nombre de bâtiments en maçonnerie endommagés fut assez important pour établir des relations entre caractéristiques structurales du bâti et niveau d’endommagement (38000 bâtiments, endommagés et non endommagés furent inspectés, parmi lesquels une grande majorité de structures maçonnées). Pour les bâtiments en béton armé Les données disponibles sur l’endommagement de structures en béton armé après un séisme sont plus restreintes que celles pour les maçonneries italiennes. Pour vérifier la cohérence des résultats obtenus par la fiche de niveau 2, un test a été effectué sur 400 bâtiments publics de la région Emilia Romagna. Les courbes d’endommagement ont été comparées à celle obtenues par l’utilisation d’un modèle statique non-linéaire simplifié. Les deux points limites de la courbe ont été obtenus par analyse en poussée progressive. Une fois connue la répartition des forces latérales pour ces deux points, un système équivalent à un degré de liberté caractérisé par une relation non linéaire force-déplacement a été défini pour obtenir les valeurs de Ay et Ac. La méthode GNDT est donc fondée sur des données connues et fiables. Elle a d’ailleurs donné naissance à d’autres méthodes cherchant à s’appuyer sur les mêmes données de départ (dont la méthode Vulneralp). La représentativité des 400 bâtiments en béton armé de l’Emilia Romagna peut cependant être discutable. Proposition : La construction de la méthode GNDT reste particulièrement robuste. Elle comporte aussi l’avantage de pouvoir être recalibrée au gré des nouveaux évènements sismiques (en Italie mais aussi dans d’autres pays qui auraient une typologie constructive comparable avec l’Italie).

♦ Paramètres pris en compte La méthode prend en compte un large éventail de paramètres influant sur la nature de la réponse du bâtiment face aux sollicitations sismiques. Elle tient compte particulièrement de la qualité du système résistant et du rôle de diaphragme joué par les planchers dans les structures maçonnées. Contrairement à d’autres méthodes, elle inclut les éléments non structuraux et l’état d’entretien du bâtiment dans l’évaluation de sa vulnérabilité sismique. Les éléments critiques que sont les nœuds d’ossatures et les éléments courts sont bien pris en compte.

78

♦ Sa pédagogie Les fiches de vulnérabilité GNDT sont complétées par trois manuels permettant un remplissage adéquat. Le premier manuel se réfère à la fiche de niveau 1, le deuxième à celle de niveau 2 pour les maçonneries et le troisième à celle de niveau 2 pour les bâtiments en béton armé. Y sont décrits les paramètres employés et les notes à attribuer en fonction des caractéristiques relevées. Des schémas explicatifs et des exemples permettent de compléter aisément les fiches de vulnérabilité.

♦ Fiche de relevé Le caractère synthétique de la fiche de relevé constitue un atout fort en permettant d’avoir rapidement une vision globale de la structure : fiches sur deux pages pour la méthode de niveau 1, d’une seule page pour la méthode de niveau 2. Le format de la fiche avec des cases de réponse numérotées permet une gestion informatisée rapide des résultats. Proposition : Il serait sans doute souhaitable d’ajouter une feuille permettant de recueillir des informations supplémentaires récoltées sur le terrain et notamment de pouvoir faire un croquis ou garder des photographies du bâtiment.

♦ Type de résultats obtenus La méthode de niveau 2 fournit trois types de résultats :

• un indice de vulnérabilité, • un niveau moyen de dommage en fonction de l’accélération maximale au sol

(formulation initiale) ou en fonction de l’intensité macrosismique (formulation Giovanezzi et Lagomarsino),

• une répartition des probabilités de dommages ou une évaluation du pourcentage de bâtiments se trouvant dans un état de dommages k,

• une évaluation de la fiabilité du résultat obtenu. Les dommages évalués sur une échelle de 0 à 1 peuvent être transcris sur l’échelle EMS98 par application de l’équivalence suivante.

Dommage d EMS98 0 Pas de dommage

]0 ; 0.2] Degré 1 ]0.2 ; 0.4] Degré 2 ]0.4 ; 0.6] Degré 3 ]0.6 ; 0.8] Degré 4 ]0.8 ; 1] Degré 5

Les données GNDT permettent également de créer des scénarios pour une évaluation du risque. Dans cette démarche, la fiche de niveau 1 permet de caractériser l’intensité d’utilisation du bâtiment (période d’utilisation, potentiel d’utilisation, nombre d’heures d’utilisation par jour).

79


♦ Obstacles à la simplicité

Certains paramètres restent difficiles à évaluer. Plusieurs facteurs sont à l’origine de ces difficultés :

• La nécessité d’avoir les plans du bâtiment. L’évaluation de la résistance conventionnelle nécessite de connaître la surface de la toiture, les surfaces des structures résistantes aux actions sismiques dans les deux directions etc.

• La multiplicité des éléments à vérifier. Tous les nœuds d’ossature et éléments peu

ductiles doivent être vérifiés pour les bâtiments en béton armé.

• La difficulté de l’évaluation. Connaître la nature exacte de la structure dans le cas du niveau 1 de la méthode (différence entre structure de typologie A et E par exemple), évaluer le degré de connection des éléments horizontaux aux éléments verticaux dans le cas du niveau 2 etc. se révèlent délicat sans sondage plus précis.

• Le problème posé par les fondations. Les plans des fondations et les données

géotechniques nécessaires à un bon remplissage de la fiche de relevé ne sont que très rarement disponibles sur un bâtiment.

♦ Limites de l’utilisation des résultats obtenus

La méthode ne fournit pas d’appréciation sur la nécessité de réaliser une étude approfondie. Il appartient au maître d’ouvrage de se fixer une valeur seuil au-delà de laquelle un renforcement est souhaitable.

♦ Limite sur les résultats La fiabilité des résultats est évaluée uniquement sur la fiabilité des données relevées dans la grille et non sur la fiabilité du modèle utilisé (pas d’écart-type sur la valeur du dommage moyen).

3.13.3 Synthèse de l’analyse critique


Typologies de

bâtiments





**

B/U ** ** ** * * **

**

I/D *** ***

80

3.14 Synthèse des analyses L’objectif de cette comparaison est de permettre aux lecteurs de sélectionner une méthode selon les exigences particulières qu’ils peuvent avoir. Il ne s’agit pas de définir si une méthode est meilleure qu’une autre dans l’absolu mais de guider un choix de méthode en fonction du contexte, d’objectifs et d’attentes précises. La mise en parallèle des bandeaux d’analyse des critères caractérisant chaque méthode sous forme d’un tableau permet une lecture comparative simple et rapide de l’ensemble des méthodes analysées. Pour une meilleure lecture, les critères analysés ont été regroupés en quatre catégories, à savoir :

� Les caractéristiques générales ;

� La complexité ;

� Les moyens nécessaires à la réalisation du diagnostic ;

� Les résultats obtenus.

On opte également, dans le but de faciliter la lecture, pour une trame de fond plus ou moins foncée des cellules en fonction du nombre d’étoiles qu’elles possèdent. Plus la cellule a d’étoiles, plus la caractérisation du critère est positive et plus sa trame de fond est sombre.

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Caractéristiques générales Complexité Moyens Résultats

Méthode Validation scientifique


Typologies de bâtiments concernées

Facteurs de vulnérabilité pris

en compte


Technicité requise Simplicité

Temps

nécessaire Coût

Type de résultats obtenus

Méthode CETE Méditerranée *

* U

* *

*

* * *

* *

* *

* * *

* * *

* I

Méthode Zacek 1993 * * B

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * D

Méthode Zacek Classe D Nice *

* *

B / U

* *

* *

*

*

*

*

* *

* D

Méthode Battier AFPS * * * * B / U

* * * * * * * * * * * I / D

Méthode RISK-UE Niveau 1 * * * * * B / U

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * I / D / M

Niveau 0

Niveau 1.0

*

* * *

* * *

* * *

Niveau 1.1 * * * *

* * *

* * *

Méthode Vulneralp

Niveau 2.0

* *

* U

* * * * * * * * *

* * * *

* * * I / D / M

Méthode CETE Lyon * * * B / U

* * * * * * * * * * * * * * * * * Q

Méthode canadienne (niveau 1) * * * * * B / U

* * * * * * * * * * * * * * * * * * I

Méthode américaine (FEMA 154) ** * U

** ** ** ** *** *** *** ** I / D

Méthode suisse OFEG (niveau 1) * ** B/U

*** ** ** ** *** ** ** * I

Méthode néo-zélandaise NZSEE *** ** B/U

*** *** ** * ** ** ** * I

Méthode japonaise (niveau 1) *** * B

* *** * * ** * * * I

Méthode italienne GNDT (fiches de niveau II)

*** ** B/U

** *** ** ** ** * * ** I/D

B= à l’échelle du bâtiment, U= à l’échelle urbaine, I= indice de vulnérabilité, D= résultat en termes de dommages, M= marges d’erreurs, Q= qualification

Figure 2 : Tableau comparatif des 13 méthodes étudiées

82

3.14.1 La comparaison des méthodes fait apparaître plusieurs remarques. On s’aperçoit d’abord qu’aucune méthode n’obtient 3 étoiles à tous les critères. Il semble donc difficile d’établir une méthode optimale. La comparaison des différents niveaux de la méthode Vulneralp met en évidence que plus les niveaux prennent en compte de facteurs de vulnérabilité, plus la complexité et les moyens mobilisés augmentent. Il était effectivement prévisible que l’observation d’un grand nombre de facteurs de vulnérabilité augmente le temps de mise en œuvre et donc le coût. Un relevé complet peut nécessiter également plus de données et des connaissances en bâtiment plus conséquentes. Peu de méthodes possèdent 3 étoiles au critère « validation scientifique ». Elles sont donc rarement justifiées et validées. Cette constatation a plusieurs explications possibles :

• Ces méthodes ne sont pas issues d’une volonté nationale. Il s’agit dans la plupart des cas de méthodes expérimentales mises en place par différents organismes selon leurs besoins. Seule la méthode RISK-UE correspondant à un projet européen et les méthodes italienne, canadienne et américaine destinées à être appliquées à l’ensemble des territoires nationaux correspondant sont à la fois justifiées et validées

• Elles n’ont pas été élaborées dans le but de s’adapter à la prise de décision locale.

• La validation d’une méthode est difficile à établir. En effet pour tester une méthode, l’idéal est de l’appliquer à des bâtiments avant un séisme et de comparer après le séisme si le comportement des bâtiments est conforme aux estimations faites par la méthode. Or ce cas de figure apparaît rarement. D’autant plus rarement en France métropolitaine où l’occurrence des séismes est faible. La validation des méthodes françaises serait donc à chercher à l’étranger, sous réserve d’avoir des typologies constructives comparables.

• Les experts se sont intéressés assez tardivement au développement de méthodes qualitatives. A noter que ce type d’approche ne fait pas l’objet d’un consensus au sein des experts en génie parasismique.

Aucune méthode française ne possède 3 étoiles au critère « facteurs de vulnérabilité pris en compte ». Le maximum d’étoiles signifiait prendre en compte :

• L’ensemble des éléments structuraux sans oublier le contreventement, la transparence et les fondations

• L’ensemble des éléments non structuraux : éléments intérieurs, extérieurs… • L’état de conservation • La nature du sol et la pente du terrain • La proximité d’ouvrages

A ceux-ci peuvent s’ajouter : • La vulnérabilité des réseaux • Les défauts d’organisation (possibilité d’évacuation et de secours)

Certaines méthodes oublient des critères, d’autres les recensent mais ne s’en servent pas pour déterminer l’indice de vulnérabilité ou le taux de dommages.

83

La comparaison des coûts de mise en œuvre de chaque méthode montre que beaucoup d’entre elles sont peu onéreuses (moins de 200 euros par bâtiment étudié). Il ressort de l’analyse des méthodes que le coût d’une méthode augmente avec le niveau d’expertise requis.

Peu de méthodes vont jusqu’à la définition d’incertitudes associées au niveau de dommages ou à l’indice de vulnérabilité déterminé. Cette donnée est pourtant fondamentale pour permettre un regard critique des acteurs locaux sur les résultats obtenus.

3.14.2 Exemple de sélection d’une méthode Pour démontrer l’utilisation possible du tableau dans le choix d’une méthode dans un contexte donné, un exemple est décrit ci-après.

L’exemple d’application choisi correspond à l’étude de la vulnérabilité des bâtiments stratégiques des communes en zone de sismicité II d’un département français donné. L’objectif de cette étude est d’établir une hiérarchie des bâtiments en fonction de leur vulnérabilité afin de sélectionner ceux pour lesquels des études complémentaires sont à réaliser en priorité dans un contexte budgétaire limité. Il est supposé que le niveau d’expertise des utilisateurs appelés à effectuer la hiérarchisation est adapté à la méthode choisie. Seules les méthodes françaises ou européennes sont ici considérées. On est ici dans le cas d’une étude sur un groupe de bâtiments : les bâtiments stratégiques. On doit donc utiliser une méthode dont le champ d’application est l’échelle du bâti. Il s’agit des méthodes qui présentent au critère « champ d’application » du tableau : 2 étoiles ( * *) ou 1 étoile suivie de l’indice B (* U) . C’est le cas des méthodes :

• Zacek 1993 • Zacek D • BATTIER • RISK-UE • VULNERALP • CETE de Lyon • Suisse OFEG • Italienne GNDT

Dans un premier temps, ne sont retenus que les méthodes ayant une validation scientifique décrite par deux ou trois étoiles. Ne sont donc pas prises en compte les méthodes Zacek 1993, Zacek D, CETE de Lyon et la méthode suisse OFEG (premier niveau). Les méthodes provisoirement retenues sont donc les méthodes:

• BATTIER • RISK-UE • VULNERALP • Italienne GNDT

L’objectif étant de réaliser un classement des bâtiments en fonction de leur vulnérabilité, la méthode doit donner des résultats sous forme chiffrée ou sous forme de classes de niveau de dommages. Il s’agit des

84

méthodes présentant dans le tableau au critère « Type de résultats obtenus » l’indice I ou D. C’est le cas de toutes les méthodes retenues.

Ces bâtiments stratégiques peuvent être en maçonnerie, en béton armé, en métal, en bois…La méthode choisie pour l’étude doit donc être adaptée à toutes les typologies de bâtiments c’est-à-dire présenter trois étoiles (* * *) au critère « Typologies de bâtiments concernés » du tableau. Or les méthodes retenues ont toutes trois étoiles (* * *) à l’exception, de la méthode Battier et de la méthode italienne. En effet la méthode Battier est adaptée seulement aux constructions en béton armé et la méthode italienne aux seules constructions en maçonnerie et en béton armé (cette méthode pourra toutefois être retenue si l’échantillon ne comporte que ces deux typologies de construction). Il ne reste donc plus que deux méthodes possibles : RISK-UE et Vulneralp. Pour poursuivre le choix il convient désormais de s’intéresser à la qualité des facteurs de vulnérabilité pris en compte. Compte tenu de l’objectif, il est nécessaire de s’assurer que les facteurs de vulnérabilité pris en compte sont suffisamment détaillés pour permettre une hiérarchisation des bâtiments les uns par rapport aux autres. Les méthodes Vulneralp de niveaux 0 et 1.0 ne sont donc pas retenues. Les trois méthodes Vulneralp 1.1, Vulneralp 2.0 et Risk-UE de niveau 1 sont donc acceptables. Cependant, Risk-UE présente un niveau de validation scientifique supérieur et serait donc à retenir prioritairement dans le cas étudié.

85

4 Conclusions

A ce jour, il n’existe pas de méthode de référence nationale ou de norme concernant les approches qualitatives de la vulnérabilité au séisme des constructions. Pour autant, plusieurs méthodes ont été développées au niveau national et international. Si la majorité de ces approches appartiennent au domaine de la recherche et peuvent être qualifiées d’expérimentales, l’usage de certaines d’entre elles pour la conduite d’étude opérationnelle est en expansion. Cette situation résulte d’un besoin local fort d’outils permettant de hiérarchiser des ensembles de constructions en vue de la définition d’orientations opérationnelles et de priorités d’actions. Pour ces utilisateurs d’approches sommaires de vulnérabilité, il ne s’agit pas de qualifier précisément la vulnérabilité physique des bâtiments mais de hiérarchiser les priorités sur la base de l’estimation d’un niveau présumé de vulnérabilité. L’analyse de treize méthodes disponibles au niveau national et international montre qu’il n’existe pas de méthode idéale. Ces approches ont toutes un principe général commun, à savoir l’identification de la typologie constructive et de facteurs de vulnérabilité permettant d’estimer un niveau global de vulnérabilité présumée. Cependant, leurs fondements scientifiques, leur niveau de validation opérationnelle, leur complexité, leur coût etc. sont variables de l’une à l’autre. Le choix d’une méthode plutôt qu’une autre est donc dépendant des objectifs de la démarche que l’on souhaite engager et des moyens à disposition. Sur ce point, le tableau de synthèse fourni dans le présent document constitue une aide à la décision pour effectuer ce choix. D’une façon générale et quelle que soit la méthode sélectionnée, il est fondamental de garder à l’esprit que les résultats de ces approches sommaires sont à utiliser avec précaution. En ce sens, si les relevés ne nécessitent souvent pas un niveau d’expertise poussé, l’interprétation des résultats doit être confiée à des personnes expérimentées. Si les résultats de ces approches peuvent permettrent de planifier des actions, la définition concrète et précise de mesures de réduction de la vulnérabilité nécessitera par la suite la conduite de diagnostic précis de vulnérabilité. Enfin, si elles peuvent permettre d’initier l’examen de bâtiments spécifiques, elles sont surtout destinées à des approches statistiques à grande échelle. Le diagnostic sismique d’un bâtiment individuel appelé à jouer un rôle essentiel lors de la gestion de crise ne peut être seulement fondé sur les méthodes sommaires exposées. Compte-tenu des éléments ci-dessus et notamment du besoin mais aussi des difficultés techniques inhérentes aux méthodes disponibles à ce jour, il serait indispensable à moyen terme de mettre à disposition des acteurs locaux des outils de référence nationale pour la conduite d’approche sommaire de vulnérabilité au séisme des constructions. Cette action permettrait d’harmoniser les démarches locales, de définir un cadre d’exigence technique et de développer des bases de données comparables.

86

5 Références bibliographiques

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87

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ZACEK Milan (1993). Estimation de la vulnérabilité aux séismes des constructions existantes, document non publié. Laboratoire ABC, Ecole d’architecture de Marseille-Luminy.

ZACEK Milan (1997). Evaluation de la présomption de vulnérabilité aux séismes de bâtiments de classe D sur la ville de Nice (Alpes-Maritimes) : méthodologie. Document non publié.

ZACEK Milan (2004). Vulnérabilité et renforcement. Cahier 2 des cahiers parasismiques. Les grands ateliers de l’Isle d’Abeau, 59 p.

88

ANNEXES

89

Cahier des charges de l’étude globale confiée au CE TE Méditerranée

Titre Comparaison opérationnelle des méthodes existantes de diagnostic de vulnérabilité

Action du plan séisme correspondante

2.4.7. Guides des méthodes de diagnostics de la résistance des bâtiments aux séismes

Pilote de l’action au sein du PNPRS

CETE Méditerranée

Responsable de l’étude

Ghislaine VERRHIEST / CETE Méditerranée Participation de Guy JACQUET, Chloé AUFFRET

Collaborations BRGM

Durée de réalisation1

18 mois

Contexte de la révision du cahier des charges : Lors d’une réunion le 15 décembre 2005 entre Philippe SABOURAULT (MEDD) et Ghislaine VERRHIEST (CETE Méditerranée), une révision de fond du cahier des charges a été demandée au CETE par le MEDD. Par ailleurs, suite à une réunion de cadrage avec le BRGM le 24 janvier 2006 et après contact téléphonique avec Philippe SABOURAULT en janvier 2006, il a été décidé d’inclure dans le présent cahier des charges l’intervention du CETE sur le projet de base de données du bâti en cours de développement par le BRGM. Enfin, suite à des contacts récents avec la Guadeloupe, il est proposé d’inclure au cahier des charges une mission spécifique relative à la vulnérabilité des écoles primaires.

90

Objectif de l’action : L’intervention du CETE vise à développer des actions au niveau national afin de valoriser les données disponibles concernant la vulnérabilité des constructions aux séismes et à développer des méthodes et outils simples à destination les acteurs locaux pour les inciter à initier des diagnostics de vulnérabilité sur leur territoire et à entreprendre des actions correctives. La réalisation de cette action comporte trois sous-actions indépendantes décrites ci-après.

� Une sous-action 1 : Analyse bibliographique critique des méthodes de diagnostic sommaire de la vulnérabilité aux séismes des constructions.

Pilotage : CETE Méditerranée

Partenaire : BRGM

Les principales méthodes de diagnostic sommaire de vulnérabilité aux séismes des constructions disponibles au niveau national et international seront présentées dans le détail (objectifs, temps nécessaire, compétences à mobiliser, données préalables, coût,…). Ce travail viendra en complément et s’appuiera en partie sur le guide de l’AFPS relatif aux méthodes à l’échelle urbaine (publié en 2005) et au rapport du stagiaire du MEDD relatif à la « prévention du risque sismique en France : une nécessaire prise en compte de la vulnérabilité du bâti existant » (réalisé en 2005).

Cette analyse aboutira à la production d’un cahier technique décrivant les méthodes examinées et synthétisant leurs avantages et inconvénients et notamment les typologies ou situations pour lesquelles elles sont le plus adaptées.

Le cahier technique devra permettre à des bureaux d’études d’utiliser les méthodes présentées, dans la limite de la confidentialité de certaines méthodes.2

Une hiérarchisation de l’intérêt des méthodes étudiées au regard de la qualité de leurs résultats, de l’étendue des typologies constructives concernées et de leur coût sera proposée. Cette hiérarchisation facilitera la décision du MEDD quant au choix des méthodes à promouvoir.

Remarques :

Il est à noter cependant que le caractère confidentiel de certaines méthodes ne permettra pas de diffuser les codes de calcul associés (permettant de déterminer la valeur ou l’indice de vulnérabilité).

Par ailleurs, les méthodes décrites ne permettent pas d’identifier de façon précise les actions de renforcement à effectuer. Elles constituent un outil d’aide à la décision pour les acteurs locaux pour hiérarchiser les enjeux d’un secteur donné entre eux et pour définir des priorités d’actions (études plus approfondies, changement anticipé d’usage,…). 2 Cet objectif initial a été révisé compte-tenu du caractère confidentiel de nombreuses méthodes. Il s’agit de fournir aux bureaux d’études des éléments d’analyse critique de méthodes disponibles permettant de sélectionner les méthodes les plus adaptées aux objectifs recherchés. Pour l’utilisation proprement dites des méthodes et l’accès aux éléments de calcul, il appartient aux bureaux d’études de se rapprocher des organismes concepteurs.

91

� Une sous-action 2 : Elaboration d’un cahier des charges relatif à une base de données sur le bâti

Pilotage : BRGM

Partenaires : CETE Méditerranée

L’action vise à l’élaboration de la structure d’une base de données sur le bâti, et à la détermination des données la constituant et des modalités d’alimentation.

Pour mener à bien ce travail, le CETE Méditerranée et le BRGM réaliseront un inventaire et une analyse critique des bases de données disponibles sur le bâti en France et à l’étranger.

Il s’agira ensuite de définir les principales caractéristiques de la base de données à savoir :

- les objectifs de la base et les "utilisateurs" potentiels ;

- de préciser la nature et la forme de l’information qui doit y être stockée ;

- de définir les modalités de mise en œuvre (mode de fonctionnement, mode d’enrichissement au niveau national et local,…) ;

- de déterminer sa structuration et son architecture

- d’envisager sa structuration logicielle et d’évaluer les besoins matériels ;

- d’envisager les modes et conditions de mise à disposition ;

- d’évaluer les coûts de mise en oeuvre et de fonctionnement.

� Une sous-action 3 : Diagnostic sommaire de la vulnérabilité des écoles primaires aux séismes en Guadeloupe.

Pilotage : CETE Méditerranée

Partenaires : DDE, DIREN, rectorat, association des maires de la Guadeloupe et association des parents d'élèves.

L’objectif de la présente action est d’établir une méthode de diagnostic de la vulnérabilité des bâtiments scolaires en Guadeloupe, méthode à destination des gestionnaires de ces établissements. Cette méthode doit être simple, facile à utiliser et doit permettre de mettre en avant par un diagnostic rapide les facteurs prépondérants de présomption de vulnérabilité des bâtiments étudiés. La méthode de diagnostic permettra d'identifier les facteurs de présomption de vulnérabilité, de hiérarchiser les bâtiments en fonction de leur vulnérabilité globale et d’identifier par bâtiment les points les plus critiques devant faire l’objet d’une attention particulière voire d’une action corrective ou de renforcement ultérieure (pistes d’actions simples définies qualitativement et sommairement). La définition précise des actions de réduction de la vulnérabilité devra faire l’objet d’études plus fines sur les établissements les plus préoccupants. Cependant cette définition n’est pas l’objet de la présente mission.

92

La mission permettra également de mener des actions de sensibilisation auprès des acteurs locaux clés en matière d’enseignement à savoir notamment : le conseil général, le rectorat, la préfecture, la direction départementale de l’équipement, les maires, les enseignants, les parents d’élèves. In fine, la méthode pourra être utilisée pour les écoles de métropole. Cette utilisation nécessitera potentiellement une adaptation relative aux typologies de bâtiment rencontrées. La méthode de travail comporte les étapes suivantes :

• Recueil de données relatives aux caractéristiques des établissements scolaires guadeloupéen, ; cette étape est réalisée au préalable par la DDE et le rectorat et doit permettre d’identifier les principales typologies de bâtiments rencontrés et leurs caractéristiques (année de construction, type de construction, implantation géographique, type de sol,…); à partir de la fiche 1.0 "de vulnéralp adaptée, complétée et validée par le CETE

• Définition de la méthode de diagnostic ;

• Etude sur le terrain d’un échantillon de bâtiments représentatifs des typologies identifiées (une vingtaine d’écoles environ seront étudiées);

• Sensibilisation des acteurs à la méthode développée ; cette étape consiste, à l’aide d’un support réalisé par le CETE, à indiquer les objectifs et attendus de la démarche et à inciter les acteurs locaux à mettre en œuvre des diagnostics sur la base de l’outil développé ;

• Assistance auprès de la DDE et du rectorat pour la définition d’un cahier des charges de consultation de prestataires pour la réalisation à court terme de diagnostic sur les 330 écoles du territoire guadeloupéen.

Le délai global de cette sous-action est de 6 mois. Une mission en Guadeloupe sera mise en place fin juin 2006.

93

Fiches de relevés des méthodes de vulnérabilité som maire

MÉTHODE DU CETE MÉDITERRANÉE (FIN ANNÉES 1990).....................................................94

MÉTHODE BATTIER (2002)................................................................................................................96

MÉTHODE DU PROJET EUROPÉEN RISK-UE............................................................................119

MÉTHODE VULNÉRALP 1.0 ET 1.1 ................................................................................................125

MÉTHODE CANADIENNE ................................................................................................................130

MÉTHODE DU CETE DE LYON (2001)...........................................................................................132

MÉTHODE FEMA-154 ........................................................................................................................141

GRILLE D’ÉVALUATION SUISSE...................................................................................................145

MÉTHODE NÉO-ZÉLANDAISE .......................................................................................................148

MÉTHODE JAPONAISE.....................................................................................................................149

MÉTHODE DU GNDT .........................................................................................................................152

94

Méthode du CETE Méditerranée (fin années 1990)

1. Détermination de l’indice de base (V1) L’indice de base V1 cumule les trois critères que sont l’âge du bâtiment, le matériau et l’état d’entretien.

VA âge de la construction après 1977 0,05 entre 1949 et 1977 0,15 entre 1880 et 1949 0,10 avant 1880 0,20

Score VA VM matériau structural béton armé 0,05 charpente métallique 0,05 maçonnerie 0,15

Score VM VE état d’entretien bon 0 assez bon 0,05 assez mauvais 0,10 mauvais 0,15

Score VE VA + VM + VE = V1

2. Détermination des facteurs de vulnérabilité (V2) La méthode retient 22 facteurs de vulnérabilité visibles depuis l’extérieur du bâtiment. Les facteurs appellent une réponse binaire (oui=1, non=0). Un poids est attribué à chacun d’eux en fonction du degré de dommages qu’ils peuvent induire. La somme pondérée des 22 valeurs (somme pondérée maximale de 500) est normée à 0,50. La grille des facteurs de vulnérabilité est donnée à la page suivante.

3. Indice de vulnérabilité V L’indice de vulnérabilité V est la somme de l’indice V1, correspondant aux critères de base, et de l’indice V2, correspondant aux éléments critiques.

V = V1+V2

95

Bâtiment : ………………………..

Critère Définition du critère (réponse défavorable = oui) oui non poids vi

a Pente générale du terrain ( p > 30%)

25

b Proximité de changement de pente ( d < 2 h )

50

c Soutènement ou talus ( d < 2 h )

40

d Bâtiment proche ( d < h )

25

e Bâtiment accolé avec joint insuffisant ou obstrué (e < 4cm)

15

f Dissymétrie en plan 25 g Élancement en plan

(L/l > 4 ) 10

h Parties saillantes ou rentrantes 15 i Étages de hauteur différente 10 j Retraits en façades 15 k Transparence complète 90 l Demi - transparence 60 m Angle affaibli 20 n Non-continuité verticale des éléments porteurs 25 o Présence de poteaux courts 25 p Présence de poteaux élancés 10 q Présence de percements ou inserts dans la structure

porteuse 10

r Porte à faux > 2 m 5 s Présence de souches de cheminées vulnérables et

dangereuses 5

t Modénatures de façades vulnérables et dangereuses 5 u Antenne hertzienne en toiture 5 v Revêtement lourd agrafé ou collé (pierre, béton,

verre) 10

500 OBSERVATIONS : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

96

Méthode Battier (2002) Référence : « Guide d’évaluation de la présomption de vulnérabilité du bâti existant ». Guide AFPS, sous la direction de J. Battier. Octobre 2001. La méthode Battier comporte :

- une fiche de relevé des facteurs de vulnérabilité intitulé « Fiche de recensement de facteurs de vulnérabilité à destination des bâtiments à étages multiples en béton armé, béton banché, maçonnerie de blocs et/ou ossatures poteaux-poutres avec ou sans remplissage,

- une fiche synthèse « évaluation qualitative de la présomption de vulnérabilité » pour attribuer les

coefficients de pénalité au bâtiment étudié,

- un tableau de récapitulation des résultats.

97

FICHE DE RECENSEMENT DE FACTEURS DE VULNÉRABILITÉ

à destination des

BÂTIMENTS À ETAGES MULTIPLES

EN

BÉTON ARMÉ , BÉTON BANCHÉ , MAÇONNERIE DE BLOCS

ET/OU

OSSATURE POTEAUX/POUTRES AVEC OU SANS REMPLISSAGE

_________________________

Données générales

Données sur l'implantation

Caractéristiques géométriques

Plan

Élévation

Structure Système porteur

Principaux éléments verticaux de contreventement

Diaphragmes

Caractéristiques massiques

Fondations

Éléments non structuraux

_________________________

Groupe de Travail "Vulnérabilité" AFPS

98

Données généralesNombre de niveaux

123456

Exemple : 6 niveaux Exemple : 6 niveaux

123456

h H

Hauteur du bâtiment

12

Nombre de niveaux en sous-sol : 2

Niveaux en sous-sol

hauteurmesuréede plancherà plancher

Hauteur des niveaux

h

h

99

DONNEES GENERALES

ADRESSE

CARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES

• Propriétaire

• Destination

• Nombre de logements

• Nombre de commerces

• Nombre total d'occupants < 300 > 300

• Classe d’importance socio-économique B C D

DESCRIPTIF SOMMAIRE

• Nombre de niveaux N =

• Hauteur des niveaux h =

• Hauteur hors sol H =

• Hauteurs libres en présence d'un dénivellé Hmaxi = Hmini =

• Nombre de sous-sols Nss =

• Hauteur des sous-sols hss =

• Surface au sol S =

• Toiture Terrasse En pente

INFORMATIONS SUR LA CONSTRUCTION

• Année ou époque de construction Dâte de dépot du permis

• Mission du bureau de contrôle oui non ?

• Architecte

• Entreprise

• Bureau d'étude

ÉTAT APPARENT

• État de conservation Bon Moyen Mauvais

• Désordres structuraux constatés Fissuration Éclatement béton Corrosion d’armatures

• Réhabilitation non oui, nature des travaux réalisés = Année = prévue

100

Site

• Proximité d’un changement de pente

D

D

• Proximité de bâtiments

H

• Proximité d’un mur de soutènement

mur amont

D

mur aval

D

H

H

H

bâtiment isolé

bâtiments accolés surdeux côtés opposés

bâtiments accolé surdeux côtés adjacents

bâtiments accolés sur un côté

3

Situation du bâtiment par rapport aux constructions voisines

1

4

2

A B

Planchers au même niveau

Planchers décalés

Niveaux des planchers entre blocs

C D

Niveaux des planchersdans un même bloc

Niveaux des planchers entre eux

Séparation en blocs par des joints

- hauteurs différentesdes bâtiments E, F et G- mêmes longueurs

l l l

G

- mêmes hauteursdes bâtiments C et D- longueursdifférentes

h hC D

E F

joint de dilatation

- mêmes hauteursdes bâtiments A et B- mêmes longueurs

h hA B

l1 l2

101

DONNÉES SUR L'IMPLANTATION

SITE

• Sol en surface Rocher Alluvions Présence de sable Ancien marais

Sol rapporté Ancienne décharge Pas d’informations Autres

• Type du site (PS92) (étude de sol) S0 S1 S2 S3

• Pente générale Nulle Modérée <10% Forte >40%

• Proximité de changement de pente Non Oui

Distance (m) D= Rebord de crête Abord de falaise Sommet

• Proximité d'eau Non Oui

Distance (m) D= Bord de mer Rivière, ruisseau Lac …

en amont (AM) Distance (m) D= Hauteur (m) H= Drainage, Barbacanes : O,N, ? • Soutènement ou Talus

en aval (AV) Distance (m) D= Hauteur (m) H= Drainage, Barbacanes : O,N, ?

ENVIRONNEMENT DU BÂTIMENT

• Bâtiment isolé oui non

• Bâtiments proches avec : Hauteur (bâtiment ou

bâtiment proche) >Distance

non oui

1 côté : Long., Trans. avec H’ = =

• Bâtiments accolés 2 côtés : L,T, opposés Décalage Hauteurs « Type »

2 côtés adjacents sans H’= H’’ = ≠

• Pour chaque bâtiment accolé : Époque de construction : « Type » :

Hauteur d’étage :

Planchers au même niveau Planchers décalés

Joints Épaisseur =

DÉCOMPOSITION EVENTUELLE DU BÂTIMENT EN BLOCS

• Bâtiment monobloc ⇒ une seule fiche

mécaniquement solidaire d’autres bâtiments ⇒ une fiche pour l’ensemble

Nombre de blocs =

⇒ croquis et numéros

Formé de blocs séparés par des joints Blocs identiques oui non

⇒ une fiche pour chaque bloc distinct

102

PLAN DE SITUATION

CROQUIS DE L'ENVIRONNEMENT

(SI NECESSAIRE)

DÉCOMPOSITION EN BLOCS ET IDENTIFICATION

(SI NECESSAIRE)

103

PHOTOS DES FAÇADES VISIBLES

104

Tous niveaux

Niveau au solet autresidentique

Retrait sur deux façades

Retrait sur deux façades

Retrait sur une façade

Forme en élévation

niveaux type 3

niveau type 1

niveaux type 2

Exemple de trois types de niveaux

Différences de niveaux Retraits

• Élancement

l

L

• L / l > 4

• L / l < 4

a

Parties saillantes

a

Parties rentrantes

• Décrochements

l

l

Forme en plan

Symétrie selon un axe

Symétrie selon un axe

Symétrie selon deux axes

Forme irrégulière

Forme en plan

105

CARACTERISTIQUES GÉOMETRIQUES DU BATIMENT OU DU BLO C N° =

FORME EN PLAN L : sens longitudinal T : sens transversal

• Rectangulaire oui non

• Symétrique selon 2 axes (L et T) oui non

• Symétrique selon 1 axe oui L, T non

• Forme irrégulière (==> Croquis) oui non

• Dimensions L = l =

• Elancement en plan L/l >4 L/l < 4

• Parties saillantes a < L/4 ou l/4 a > L/4 ou l/4

• Parties rentrantes a < L/4 ou l/4 a > L/4 ou l/4

FORME EN ÉLÉVATION

• Tous niveaux identiques en forme et dimensions oui non

Hauteur de l'étage courant h =

• Niveaux au sol différents et autres niveaux identiques oui non

Nombre et hauteur de chaque type de niveau

au sol ns = hs =

étage courant ne = he =

Un retrait sur 1 façade non oui

2 façades contigües non oui

2 façades opposées non oui

autre non oui

• Bâtiment / Bloc structuré en 3 types de niveaux ou plus (==> Croquis) oui non

Nombre et hauteur de chaque type de niveau

au sol ns = hs =

niveaux type1 n1 = h2 =

niveaux type 2 n1 = h2 =

Retraits sur 1 façade non oui niveau =

2 façades contigües non oui niveau =

2 façades opposées non oui niveau =

autre non oui niveau =

• Autre (==> Croquis)

106

FORME ET DIMENSIONS

DU BATIMENT OU DU BLOC N° =

Indiquer les principales dimensions

CROQUIS EN PLAN

CROQUIS EN ÉLÉVATION

107

Eléments critiques

Poteau court et poteau élancé

• Poteau court :si hauteur libre h < 4 x largeurmaximale

Risque de rupture par cisaillement

• Poteau élancé :si hauteur libre h > 20 x largeurminimale

Risque de rupture par flambement

h

largeurmaximale

largeurminimale

ATTENTION !

Vérifier ces formules dans chaquedirection. Descente des charges directe Descente des charges en baïonnette

Superposition d’éléments

e

d

e = largeur totale des percements

• e > d / 3

• e < d / 3

Percements dans les poteaux et poutres

d

e

Angle affaibli : absence de contreventement sur un ouplusieurs angles

Aux niveaux inférieurs

Aux demi-niveaux

Jonction poteaux-poutres

Coupes horizontales e = distances entre axes

poutre

poteau

e

axes non superposésavec élément de jonctionen porte-à-faux

poutre

e

axes non superposés

axes superposés

poutre

poutre

poteau

e

axes non superposéscroisement des poutreshors du poteau

poutre

poteau

e

poutre

poteau

poteau

c

Poteau bridé

108

STRUCTURE DU BATIMENT OU DU BLOC N° =

SYSTEME PORTEUR

CARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES

• Structure quasi- répétitive selon la hauteur longueur

non répétitive selon la hauteur longueur

• Structure de l'étage courant Murs Ossatures poteaux poutres Mixte

Murs en maçonnerie de blocs Chaînage Oui - Non Verticaux Horizontaux

Murs en béton armé non armé ?

Ossatures poteaux poutres sans remplissage avec remplissage : cloison - mur (>10cm)

• Niveaux au sol si ≠ de l'Etage courant Murs voiles Portiques Mixte

Murs en maçonnerie de blocs Chaînage Oui - Non Verticaux Horizontaux

Murs en béton armé non armé ?

Ossatures en béton armé sans remplissage avec remplissage : cloison - mur (>10cm)

ZONES OU ÉLÉMENTS CRITIQUES

N.B. Prêter particulièrement attention aux trois premiers étages ou étages de transition

• Superposition d'éléments porteurs verticaux oui non étage =

• Eléments porteurs préfabriqués non oui étage =

• Présence de "poteaux courts" (hlibre < 4 largeur) non oui étage =

• Présence de poteaux élancés (h >20 largeur min) non oui étage =

• Présence d'un angle de façade affaibli non oui étage =

• Percements, inserts (e>d/3) : - dans les poteaux et ou poutres non oui étage =

: - dans les noeuds non oui étage =

• Axes poteaux poutres concourants oui non (e>c/2) étage =

• Présence de porte-à-faux > 2 m non oui étage =

• Vide sanitaire non oui : avec murs sans murs

• Planchers d’un même étage situé à des hauteurs différentes non oui : préciser

NATURE DES JOINTS ENTRE BLOCS ADJACENTS

• Joints : - de dilatation entre blocs épaisseur = totalement vides ? oui non ?

: - de mitoyenneté Sans

épaisseur = totalement vides ? oui non ?

INFORMATIONS COMPLÉMENTAIRES

• Mode constructif si clairement visible Coulé en place Préfabriqué Mixte

Coffrage Tunnel Planchers en (pré)Dalles; à Poutrelles et Entrevous

109

Nature du contreventement

Exemples de contreventements

contreventement transversal

contreventement longitudinal

contreventement par noyau rigide (exemple : cage d’escalier, d’ascenseur, etc.)

ATTENTION !Ces contreventements peuvent être associés.

contreventement transversal :excentricité par rapport à

l'axe transversal

contreventement longitudinal :excentricité par rapport à

l'axe transversal

contreventement longitudinal :excentricité par rapport à

l'axe longitudinal

contreventement transversal :excentricité par rapport à

l'axe longitudinal

excentricitépar rapport à l’axe

excentricitépar rapport aux deux

excentricitépar rapport à l’axetransversal

Un seul mur de contreventement dans une direction

110


PRINCIPAUX ELEMENTS VERTICAUX DE CONTREVENTEMENT

NATURE DU CONTREVENTEMENT L : sens longitudinal T : sens transversal

• Murs en maçonnerie de blocs L T

• Voiles en béton armé L T

en béton non armé L T

sans remplissage L T

• Ossatures poteaux poutres avec remplissage plein L T

avec remplissage partiel L T précisions

• Panneaux de façades préfabriqués lourds L T pleins: L T avec ouvertures : L T

• Cages d’escalier Nombre Nature L T noyau rigide?

• Cages d’ascenseur Nombre Nature L T noyau rigide?

• Murs couplés par des linteaux non oui

• Percements dans les murs non oui (s > S du mur au niveau considéré/10):

niveau(x) =

DISPOSITION DU CONTREVENTEMENT (MURS ET NOYAUX )

• Présence de niveaux "transparents" non L T oui L T : niveau(x) =

• En élévation, variation en nombre et/ou dimension > 30% non L T oui L T : niveau(x) =

• Superposition des Eléments Verticaux de Contreventement (EVC) oui L T non L T : niveau(x) =

• Continuité jusqu’aux fondations des (EVC) oui L T non L T : niveau(x) =

• Forte différence de contreventement selon les directions L, T non oui

entre files parallèles non oui L T

• Dissymétrie marquée du contreventement en plan non L T oui L T

• Un seul mur de contreventement dans une direction non L T oui L T : niveau(x) =

DIMENSIONS DES PRINCIPAUX ÉLÉMENTS VERTICAUX DE CONT REVENTEMENT

• Étage courant

Nombre de files Nature L T

% de longueur de contreventement de chaque file L : T :

Section des murs/ Surface totale par niveau en % L : T :

Cages d’ascenseur ou d’escalier hors file

• Niveaux au sol si ≠ de l'Etage courant

Nombre de files Nature L T

% de longueur de contreventement de chaque file L : T :

Cages d’ascenseur ou d’escalier hors file

Section des murs/ Surface totale par niveau en % L : T :

111

Toitures

• Avec diaphragme

plancher béton armé + étanchéité + protection

plancher béton arméinclinée+ couverture

plancher bétonarmé+ charpente+ couverture

charpente bois, métal, bétonarmé+ couverture

• Sans diaphragme

pannes sur murspignons et murs derefend

112


DIAPHRAGMES

NATURE DES PLANCHERS

• Nature des planchers Coulés en place Préfabriqués Autre : préciser

• Planchers avec trémies non oui : nombre par niveau =

• Surface totale des trémies/Surface totale par niveau >0.1 non oui : niveaux =

NATURE DE LA TOITURE

• Toiture terrasse ou Plancher de comble oui non

• Charpente contreventée dans le plan des versants des entraits

DIMENSIONS

• Epaisseur des diaphragmes e =

• Distances entre éléments d'appuis DT = DL =

_____________________________________________________________________________________________________

CARACTERISTIQUES MASSIQUES

• Masse des planchers identiques (écart ≤ 40%) oui non

si non Présence d'un plancher lourd Etage =

Présence d'une toiture lourde Terrasse plantée Piscine terrasse

Autre

• Centre de gravité des niveaux sur une même verticale oui non : niveau (x) =

• Estimation de la masse de l'étage courant m =

• Charge d'exploitation me =

_____________________________________________________________________________________________________

CARACTERISTIQUES DE FONDATION (cf CONTROLEUR OU BET )

Isolées Filantes Longrines

Radier

Fondations superficielles

Fondations semi profondes

Fondations profondes

_____________________________________________________________________________________________________

ELEMENTS NON STRUCTURAUX

Présence de verre trempé Revêtements lourds Claustra lourds Jardinières béton Cheminées élancées

Autres

113

CROQUIS DE LA STRUCTURE

DU BÂTIMENT OU DU BLOC N° =

Indiquer les dimensions des éléments porteurs et l'espacement entre eux.

Utiliser des conventions de représentation pour

- les différents matériaux des éléments porteurs

- distinguer les murs pleins, les murs avec ouvertures, les poteaux

VUE EN PLAN

ÉTAGE COURANT AUTRES NIVEAUX (SI ≠≠≠≠)

114

EVALUATION QUALITATIVE DE LA PRESOMPTION DE VULNERA BILITE

Propriétaire du bâtiment :

Dénomination et adresse du bâtiment :

Année de construction :

Date du diagnostic :

Auteur du diagnostic :

A 1 2Implantation Pente générale du terrain >40% Proximité d'un changement de pente OBSERVATIONS du bâtiment D<2H du bâtiment

5 15B 1 2

Environnement Bâtiments accolés : joint = 0 Joints entre blocs adjacents du bâtiment ou rempli d'un matériau <2cm 2 à 4 cm >4 cm

25 25 10 5

C 1 2 3 4 5 6 7 8Murs en Murs en béton Murs en béton Ossature Ossature Système mixte Panneaux Ossature BA

Type de maçonnerie non armé armé poteaux-poutres poteaux-poutres murs en maçonnerie de façade BA préfabriquéestructure de blocs sans remplissage avec remplissage et ossature préfabriqués porteuse

porteurs15 10 5 20 25 20 10 50

D 1 2 3Forme en Irrégulière Elancement en plan L/l>4 Parties saillantes ou rentrantes

plan 5 5 5

E 1 2 3 4 5Etages en Retraits en Planchers d'un même Présence d'un plancher Absence de

Forme en encorbellement façade étage situés à des lourd ou d'une diaphragmeélévation >2m >40% hauteurs différentes toiture lourde horizontal en toiture

15 20 10 10 20

115

F 1 2 3 4Variation verticale Dissymétrie : Absence de contreventement Densité de voiles de

croissante des rigidités torsion dans le sens des x ou y contreventementContreventement sens x et/ou y

0 à 100 faible : 5 100 0 à 100( voir formule 1 ) accusée : 50 (voir formule 2 )

G 1 2 3 4 5 6Descente de Présence de poteaux Présence de poteaux percements percements percements

charge en courts ou partiellement élancés inserts inserts insertsbaionnette bridés participant dans les dans les dans les

Zones au contreventement poteaux poutres nœudsou e>d/3 e>d/3 e>d/3

éléments 25 50 10 25 10 50critiques

7 8 9 10Présence d'un angle Axes poteaux et poutres Diaphragmes horizontaux Absence de chainages

de façade affaibli non concourants avec grandes ouvertures encadrant les murse>c/2 s>10%S de contreventement en MAC

verticaux : 2515 10 10 horizontaux : 75

H 1 2 3Etat de conservation Risque de chute Façade BA préfabriquée

du gros œuvre d'éléments non structuraux non porteuseDivers

médiocre : 10 5 10mauvais : 25

Total des pénalités partielles :

Formule 1 K = 50 (µ1/3-1) avec µ = Σ I supérieur / Σ I inférieur ( cf. figures données en page suivante )

Formule 2 K = 25 (1000 λ -5)2 / 4 avec λ = Σ I / S H ( cf. figure donnée en page suivante )

dans ces formules : Σ I = somme des inerties des segments de voile dans la direction de calcul (m4) S = surface du plancher courant ( m2) H = hauteur totale du bâtiment (m)

117

Tableau de récapitulation des résultats

En recensant tous les facteurs de vulnérabilité comme proposé dans les deux fiches précédentes, on établit

une évaluation de la vulnérabilité en plaçant une croix dans la case correspondante du tableau ci-après.

NATURE DES DOMMAGES NATURE DU

SEISME Négligeables Légers Modérés Graves Effondrement

(VII) Faible (0.1 g)

(VIII) Moyen (0.2g)

(IX) Fort (0.4g)

Utilisation de la grille « Évaluation qualitative de la présomption de vulnérabilité » et du tableau de

synthèse des résultats

L’utilisateur remplit la grille d’évaluation puis effectue la somme des coefficients de pénalité retenus soit

Σ Ki.

En fonction de la valeur de Σ Ki un degré de présomption de vulnérabilité est établi suivant le tableau ci-

dessous :

Σ Ki >100 présomption très forte de vulnérabilité

50 < Σ Ki < 100 présomption forte de vulnérabilité

25 < Σ Ki < 50 présomption moyenne de vulnérabilité

10 < Σ Ki < 25 présomption faible de vulnérabilité

Σ Ki <10 présomption très faible de vulnérabilité

Les pénalités des cases F1 et F4 sont calculées par les formules 1 et 2 données en pied de la grille

d’évaluation.

Si le total des pénalités est obtenu sans qu’interviennent celles des cases C8, F1, F2, F3, F4, G2, G6, G10,

la présomption de vulnérabilité peut être décalée au cran inférieur.

Lorsque le score de la case F1 est au moins de 100, il y a redondance avec celui de la case F3 : dans ce

cas, les deux pénalités ne se cumulent pas.

Lorsque le total des pénalités dépasse 50, il y a lieu de procéder à une analyse sismique du bâtiment,

par toute méthode scientifiquement établie et validée par l’expérience.

Dans le cas contraire, on peut se dispenser de procéder à une telle analyse, et conclure directement sur la

présomption de vulnérabilité.

118

Dans un deuxième temps est évalué le niveau de dommages attendu pour compléter le tableau de

récapitulation des résultats.

La correspondance entre la valeur de Σ Ki et les dommages est la suivante, pour Σ Ki < 50 :

Présomption de Vulnérabilité Moyenne : 25 < Σ Ki ≤ 50

- 0,1 g : dommages légers,

- 0,2 g : dommages modérés,

- 0,4 g : dommages graves.

Présomption de Vulnérabilité Faible : 10 < Σ Ki ≤ 25

- 0,1 g : dommages négligeables,

- 0,2 g : dommages légers,

- 0,4 g : dommages modérés.

Présomption de Vulnérabilité Très Faible : Σ Ki ≤ 10

- 0,1 g : dommages nuls à négligeables,

- 0,2 g : dommages négligeables à légers,

- 0,4 g : dommages légers à modérés.

119

Méthode du projet européen Risk-UE Référence : Zoran V. Milutinovic and Goran S. Trendafiloski, 2003, WP4 Vulnerability of current Buildings. Projet Risk-UE . Septembre 2003. La méthode Risk UE de niveau 1 peut se décomposer en trois étapes. Étape 1. Estimation de l’indice de vulnérabilité VI 1) Déterminer l’indice VI* fonction de la typologie du bâtiment.

Valeurs de VI représentatives Typologie Description

VImin VI

- VI* V I+ VI

max M1.1 Moellons 0.62 0.81 0.873 0.98 1.02 M1.2 Pierres appareillées 0.46 0.65 0.74 0.83 1.02 M1.3 Pierres de taille 0.3 0.49 0.616 0.793 0.86 M2 Adobe 0.62 0.687 0.84 0.98 1.02

M3.1 Planchers bois 0.46 0.65 0.74 0.83 1.02 M3.2 Voûtes en maçonnerie 0.46 0.65 0.776 0.953 1.02 M3.3 Planchers avec poutrelles métalliques et maçonnerie 0.46 0.527 0.704 0.83 1.02 M3.4 Planchers en béton armé 0.3 0.49 0.616 0.793 0.86 M4 Murs porteurs en maçonnerie armée ou confinée 0.14 0.33 0.451 0.633 0.7 M5 Maçonnerie globalement renforcée 0.3 0.49 0.694 0.953 1.02 RC1 Structures poteaux-poutres en béton armé -0.02 0.047 0.442 0.8 1.02 RC2 Murs porteurs en béton armé -0.02 0.047 0.386 0.67 0.86

RC3.1 Murs de remplissage en maçonnerie, structure régulière -0.02 0.007 0.402 0.76 0.98 RC3.2 Structures poteaux-poutres irrégulières 0.06 0.127 0.522 0.88 1.02 RC4 Structures mixtes en béton armé (portiques et murs) -0.02 0.047 0.386 0.67 0.86 RC5 Murs préfabriqués en béton armé (tilt-up walls) 0.14 0.207 0.384 0.51 0.7 RC6 Structures préfabriquées en béton armé 0.3 0.367 0.544 0.67 0.86 S1 Ossatures métalliques en portique -0.02 0.467 0.363 0.64 0.86 S2 Ossatures métalliques avec triangulation -0.02 0.467 0.287 0.48 0.7 S3 Portiques + remplissage en maçonnerie non armée 0.14 0.33 0.484 0.64 0.86 S4 Portiques + murs en béton armé coulés en place -0.02 0.047 0.224 0.35 0.54 S5 Structure mixte béton-acier -0.02 0.257 0.402 0.72 1.02 W Structures en bois 0.14 0.207 0.447 0.64 0.86

La matrice donne également les termes VI

- et VI+ limites de l’intervalle plausible des valeurs de VI ainsi

que les valeurs de VImin et VI

max limites inférieure et supérieure des valeurs possibles de VI. 2) Déterminer le facteur ∆Vm représentant l’influence de paramètres autres que la typologie sur la réponse de la structure aux sollicitations sismiques. Le facteur ∆Vm est calculé comme la somme de facteurs de vulnérabilité Vm correspondant aux différents paramètres identifiés.

∑=∆ mm VV

La méthode Risk-UE de niveau 1 comme présentée dans le Work Package 4 donne des valeurs de Vm seulement pour les structures en maçonnerie (M) et celle en béton armé (RC). Les structures métalliques (S) et en bois (W) ne sont pas traitées.

120

Valeurs des facteurs Vm pour les bâtiments en maçonnerie :

Facteurs de vulnérabilité Paramètres Valeurs de Vm Bon -0.04

État d’entretien Mauvais +0.04 Construction peu élevée (1 ou 2) -0.02 Moyennement élevée (3, 4 ou 5) +0.02 Nombre d’étages Élevée (6 étages ou plus) +0.06 Épaisseur des murs Distance entre les murs Connection entre les murs (tirants, cornières d’assemblage)

Système structural

Connections entre éléments horizontaux et verticaux (diaphragmes)

-0.04 à + 0.04

Étage souple Transparence, démolition +0.04 Irrégularité en plan +0.04 Irrégularité en élévation +0.02 Éléments résistants superposés +0.04

Toiture Poids de la toiture + poussée sur les murs Connections de la toiture

+0.04

Interventions de confortement -0.08 à 0.08 Éléments asismiques Barbacanes, contreforts, arcs Pas d’indication

Au centre -0.04 En coin +0.04

Interaction entre bâtiments : position dans l’îlot

En tête d’îlot +0.06 Planchers décalés +0.02 Interaction entre bâtiments :

élévation Bâtiments de hauteurs différentes -0.04 à +0.04 Fondations Fondations à des niveaux différents +0.04

Pente +0.02 Morphologie du sol

Escarpement +0.04 Valeurs des facteurs Vm pour les bâtiments en béton armé :

Niveau de la réglementation

Facteurs de vulnérabilité Pas de code PS ou niveau bas de protection PS

Niveau de protection PS moyen

Haut niveau de protection PS

Niveau de code +0.16 0 -0.16 Mauvais entretien +0.04 +0.02 0

Faible (1 ou 2) -0.04 -0.04 -0.04 Moyen (3, 4,ou 5) 0 0 0 Nombre d’étages Élevé (6 ou plus) +0.08 +0.06 +0.04 Forme +0.04 +0.02 0

Irrégularité en plan Torsion +0.02 +0.01 0

Irrégularité en élévation +0.04 +0.02 0 Poteaux courts +0.02 +0.01 0 Fenêtre arquée (bow window) +0.04 +0.02 0 Joint parasismique insuffisant +0.04 0 0

Semelles filantes -0.04 0 0 Fondations Semelles filantes avec longrines

0 0 0

121

Semelles isolées +0.04 0 0 Pente +0.02 +0.02 +0.02

Morphologie du sol Escarpement +0.04 +0.04 +0.04

3) Évaluer le facteur ∆VR de vulnérabilité régionale Ce facteur permet de prendre en compte les propriétés de typologies spécifiques à un niveau régional. Son évaluation se fait sur la base d’un jugement d’expert ou sur l’interprétation de données de vulnérabilité existantes (retour post-sismique par exemple). 4) Calculer l’indice de vulnérabilité VI. L’indice de vulnérabilité VI est la somme de l’indice typologique VI*, du facteur ∆Vm et du facteur ∆VR de vulnérabilité régionale.

RmII VVVV ∆+∆+= *

Etape 2. Estimation du dommage moyen µD

Le dommage moyen µD s’exprime en fonction de l’indice de vulnérabilité VI et de l’intensité macrosismique I considérée.

−++=3.2

1.1325.6tanh15.2 I

D

VIµ

L’intensité macrosismique I et l’échelle des degrés de dommage à laquelle se rapporte µD sont celles développées dans l’EMS98. Etape 3. Estimation de la distribution de dommages (matrice de probabilité de dommages et courbe de fragilité) La distribution des dommages est calculée en utilisant une distribution bêta. Densité de probabilité :

1

11

)(

)()(

)()(

)()( −

−−−

−−−

−ΓΓΓ=

t

rtr

ab

xbax

rtr

txpβ

Fonction de distribution cumulée :

∫=x

a

dpxP εεββ )()(

avec les paramètres : a = 0 t = 8 b = 6 r = t (0.007 µD

3 – 0.052 µD2 + 0.2875 µD)

Probabilités discrètes : La probabilité pk associée à chaque degré de dommage k s’écrit sous la forme :

pk=Pβ(k+1) – Pβ(k)

122

Courbe de fragilité : La courbe de fragilité définissant la probabilité d’atteindre ou de dépasser un niveau de dommage k est obtenue directement de la fonction de distribution cumulée.

P(D ≥ Dk) = 1 – Pβ(k)

Remarque

La méthode Risk-UE de niveau 1 a été utilisée par le BRGM sur la ville de Nice avec quelques modifications. La méthode exposée ci-dessous correspond à celle employée par le BRGM.

Étape 1. Estimation de l’indice de vulnérabilité VI

1) Le spectre des typologies constructives considérées est plus restreint :

- maçonneries : typologies M1.1, M1.2, M1.3, M3.1, M3.2, M3.3 et M4

- structures en béton armé : typologies RC1, RC2, RC3.1, RC3.2, RC4 et RC5

- structures métalliques : typologies S1, S2 et S3

- structures en bois : W

Les valeurs VI* associées à ces typologies ont été modifiées.

Valeurs de VI représentatives

Typologie Description

Sur Nice Valeur Risk-UE

(rappel)

M1.1 Moellons 0.807 0.873

M1.2 Pierres appareillées 0.807 0.74

M1.3 Pierres de taille 0.616 0.616

M3.1 Planchers bois 0.722 0.74

M3.2 Voûtes en maçonnerie 0.776 0.776

M3.3 Planchers avec poutrelles métalliques et maçonnerie 0.722 0.704

M4 Murs porteurs en maçonnerie armée ou confinée 0.45 0.451

RC1 Structures poteaux-poutres en béton armé 0.442 0.442

RC2 Murs porteurs en béton armé 0.386 0.386

RC3.1 Murs de remplissage en maçonnerie, structure régulière 0.462 0.402

RC3.2 Structures poteaux-poutres irrégulières 0.462 0.522

RC4 Structures mixtes en béton armé (portiques et murs) 0.386 0.386

RC5 Murs préfabriqués en béton armé (tilt-up walls) 0.384 0.384

S1 Ossatures métalliques en portique 0.363 0.363

S2 Ossatures métalliques avec triangulation 0.287 0.287

S3 Portiques + remplissage en maçonnerie non armée 0.484 0.484

W Structures en bois 0.447 0.447

123

2) Les facteurs Vm pour les bâtiments en maçonnerie et en béton armé ont été modifiés (type de facteurs et valeurs)

Valeurs des facteurs Vm pour les bâtiments en maçonnerie :

Niveau de la réglementation Facteurs de vulnérabilité Paramètre

Code bas Code moyen

Bas (1, 2 ou 3) -0.04 -0.04

Moyen (4, 5 ou 6) 0 0 Nombre d’étages

Haut (7 ou plus) +0.08 +0.06

Oui +0.02 +0.01 Forme (L, C)

Non 0 0

Oui +0.02 +0.01

Irrégularité en plan

Protubérance Non 0 0

Oui +0.02 +0.01 Saillie

Non 0 0

Oui +0.02 +0.01

Irrégularité en élévation

Retrait Non 0 0

Oui +0.04 0 Joint insuffisant (non parasismique)

Non 0 0

Oui +0.02 +0.01 Poteaux courts

Non 0 0

Avant 1982 +0.16 0 Règles PS

Après 1982 0 0

Valeurs des facteurs Vm pour les bâtiments en béton armé :

Facteurs de vulnérabilité Paramètre Valeur

Bon -0.04 Entretien

Mauvais +0.04

Bas (1 ou 2) -0.04

Moyen (3, 4 ou 5) 0 Nombre d’étages

Haut (6 ou plus) +0.04

Oui +0.02 Forme (L,C)

Non 0

Oui +0.02 Irrégularité en plan

Protubérances Non 0

Oui +0.01 Saillie

Non 0

Oui +0.01 Irrégularité en élévation

Retrait Non 0

Interaction entre bâtiment Position dans l’îlot

Angle +0.04

124

Milieu -0.04

Tête d’îlot +0.06

Oui +0.02 Différence de hauteur/voisin Non 0

Oui +0.04 Irrégularité en toiture Non 0

Décalage de plancher

Oui +0.04

Transparence - Démolition Oui +0.04

Balcons - cheminées Oui +0.01

Oui +0.04 Etages de hauteur différente

Non 0

Les points 3) et 4) sont identiques à ceux exposés précédemment.

Les étapes 2 ou 3 sont inchangées.

125

Méthode Vulnéralp 1.0 et 1.1 Seuls les champs sont fournis.

Cocher les cases grisées de la catégorie repérée Reporter la valeur de la catégorie dans la case Résultat

TYPOLOGIE DE L’UNITÉ TySt Niveau 1.0 Maçonnerie Béton Armé Métalliqu

e Bois Terre

TySt1 TySt2 TySt3 TySt4 TySt5 Résultat 1.0 Niveau 1.1 (typologie suivant EMS98) TySt

Bâtiments en maçonnerie Maçonnerie maçonnerie en pierres régulièrement ou non disposées avec ou sans

chaînage TySt1.1

maçonnerie en brique crue ou en pisé TySt1.2 maçonnerie en bloc de béton TySt1.3 Béton Armé ossature en béton armé avec des remplissages en maçonneries TySt2.1 murs porteurs en béton armé TySt2.2 Bâtiments en charpente métallique TySt3.1 Bâtiments en bois de charpente TySt4.1 Résultat 1.1

Etude : Opération : Date : Enquêteur :

Identifiant de l’unité : bâtiment ٱ bloc ٱ îlot ٱ maison individuelle ٱ nom ou numéro du l’unité :…………………………. Adresse précise : N° ….. Rue/Avenue/Boulevard/Place …………………………………………………………. ……………………………………………………………Bât/Résidence……………………… Code Postal : ……………. Commune : ………………………………………………………. Coordonnée Géographique WGS84 : Latitude : ……°………’………’’ Longitude : ……° …...…’………’’ Commentaires :

126

ENVIRONNEMENT Niveau 1.0

Oui Non Rocher EnSo EnSo1 EnSo2 Résultat 1.0

Oui Non Terrain en pente EnPe EnPe1 EnPe2 Résultat 1.0 Niveau 1.1 Nature du sol de fondation EnSo Rocher sain Rocher fracturé Sédiments bonne qualité Sédiments mauvaise qualité EnSo1.1 EnSo1.2 EnSo2.1 EnSo2.2 Résultat 1.1

Pente du terrain de fondation EnPe Hauteur maximale du bâtiment au dessus du niveau du sol Hmax

Hmax =

Hauteur minimale du bâtiment au dessus du niveau du sol Hmin

Hmin =

Largeur de la structure ∆ ∆ =

Longueur de la structure L L =

Pente P: (Hmax-Hmin).100/√(∆ .L) P =

Commentaires : La pente peut être évaluée par une mesure directe sur le terrain, sans passer par la formulation de P.

P≤10% -So 10<P≤20% -So 20<P≤30% - So 30<P – So Pente

EnPe1.1 EnPe2.1 EnPe2.2 EnPe2.3 Résultat 1.1

EPOQUE DE CONSTRUCTION EpCo Niveau 1.0 – 1.1 Avant 1945 Entre 1945 et 1970 Entre 1970 et 2000 Après 2000 EpCo1 EpCo2 EpCo3 EpCo4 Résultat 1.X

127

TOITURE Niveau 1.0

Oui Non Toiture Terrasse ToCo ToCo1 ToCo2 Résultat 1.0 Niveau 1.1 Commentaires – Schéma :

Toiture terrasse sur des murs en maçonnerie ou terre ToCo1.1 Terrasse sur des murs autres que maçonnerie ToCo1.2 Simple pente sur des murs en maçonnerie ou terre ToCo2.1 Simple pente sur des murs autres que maçonnerie ToCo2.2 Multi pente sur des murs en maçonnerie ou terre ToCo2.3 Multi pente sur des murs autres que maçonnerie

Toiture ToCo

ToCo2.4 Résultat 1.1

128

REGULARITE EN ELEVATION Niveau 1.0 Nombre d’étages NbEt Nombre d’étages N = N≤3 3<N≤5 5<N maximal N NbEt1 NbEt2 NbEt3 Résultat 1.0 Niveau 1.0

Régularité géométrique en élévation ReEl Oui Non Régularité en élévation ReEl1 ReEl2

Commentaires : Une unité est régulière si elle ne possède pas de retraits (exceptés retraits progressifs) et si sa masse est uniformément répartie en hauteur.

Structures régulières

Structures irrégulières

Résultat 1.0 Niveau 1.1

Régularité géométrique en élévation (uniquement si structure irrégulière au niveau 1.0) Nombre d’étages en retraits T T = Nombre d’étages H H = Rapport T/H T/H = Arcade ou/et Galeries Cv Oui Non Commentaires : En complément à l’analyse niveau 1.0, une structure est régulière si son contreventement est constant ou augmentant en élévation (aucun niveau souple intercalé mais possibilité d’un niveau souple au dernier étage – par exemple : structure métallique en terrasse au-dessus d’une structure béton). Les arcades ou galeries (regroupées sous le terme de transparence) sont des éléments fragilisant la structure.

T/H ≤ 2/3 T/H >2/3 Ratio T/H ReEl ReEl1.1 ReEl2.1

Résultat 1.1 Cv=Oui Cv=Non Transparence

ReElC ReElC1 ReElC2

Résultat 1.1

H T

129

REGULARITE EN PLAN Niveau 1.0

Position de l’unité isolé extrémité en travée en coin Position de l’unité

RePo RePo1 RePo2 RePo3 RePo4

Résultat 1.0 Régularité en plan

Oui Non Régularité en plan RePl RePl1 RePl2 Une unité est régulière si elle possède deux axes de symétrie sans angles rentrants.

Structure régulière

Structure irrégulière

Résultat 1.0 Niveau 1.1

Régularité en plan Largeur de l’unité ∆ ∆ = Longueur de l’unité B B = β1= ∆ / L β1 =

β2= B / L β2 =

Commentaires – Schéma :

L

∆ ∆Β

L

∆Β

L

L

∆

Β

L

∆

Β

β1≥ 0.8 β2≤

0.1 0.8>β1≥0.6 0.1<β2≤

0.2 0.6 >β1≥ 0.4 0.2 < β2≤ 0.3

RePl1.1 RePl1.2 RePl2.1

0.4 >β1 0.3 <β2

Ratio RePl

RePl2.2

Résultat 1.1

130

Méthode canadienne Premier niveau

FORMULAIRE DE SELECTION SISMIQUE p.1 de 2 ARTICLE N° Adresse : Code postal : Nom du bâtiment : Nombre d’étages : Surface de plancher totale : Année de construction : CNB de conception : Utilisation principale : Désignation principale : Inspecteur Date : Désignation patrimoine :

Croquis

Photo

TYPE DE STRUCTURE (encercler les descripteurs appropriés) AR IIREGULARITES DE BATIMENT (encercler les

descripteurs appropriés) OLB Ossature légère en bois

Bois PPB Poteaux et poutres en bois 90 1. Irrégularité verticale

Changements abrupts dans les dimensions du plan sur la hauteur (par ex., décrochement du bâtiment dans une pente).

OAM Ossature en acier résistant aux moments OCA Ossature contreventée en acier

2. Irrégularité horizontale (torsion)

Formes irrégulières de bâtiment comme des L, V, E, T, rigidité excentrique en plan (par ex., mur de cisaillement sur un côté seulement du bâtiment).

OLA Ossature légère en acier AMB Ossature en acier avec murs de

cisaillement en béton armé

3. Colonnes courtes en béton

Colonnes courtes limitées par des murs d’une hauteur d’étage partielle (structuraux ou de remplissage) ou par des tympans profonds.

Acier

AMM Ossature en acier avec murs de remplissage en maçonnerie

90

OBM Ossature en béton résistant aux moments

4. Niveau non rigide

Réduction importante de la rigidité causée par des murs de cisaillement discontinus, des ouvertures, etc.

MBC Murs de béton travaillant en cisaillement BMR Ossature en béton avec murs de

remplissage en maçonnerie

5. Collision de bâtiments

Séparation entre bâtiments inférieure à 20 Zv x le nombre d’étages (en mm).

OBP Ossature en béton préfabriquée Béton

MBP Murs en béton préfabriqués

85 6. Modifi-cations majeures

Tout changement dans la fonction, l’utilisation du bâtiment, ou un ajout qui produit une augmentation importante de charge ou de poids.

MAL Murs porteurs en maçonnerie armée, toits et planchers

MAB Murs porteurs en maçonnerie armée avec diaphragmes en béton

7. Détério-ration

Des éléments structuraux sont endommagés, l’état du bâtiment est visiblement médiocre (armature ou acier corrodés, bois pourri, béton ou maçonnerie médiocres).

Maçon-nerie

MNA Bâtiments à murs porteurs en maçonnerie non armée

90

8. Aucune Aucune des irrégularités énumérées ci-dessus n’est présente.

DANGERS RELIES AUX ELEMENTS NON STRUCTURAUX (encercler les descripteurs appropriés) F1 Risques pour la vie Extérieur : Cheminées en maçonnerie, parapets, placages ou panneaux de pierre/béton préfabriqué, verre autre que verre de sécurité, ou auvents au-dessus de sorties et trottoirs. Intérieur : Eléments lourds, cloisons en maçonnerie, verre autre que verre de sécurité dans les zones d’issue, rayonnages qui peuvent s’effondrer dans les zones d’occupation humaine. F2 Risques pour l’exploitation continue de bâtiments spéciaux Matériel ou canalisations de sécurité requis pour l’exploitation continue d’installations spéciales. Le propriétaire ou l’autorité compétente doit fournir une lisye des articles essentiels requis pour une exploitation continue.

131

FORMULAIRE DE SELECTION SISMIQUE p.2 de 2 ARTICLE N° INDICE DE PRIORITE SISMIQUE : Encercler la valeur appropriée et entrer le résultat à droite. Marquer d’un astérisque (*) les valeurs incertaines.

Zone sismique effective (ZV, ou ZV + 1 si Za > ZV) CNB de conception 2 3 4 5 6 Avant 65 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0

De 65 à 84 1,0 1,0 1,3 1,5 2,0 A Sismicité

Après 85 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

A =

Catégorie de sol CNB de conception Roc ou

sol dur Sol dur > 50 m

Sol mou > 15 m

Sol très mou ou liquéfiable

Sol inconnu

Avant 65 1,0 1,3 1,5 2,0 1,5 B Etat du sol

Après 65 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5

B =

Type de construction et sigle

Bois Acier Béton Préfa. R. maç

Maçonn CNB de conception

OLB PPB OLA OAM OCA AMB OBM MBC OBP MBP AMR BMR

MAL MAB

MNA

Avant 70 1,2 2,0 1,0 1,2 1,5 2,0 2,5 2,0 2,5 2,0 3,0 2,5 3,5 De 70 à AR 1,2 2,0 1,0 1,2 1,5 1,5 1,5 1,5 1,8 1,5 2,0 1,5 3,5

C

Type de structure

AR=année

de référence

Après AR 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 -

C =

CNB de conception

1. Vertical

2. Horiz.

3. Colonnes courtes en béton

4. Niveau

non rigide

5. Risques

de collision

6. Modifi-cation

7. Dété-

rioration

8. Aucun

Avant 70 1,3 1,5 1,5 2,0 1,3 1,3 1,3 1,0 D

Irrégularité du bâtiment

Après 70 1,3 1,5 1,5 1,5 1,3 1,0 1,3 1,0

D =

CNB de conception

Petit nombre de personnes N<10

Nombre de pers. normal

N=10-300

Ecole ou grand nbre de pers. N=301-3000

Protection civile ou nbre très

élevé de pers. N>3000

Exigences d’exploration

spéciales

Avant 70 0,7 1,0 1,5 2,0 3,0

Importance du bâtiment

Après 70 0,7 1,0 1,2 1,5 2,0

E =

N = surface occupée x Nombre de personnes x Coefficient de durée* = ……. x …… x …… =

Utilisation principale Nombre de personnes

par mètre carré Nombre moyen d’heures d’occupation par semaine

Etablissements de réunion 1 5-50 Services commerciaux, personnels 0,2 50-80 Bureaux, institutions, manufactures 0,1 50-60 Résidences 0,05 100

E

Entrepôts 0,01-0,02 100

* Le coefficient de durée est égal au nombre moyen d’heures d’occupation par semaine, divisé par 100 et ne dépassant pas 1

IS INDICE STRUCTURAL = A . B . C . D. E = IS =

DANGERS RELIES AUX ELEMENTS NON STRUCTURAUX Description Aucun Oui Oui* Avant CNB 70 1,0 3,0 6,0

F1 Risques de chutes d’objets Voir p.1 Après CNB 70 1,0 2,0 3,0

F2 Risques pour les opérations essentielles Voir p.1 En tout temps 1,0 3,0 6,0 F

* s’applique seulement si un ou plus des descripteurs suivants sur la page 1 est encerclé : OAM, OBM, niveau non rigide, torsion

F = max(F1,F2)

=

INS INDICE NON STRUCTURAL = B . E . F = INS =

IPS INDICE DE PRIORITE SISMIQUE = IS + INS = IPS =

Commentaires Deuxième niveau La grille de deuxième niveau est disponible dans l’ouvrage « Lignes directrices pour l’évaluation sismique des bâtiments existants » de l’IRC/CNRC, Institut de Recherche en Construction (Ottawa, Canada, 175p).

132

Méthode du CETE de Lyon (2001) La vulnérabilité de la construction s’évalue à travers huit rubriques.

1. Le terrain et l’environnement du bâtiment

Paramètres

Influences, présomption Commentaires, observations Indice

+ -

Prise en compte de la nature du terrain: Selon les informations disponibles, une seule

des deux cases suivantes sera à remplir.

1- On connaît de la nature exacte du sol: rocher X

sables et graviers denses X 0 sols cohérents durs et secs X

sables fins lâches X silts, marnes, limons, argiles silteuses X

argiles molles X - 5

alluvions récentes X

sols traités X

Le but est de pouvoir identifier les bâtiments situés sur des sols

susceptibles de se liquéfier ou de se tasser fortement lors d'un séisme.

0

2- Par manque d' informations, on fait une première approximation avec la géologie générale:

zone rocheuse X 0

zone de terrain meuble X - 2

Rôle de l'eau:

Cette case n'est pas à compléter si on se trouve sur un sol uniquement rocheux.

1- profondeur connue: nappe profonde X 0

nappe peu profonde X - 1,5 2- Si la profondeur est inconnue, y-a-t-il de l'eau à proximité (lac, rivière,…)?

oui X - 1

non X 0

Site: zone plane ou pente faible X 0

pente > 30 % X - 1,5

sommet, rupture de pente (d<3h) X d: distance talus-bâtiment talus, mur de soutènement (d<3h) X h: hauteur du talus

- 2

rien X 0

présence d'un mouvement local du sol à proximité:

non X Ex: décrochement ou rupture 0

oui X - 1 arbre, poteau élancé, ... X Y a-t-il un risque de chute sur le bâtiment ? - 0,5

bâtiment en pied de pente: non ou pente sans danger apparent X 0

oui avec: présence de blocs instables X glissement en cours X

matériaux liquéfiables X

- 2

133

bâtiment à proximité: terrain dégagé X 0

bâtiment accolé ou risquant de chuter sur celui étudié

X Risque de chocs ou de chutes d'éléments du bâtiment voisin. - 2

TOTAL:

2. La morphologie

Paramètres


+ -

Aide au remplissage

Si le bâtiment présente une extension postérieure à la construction:

Si elle est clairement séparée du bâtiment, on l'étudie indépendamment. Sinon, elle est considérée comme partie intégrante du bâtiment, et est évaluée en même temps.

pas d'indice

Si le bâtiment se compose de blocs distincts:

- reliés par une structure (passerelle, aile de bâtiment,…)

Dans ce cas, on étudie le bâtiment en entier, c'est-à-dire la globalité des blocs.

pas d'indice

- non reliés entre eux

Dans ce cas, les blocs sont évalués indépendamment les uns des autres (par ex dans le cas d'un complexe hospitalier)

pas d'indice

Dans la suite, le terme bâtiment désigne soit un ensemble de blocs liés, soit un bloc indépendant.

Forme générale:

1- bâtiment de forme simple en plan X c'est-à-dire avec au moins 2 axes de symétrie (rectangle, rond, octogone...)

0

2- bâtiment dissymétrique en plan et/ou avec des parties rentrantes ou saillantes:

est-il divisé en éléments de forme simple par des joints structuraux ?

bâtiment en Z, U, L, H,…ou partie saillante ou rentrante dépassant 15% de

la dimension en plan du bâti dans la direction considérée.

oui X + 1

non , ou les joints sont insuffisants (e<4cm) ou remplis de matériaux

X

- 2

Bâtiment élancé ( = bloc dont la structure est continue, sans séparation par des joints) :

est-ce que longueur/largeur > 4 ? oui X - 1

non X 0

Facteurs fragilisants:

134

Niveaux transparents:

transparence complète X - 8 demi-transparence X - 5

pas de transparence X

Les niveaux transparents constituent des niveaux plus flexibles que le reste de la structure, ils risquent de rompre

beaucoup plus vite. 0 planchers d'un même étage se trouvant

à des hauteurs différentes: oui X - 1

non X 0 Irrégularité en élévation:

oui X - 1 non X

étage en retrait, porte-à-faux > 2m,… 0

hauteurs d'étages inégales : oui X - 1 non X 0

bâtiment à base élargie ou droit X 0 bâtiment s'élargissant vers le haut X - 1

Présence de cheminées: 1- Si non: X 0 2- Si oui: on regarde alors

a- à moins de 1m du faîtage oui X non X - 0,5

b- élancement: haut/largeur > 2 non X 0

oui avec contreventement X + 0,5 oui sans contreventement X

Cheminées et antennes de télévision représentent un grave danger en cas de

chute. Elles subiront moins d'efforts à proximité du faîtage.

- 0,5

Antenne hertzienne proche du bord X - 0,5

Éléments structuraux:

Ces éléments sont des sources de faiblesse pour la structure. L'indice indiqué s'applique à l'ensemble, quelque soit le nombre d'éléments relevés, si au moins un est visible sur le bâtiment.

éléments porteurs verticaux non superposés

X

angles de façade affaiblis X poteaux élancés (h > 15 largeurs) X

poteaux courts (h < 4 largeurs) X poteaux faibles-poutres fortes X

Importants percements dans les éléments porteurs (façade porteuse ou

voile BA à l'intérieur) X

-3

aucun élément repéré X + 1

TOTAL:

135

3. La structure

Paramètres


+ -

Système porteur:

On ne trouve en général qu'un seul type de structure porteuse dans un bâtiment.

Il n'y aura donc qu'une seule croix entourée dans cette catégorie. Si plusieurs systèmes porteurs sont

présents, voir plus loin dans cette grille.

En maçonnerie:

Mur porteur en maçonnerie non chaînée et non armée

X

- 8

Mur porteur en maçonnerie armée, en brique ou blocs béton

X Limite: 3 niveaux en faible et moyenne sismicité, 2 niveaux en forte.

- 2

En béton, armé ou non:

Portique en BA avec mur de remplissage en maçonnerie:

X Ce système n'est pas acceptable en zone de forte sismicité.

- 1

Portique autostable en BA sans remplissage rigide

X Le système est efficace mais un mauvais assemblage peut être pénalisant. - 1

Ossature: - en BA contreventé par des voiles X + 1

- en acier enrobé de BA X + 1

Voile en béton non armé, convenablement chainé X Même commentaire que la maçonnerie

chainé, avec un meilleur comportement. - 1

Voile en BA coulé en place X 0

Panneaux préfabriqués en BA X Le matériaux en lui même est efficace, mais un mauvais assemblage peut-être catastrophique. On pénalise donc par sécurité ce système.

- 3

Système tubulaire X Très efficace sur les grandes hauteurs. + 1 Coque (ex: centrale nucléaire) X 0

Système métallique: Ossature métallique X + 1

Noyau central avec ossature en BA ou acier

X

+ 1

Treillis tridimensionnel X 0

En bois: Mur à ossature bois X 0

Ossature en bois (poteaux et poutres) X En général, ne pas dépasser 2 niveaux.

0

Système à éviter: Système poteaux-dalles X - 5

Système noyau dalle X - 8

Portique haubané X - 8

Homogénéité:

L'existence de plusieurs systèmes favorise l'apparition de fortes contraintes dans les liaisons.

Une inhomogénéité est donc préjudiciable.

X

- 2

136

Exception:

des portiques placés au-dessus de voiles BA

X

Par contre, des portiques sous ou à côté de voile BA forment des niveaux flexibles (cf. niveaux transparents en morphologie )

0

Lien avec la nature du sol:

ossature flexible sur sol rigide X 0

ossature rigide sur sol rigide X remplissage maçonnerie sur sol rigide X

ossature flexible sur sol meuble X - 2

ossature rigide sur sol meuble X

Il n'y aura pas de phénomène de résonance entre le bâtiment et le sol si ce

critère est respecté.

voile BA sur sol meuble ou rigide X 0

TOTAL:

4. Les fondations

Paramètres


+ -

Système de fondation inconnu X - 2

Lorsqu'on pourra déterminer les fondations, on remplira soit en superficielles, soit en profondes.

Il peut cependant arriver que les fondations ne soit pas du même type pour l'ensemble du bâtiment.

Système de fondation variant sur un même bâtiment. X - 2

Fondations superficielles: Type:

isolées X - 3 longrines X + 1

radier X 0 semelles filantes X 0

Ensemble de fondation du bâtiment situé à une même profondeur:

oui X 0 non X - 3

Fondations profondes:

pieux en béton non armé ou béton précontraint

X - 2

pieux en BA, acier, tubage métallique X 0 pieux flottants dans un sol meuble X - 5

barrettes X 0

Cas des pieux en bois:

si le bâtiment est isolé X

Les pieux en bois sont plutôt efficace sauf si la nappe baisse, provoquant leur pourrissement. La

construction de bâtiments récents à proximité peut faire baisser la nappe ( notamment les parkings

souterrains).

0

137

si d'autres bâtiments sont très proches X - 2

TOTAL:

5. Le contreventement

Paramètres Influences,

présomption Commentaires, observations Indice + -

Toutes les structures ne nécessitent pas d'être contreventées, notamment les structures auto stables : coques, treillis, portiques croisés…

On ne remplit donc pas cette grille pour ce type de structures.

Le contreventement peut s'avérer difficile à déterminer depuis l'extérieur. Si une visite n'est pas possible, on peut cocher la case indéterminé .

Contreventement indéterminé: X - 1

Contreventement vertical: y a-t-il une forte dissymétrie en plan ?

oui X - 3 non X 0

contreventement par voile BA X 0 Distribution des palées de stabilité:

niveaux sans palées ou palées étroites X - 2 palées aux angles ou palées larges X 0

Palées triangulées créant un effet de poteaux courts

oui X - 2

non X 0 Contreventement horizontal:

nature des planchers:

Plancher rigide (BA coulé en place,…) X Représente la grande majorité des planchers de bâtiments courants. 0

Plancher souple (préfabriqué,…) X Relativement rare. - 2

Panneaux de contreplaqué (seulement dans les constructions en bois)

X 0

TOTAL:

6. Les éléments non structuraux

Paramètres


+ -

138

Éléments visibles de l'extérieur:

Façade: respect en façade des joints PS

oui X + 1

non X

La façade ne doit pas transmettre d'efforts aux autres blocs.

- 1

éléments lourds en BA X Alourdissement inutile de la façade. - 2 garde-corps, corniches… X Chute possible. - 0,5

revêtement fragile scellé (verre, pierre...)

X - 0,5

Couverture:

légère X 0 lourde X - 0,5

éléments emboîtés X - 0,5 éléments collés ou vissés X + 0,5

toit en terrasse X 0

Éléments visibles de l'intérieur:

Vitrages: type de verre:

verre feuilleté ou organique X + 1 verre recuit (courant) X - 1

verre trempé X ne convient pas en classe D - 0,5

cadre: bois ou PVC X 0

métallique X Les cadres métal soumettent les vitres à plus d'efforts. - 0,5

Faux plafonds: dalles lourdes et fragiles (ex: céramique) X - 0,5

éléments légers (ex: fibres minérales) X 0

pose en appuis simple sur les cadres X - 0,5 fixation par suspentes X + 0,5

appareils lourds fixés sur le plafond X - 0,5 Cloisons: cloisons en maçonnerie:

non chaînée X - 0,5

joints flexibles aux extrémités X + 0,5

cloisons en plâtre: rigidifiées X + 0,5

non rigidifiées X

L'effondrement des cloisons risque d'obstruer les passages et les escaliers. Il faut donc faire en sorte qu'il y ait le moins d'efforts transmis à ces cloisons par la structure.

- 0,5

Escaliers:

escalier en maçonnerie X Risque d'éclatement des cloisons. - 1

escalier en structure indépendante (intérieur ou extérieur du bâtiment)

X

+ 0,5

TOTAL:

139

7. L’âge et l’entretien

Paramètres Commentaires, observations Indice

Pour l'âge et l'entretien, on donne directement une note, sans considérer d'influence.

ÂGE:

après 1977 0 entre 1945 et 1977 - 4 entre 1880 et 1945 - 2

avant 1880 - 6

ENTRETIEN: état:

bon + 1 assez bon - 1

assez mauvais - 4 mauvais - 6

L'évaluation de l'entretient peut se faire par l'aspect extérieur du bâtiment et le relevé de certains indices révélateurs: ferraillage apparent, fissures dans les murs, …

8. Critères visibles de l’intérieur du bâtiment

Paramètres


+ -

Les éléments suivants appartiennent à des catégories déjà étudiées. Ils ne sont cependant visibles que de l'intérieur. Ils sont donc recensés ici. Les indices correspondant devront être ajoutés à chaque total de la catégorie concernée

pour obtenir la note final.

Fondations: présence dans le bâtiment de systèmes d'amortissement parasismique.

oui X + 2

non X 0

Contreventement: Position des trémies:

trémie unique en façade ou dans les angles.

X

- 1

répartition symétrique en plan des trémies.

X

+ 1

140

proportion:

Il s'agit d'ordres de grandeur, et non de valeurs fixes, pour permettre une estimation grossière.

s/S de l'ordre de 0,1 ou moins X s = surface totale des trémies 0

s/S de l'ordre de 0,25 ou plus X S = surface totale du niveau - 1

Structure: Nature des parois d'escalier:

cage ouverte ou en cloisons légères X Présence de poteaux courts. - 1

cage en voile BA X 0

La somme par rubriques des notes obtenues fournie un indice compris entre –10 et 3 reporté sur la grille de « Profil de vulnérabilité du bâtiment ». Les rubriques « âge » et « entretien » sont traitées séparément. Les critères seulement visibles de l’intérieur du bâtiment ne sont pas repris dans le profil. Grille du « Profil de vulnérabilité du bâtiment »

141

Méthode FEMA-154 Le document « Rapid Visual screening of buildings for seismic hazard – A handbook » fournit trois fiches de relevé dépendant de la sismicité du territoire sur lequel se trouve le bâtiment étudié. Les trois fiches sont traduites dans les pages suivantes. Eléments nécessaires pour remplir les fiches de relevés SISMICITÉ Trois sismicités sont considérées, une sismicité forte (ex : Californie), modérée ou faible, définies suivant les paramètres spectraux spécifiques à la réglementation américaine. TYPOLOGIE DES BATIMENTS

Typologie Description W1 Ossature bois légère, habitation ou commerce, surface inférieure à 5000 sqf (465 m²) W2 Ossature bois, surface supérieure à 465 m² S1 Ossatures métalliques en portique S2 Ossatures métalliques avec triangulation S3 Ossatures légères en acier S4 Ossatures métalliques avec murs en béton armé coulés en place S5 Ossatures métalliques avec remplissage maçonnerie non armée C1 Portiques en béton armé C2 Murs porteurs en béton armé C3 Structures poteaux-poutres avec remplissage maçonnerie non armée

PC1 Construction de type “tilt-up” en béton armé PC2 Structures préfabriquées en béton armé RM1 Maçonnerie armée avec diaphragmes flexibles (planchers et toiture) RM2 Maçonnerie armée avec diaphragmes rigides URM Murs porteurs en maçonnerie non armée

TYPE DE SOL

Type Description A Rocher avec vs > 5000 ft/s B Rocher avec 2500 ft/s < vs < 5000 ft/s C Sol très dense avec 1200 ft/s < vs < 2500 ft/s D Sol rigide avec 600 ft/s < vs < 1200 ft/s E Sol avec vs < 600 ft/s F Sol pour lequel une évaluation détaillée du bâtiment est nécessaire

SCORE FINAL Il est recommandé de procéder au diagnostic détaillé des bâtiments ayant un score final inférieur à 2.

142

SISMICITE FAIBLE Adresse : ________________________________________ ________________________________________________ Autres identifiants : _______________________________ Nbre étages : ________ Année construction : __________ Technicien : ____________________ Date : __________ Surface totale : ___________________________________ Nom du bâtiment : ________________________________ Utilisation : ______________________________________

Echelle :

PHOTOGRAPHIE

OCCUPATION TYPE DE SOL RISQUE DE CHUTE Rassembl. Industriel Commercial Bureaux Secours Habitation Admin. Ecole Historique

Nombre de pers. 0-100 11-100 101-1000 +1000

A B C D E F

Cheminée non renforcée Parapets Parements Autres _____________

SCORE DE BASE, FACTEURS MODFIFICATIFS ET SCORE FINAL S

TYPOLOGIE W1 W2 S1 MRF

S2 BR

S3 LR

S4 RC SW

S5 URM INF

C1 MRF

C2 SW

C3 URM INF

PC1 TU

PC2 RM1 FD

RM2 RD

URM

Score de base 7.4 6.0 4.6 4.8 4.6 4.8 5.0 4.4 4.8 4.4 4.4 4.6 4.8 4.6 4.6 Hauteur moyenne (4 à 7 étages)

N/A N/A +0.2 +0.4 N/A +0.2 -0.2 +0.4 -0.2 -0.4 N/A -0.2 -0.4 -0.2 -0.6

Grande hauteur (plus de 7 étages)

N/A N/A +1.0 +1.0 N/A +1.0 +1.2 +1.0 0.0 -0.4 N/A -0.2 N/A 0.0 N/A

Irrégularité verticale

-4.0 -3.0 -2.0 -2.0 N/A -2.0 -2.0 -1.5 -2.0 -2.0 N/A -1.5 -2.0 -1.5 -1.5


-0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8

Pas de code PS N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A Après application code PS

0.0 +0.2 +0.4 +0.6 N/A +0.6 N/A +0.6 +0.4 N/A +0.2 N/A +0.2 +0.4 +0.4

Sol type C -0.4 -0.4 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.4 -0.4 -0.4 -0.2 -0.4 -0.2 -0.4 Sol type D -1.0 -0.8 -1.4 -1.2 -1.0 -1.4 -0.8 -1.4 -0.8 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.8 -0.8 Sol type E -1.8 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.2 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -1.8 -2.0 -1.4 -1.6 -1.4

SCORE FINAL S

EVALUATION DETAILLEE REQUISE

COMMENTAIRES

OUI NON

143

SISMICITE MODÉRÉE Adresse : ________________________________________ ________________________________________________ Autres identifiants : _______________________________ Nbre étages : ________ Année construction : __________ Technicien : ____________________ Date : __________ Surface totale : ___________________________________ Nom du bâtiment : ________________________________ Utilisation : ______________________________________

Echelle :

PHOTOGRAPHIE


Nombre de pers. 0-101 11-100 101-1000 +1000

A B C D E F




S2 BR

S3 LR

S4 RC SW

S5 URM INF

C1 MRF

C2 SW

C3 URM INF

PC1 TU

PC2 RM1 FD

RM2 RD

URM


N/A N/A +0.4 +0.4 N/A +0.4 +0.4 +0.2 +0.4 +0.2 N/A +0.4 +0.4 +0.4 -0.4


N/A N/A +1.4 +1.4 N/A +1.4 +0.8 +0.5 0.8 +0.4 N/A +0.6 N/A +0.6 N/A


-3.5 -3.0 -2.0 -2.0 N/A -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 N/A -1.5 -2.0 -1.5 -1.5


-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

Pas de code PS 0.0 -0.2 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.2 -1.0 -0.4 -1.0 -0.2 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 Après application code PS

+1.6 +1.6 +1.4 +1.4 N/A +1.2 N/A +1.2 +1.6 N/A +1.8 N/A +2.0 +1.8 N/A

Sol type C -0.2 -0.8 -0.6 -0.8 -0.6 -0.8 -0.8 -0.6 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.8 -0.6 -0.4 Sol type D -0.6 -1.2 -1.0 -1.2 -1.0 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -1.0 -1.0 -1.2 -1.2 -1.2 -0.8 Sol type E -1.2 -1.8 -1.6 -1.6 -1.6 -1.6 -1.6 -1.6 -1.6 -1.6 -1.6 -1.6 -1.6 -1.6 -1.6

SCORE FINAL S


COMMENTAIRES

OUI NON

144

SISMICITE ÉLEVÉE Adresse : ________________________________________ ________________________________________________ Autres identifiants : _______________________________ Nbre étages : ________ Année construction : __________ Technicien : ____________________ Date : __________ Surface totale : ___________________________________ Nom du bâtiment : ________________________________ Utilisation : ______________________________________

Echelle :

PHOTOGRAPHIE


Nombre de pers. 0-102 11-100 101-1000 +1000

A B C D E F




S2 BR

S3 LR2.8

S4 RC SW

S5 URM INF

C1 MRF

C2 SW

C3 URM INF

PC1 TU

PC2 RM1 FD

RM2 RD

URM


N/A N/A +0.2 +0.4 N/A +0.4 +0.4 +0.4 +0.4 +0.2 N/A +0.2 +0.4 +0.4 0.0


N/A N/A +0.6 +0.8 N/A +0.8 +0.8 +0.6 0.8 +0.3 N/A +0.4 N/A +0.6 N/A


-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 N/A -1.0 -1.0 -1.0 -1.0


-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

Pas de code PS 0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.2 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2 Après application code PS

+2.4 +2.4 +1.4 +1.4 N/A +1.6 N/A +1.4 +2.4 N/A +2.4 N/A +2.8 +2.6 N/A

Sol type C 0.0 -0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 -0.4 Sol type D 0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 Sol type E 0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -1.2 -0.8 -0.8 -0.4 -1.2 -0.4 -0.6 -0.8

SCORE FINAL S


COMMENTAIRES

OUI NON

145

Grille d’évaluation suisse Référence : Vérification de la sécurité parasismique des bâtiments existants. Concepts et directives pour l’étape 1. Directives de l’OFEG. Deuxième édition. Berne, 2005. Recensement du risque sismique affectant les bâtiments Inventaire – Étape 1 Ouvrage ……………………………………………………. Code |__|__|__|__| |__|__| Rue ………………………………………………………… PLZ ………… Lieu ……………………………………… Coordonnées CH E |__|__|__|__|__|__| N |__|__|__|__|__|__| Numéro de la commune |__|__|__| Canton |__|__| Classe de l’ouvrage selon la norme SIA 261 : I � II � III � Utilisation : ………………………………………………………………………………………………….. Bien culturel : non � oui, d’importance nationale � oui, d’importance régionale � Conséquences possibles de l’effondrement du bâtiment : Effondrement : Perte de fonction : � Aucune répercussion � Aucune fonction � Communications � Répercussions limitées � Transports publics � Alimentation en énergie � Graves répercussions � Logistique � Unité de secours � Hôpital � ……………… Remarques : ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Documents : ………………………………………………………………………………………………………… Contact : ………………………………………………………………………………………………………… E-mail : ………………………………………………………………………………………………………… Téléphone : ………………………………………………………………………………………………………… Évaluation basée sur : Levée effectuée par : Date : ……………………… � Vision locale � Plans Société Signature � Photos

146

Recensement du risque sismique affectant les bâtiments Inventaire – Étape 1 Ouvrage ……………………………………………………. Code |__|__|__|__| |__|__| Nombre d’étages au-dessus du terrain : ……………………………………….. Planchers : � planchers rigides (b.a) � planchers flexibles (bois, …) Classification en fonction des conséquences et de l’ampleur des dommages : Classe de fonction : AIF � FK I 1 ADP = 0,1 . |_____| . |_____| / 24 . |_____| /7 . |_____| /52 = |_____| � FK II 2 � FK III 5 ADS = |_____| AZPS = (ADS + ADP) . AIF = |_____| Zone sismique, année du projet WEP Terrain WB Zone sismique 1 2 3a 3b Bon 1 Année du projet < 1970 3 6 15 30 Moyen 2 1970-1989 2 4 8 15 Mauvais 4 > 1989 1 1 1 1 WEPB = WEP . WB = |_____| Structure : Contreventement en plan WG Contreventement en élévation WA Approprié 0 Continu 0 Inapproprié 2 Discontinu 2 Aucun 5 « Soft storey » 5 Nature du contreventement WW Contour de l’ouvrage WK Noyaux, parois 0 Compact 0 Cadres autostables 1 Anguleux ou allongé 1 Treillis 2 Cadres avec paroi de remplissage 2-4 Système mixte 3 Mode de construction, ductilité WD Fondation WF Béton armé, acier, composite 0 Toute la surface 0 Maçonnerie armée 2 Isolée 1 Préfabriqué, bois 3 Maçonnerie, béton non armé 3 + n WBAU = (1 + WG + WA + WW + WK + WD + WF) = |_____|

Indicateurs pour la définition de priorités WZ = WEPB . WBAU = |_____|

RZPS = AZPS . WZ = |__|__||__|__|__|

147

Éléments pour compléter la grille d’évaluation

• Indicateur ADP relatif aux dommages corporels directs : ADP = 0,1 . |_nbre de personnes_| . |_nbre d’heures par jour_| / 24 . |_nbre de jours par semaine_| /7 . |_nbre de semaines par an_| /52 = |_____|

• Indicateur ADS ADS = valeur d’assurance du bâtiment en millions de francs suisses (pour un bâtiment d’une valeur de 12 millions de francs on indiquera ADS = 12)

• Indicateur AIF L’indicateur AIF dépend de la classe de fonction (I, II, III) de l’ouvrage. Classe de fonction III : hôpitaux et établissements associés, bâtiments afférents à la protection contre les catastrophes (casernes de pompiers, garages pour ambulances etc.), ouvrages et installations destinés à l’approvisionnement, à l’élimination et aux télécommunications ou alors susceptibles de porter préjudice à l’environnement s’ils sont endommagés. Classe de fonction II : bâtiments analogues à ceux de la classe III mais qui semblent moins importants ou moins menacés Classe de fonction I : tous les autres ouvrages, logements, bureaux, constructions artisanales et industrielles, dépôts, parkings à étages et installations associées.

• Indicateur WB L’indicateur WB doit tenir compte de l’effet de site. Des précisions sur les différents paramètres peuvent être obtenues dans « Vérification de la sécurité parasismique des bâtiments existants. Concept et directives pour l’étape 1 » Directives de l’OFEG. Berne, 2005.

148

Méthode néo-zélandaise La grille d’évaluation est disponible dans le document : NZSEE (2000), An initial evaluation process for identifying buildings not safe in earthquake, 27 pp., New-Zealand Society for Earthquake Engineering.

149

Méthode japonaise La méthode japonaise est disponible dans son intégralité dans les documents suivants publiés par la Japanese Building Disaster Prevention Association (JBDPA) :

- Standard for seismic evaluation of existing reinforced concrete buildings, - Guidelines for seismic retrofit of existing reinforced concrete buildings, - Technical manual for seismic evaluation and seismic retrofit of existing reinforced concrete

buildings. Les informations supplémentaires données sur cette méthode sont partielles et purement indicatives. Elles correspondent au niveau 1 de la méthode. Évaluation de l’indice de performance sismique IS

IS = E0 SD T

1 ) Évaluation de E0 E0 est évalué à chaque étage et dans chaque direction. Dans la méthode de niveau 1, la résistance en cisaillement des murs et poteaux est supposée proportionnelle à leur section Ac. Les poutres ne sont pas examinées. Les éléments verticaux sont regroupés en trois catégories :

- poteaux courts : hauteur / profondeur < 2.0, - poteaux : poteaux autres que poteaux courts, - murs.

fc résistance maximale en compression est supposée égale à 20 MPa. Les résistances en cisaillement sont évaluées comme suit :

- poteaux courts : C1 = 1.5 Ac, - poteaux : C2 = 1.0 Ac, - murs : C3 = 3.0 Ac si présence de deux poteaux en extrémité, 2.0 Ac si présence d’un seul poteau,

1.0 Ac sinon. Les poteaux courts sont supposés rompre de façon fragile. Quand la rupture se produit dans ces poteaux courts, on suppose que les murs et poteaux ont développé respectivement 70% et 50% de leur résistance maximale.

Expression de E0 à la rupture des poteaux courts :

)5.07.0(8.01

3210 CCCin

nE ++

++=

où n est le nombre d’étages du bâtiment et i l’étage considéré. Expression de E0 à la rupture des poteaux en l’absence de poteaux courts :

)7.0(1

320 CCin

nE +

++=

Expression de E0 si le bâtiment ne comporte pas de poteaux ni de poteaux courts :

30

1C

in

nE

++=

150

2 ) Évaluation de SD indice d’irrégularité du bâtiment

SD s’écrit comme le produit de neuf facteurs Gi : ∏=

=9

1iiD GS

L’indice SD s’évalue pour chaque étage considéré.

Gi Paramètres Calcul de Gi Description Valeur gi Plan approximativement rectangulaire (décrochés < 10% de la longueur dans la direction parallèle)

0

Configuration en L, T ou U avec décrochés entre 10% et 30% 1 G1 Configuration

en plan G1 = 1 – 0,1 g1

Configuration irrégulière 2 Rapport L/l inférieur à 5 0 Rapport L/l entre 5 et 8 1 G2 Rapport l/L G2 = 1 – 0,05 g2 Rapport L/l supérieur à 8 2 La partie la plus étroite dans une direction donnée a une longueur au moins égale à 80% de la dimension totale en plan. 0

La partie la plus étroite est comprise entre 50% et 80% de la dim. totale. 1 G3

Étranglement au centre du bâtiment

G3 = 1 – 0,05 g3

La partie la plus étroite est inférieure à 50% de la dim. totale. 2 A l’étage considéré, l’épaisseur du joint est supérieure à 1% de la hauteur totale du bâtiment. 0

L’épaisseur du joint est compris entre 0,5% et 1% de la hauteur de l’étage considéré. 1 G4

Joint parasismique

G4 = 1 – 0,05 g4

L’épaisseur du joint est inférieure à 0,5% de la hauteur totale du bâtiment. 2

Pas de cour intérieure ou cour intérieure < 10% de la surface totale du bâtiment 0

Surface de la cour comprise entre 10% et 30% de la surface du bâtiment 1 G5

Cour intérieure (atrium)

G5 = 1 – 0,05 g5

Surface de la cour supérieure à 30% de la surface totale. 2 Pas de cour intérieure ou excentricité de la cour inférieure à 10% de la longueur et 40% de la largeur du bâtiment. 0

Excentricité inférieure à 40% de la largeur mais comprise entre 10% et 30% de la longueur. 1 G6

Emplacement de la cour intérieure

G6 = 1–0,025 g6

Excentricité supérieure à 40% de la largeur ou 30% de la longueur. 2 Sous-sol complet (mêmes dimensions que le rez-de-chaussée). 0 Surface du sous-sol comprise entre 50% et 100% de la surface du rez-de-chaussée. 1 G7

Sous-sol (y compris

partiel) G1 = 1,2–0,1 g7

Surface du sous-sol inférieure à 50% du rez-de-chaussée ou absence de sous-sol. 2

La hauteur de l’étage considéré n’est pas inférieure de plus de 20% à la hauteur de l’étage supérieur (ou inférieur si l’étage considéré est la toiture).

0

L’étage considéré est entre 20% et 30% moins haut que l’étage supérieur. 1

G8 Irrégularité en

élévation G8 = 1 – 0,05 g8

L’étage considéré est 30% moins haut que l’étage supérieur. 2 Murs discontinus inexistants. 0 Les murs discontinus présents sont symétriquement disposés dans le plan. 1 G9

Murs discontinus (absence au

RdC)

G9 = 1 – 0,05 g9

Les murs discontinus présents sont excentrés dans le plan. 2 3) Évaluation de T indice de vieillissement de la structure Une valeur de T est calculée pour l’ensemble du bâtiment. Il est égal au minimum des valeurs Ti calculées pour chaque étage. La valeur minimale Ti des facteurs suivants est retenue :

151

Facteur Description Ti

Construction datant de plus de 30 ans. 0,8 Construction datant de moins de 20 ans. 1,0 Age Cas intermédiaires 0,8 à 0,9

Utilisation Présence de produits chimiques agressifs 0,8 Dégâts dus à un incendie réparés 0,8

Incendies Dégâts dus à un incendie non réparés 0,7 Bâtiment non vertical ou tassements différentiels 0,7

Déformations Déformations visibles des poutres ou des poteaux, ou fondations sur terrains amendés

0,9

Enduit très détérioré, éléments structuraux ou murs de partition présentant des fissures visibles ou même des coulures mais sans indices de corrosion des armatures

0,9 Fissuration et détériorations

des élts struct. et non struct. Signes de corrosion des armatures 0,8

152

Méthode du GNDT

Fiche de vulnérabilité de niveau 1 (toutes typologies) Section 1 – DONNÉES RELATIVES À LA FICHE

Code ISTAT Province 1|__|__| Code ISTAT Commune 3|__|__|__| Commune |__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|

Fiche n° 6|__|__|__|__|__|

Date 11|__|__|__|__|__|__|

Equipe 17 |__|__|

Pré-fiche N° |__|__|__|__|

Section 2 – LOCALISATION DU BÂTIMENT

Code ISTAT section patrimoniale 19|__|__|__|

REFERENCE CADASTRALE

Feuille 22|__|__| Plan 25|__|__|__| Parcelle 28|__|__|__|__|

CARTOGRAPHIE DE RELEVÉ Feuille 32|__|__|__| Ens. struct. 34|__|__|__|__| Bâtiment 38|__|__|

DONNÉES URBANISME Type de zone 40|__| Plan mis en oeuvre 41|__| Liens 42|__|

Ens. struct. |__|__|__|__| Bâtiment |__|__|

0 rue, bvd 1 avenue 2 chemin 43|__| 3 place 4 lieu-dit Nom 44|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__| Numéro civique 56|__|__|__|__| Nbre d’accès 60|__|__| Nbre façades 62|__|

Section 3 – DONNÉES MÉTRIQUES 83 . 63 86 .

Hauteur maximale hors sol évaluée au chéneau (m)

98|__|__.|__|

68 89 . 73 92 . 78 95 .

Hauteur minimale hors sol évaluée au chéneau (m)

101|__|__.|__|

Hauteur moy. inter-étage

Nbre d’étages de hauteur égale

Surface moyenne couverte (m²)

Nbre d’étages à superficie moy. couverte égale

Largeur de la voie donnant sur la façade principale (m)

104|__|__|

Section 4 – UTILISATION Nombre d’unités 106|__|__| Etat du bâtiment 108|__| F achevé N partiellement achevé C en construction Utilisation 109|__| 1 totalement occupé 2 partiellement occupé 3 inoccupé 4 abandonné

Propriétaire 110|__| Occupation dominante 111|__| 1 directe 2 en location

Habitation 1 oui 112|__| 2 non

Logements Nbre % sup. occupés 113|__|__| 115|__|

Logements Nbre % sup. libres 116|__|__| 118|__|

Logements Nbre % sup. occup temp.119|__|__| 121|__|

Activités 1 oui 122|__| de prod. 2 non

Services 1 oui 123|__| public 2 non Dénom. Bât 124|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|

Unité d’utilisation Intensité d’utilisation Bassin ____________________________________________ _____________________________________________________________________________________ d’utilis. Période d’utilisation Potentiel d’utilisation (nbre pers) Nbre Code Type % Sup Mois Jours Moyenne Maximale nbre h/jour 138|__|__| 140|__|__|__| 143|__| 144|__| 145|__|__| |__|__|__| 150|__|__|__| |__|__|__|__| 157|__|__| 159|__| 160|__|__| 162|__|__|__| 165|__| 166|__| 167|__|__| |__|__|__| 172|__|__|__| |__|__|__|__| 179|__|__| 181|__| 182|__|__| 184|__|__|__| 187|__| 188|__| 189|__|__| |__|__|__| 194|__|__|__| |__|__|__|__| 201|__|__| 203|__| 204|__|__| 206|__|__|__| 209|__| 210|__| 211|__|__| |__|__|__| 216|__|__|__| |__|__|__|__| 223|__|__| 225|__| 226|__|__| 228|__|__|__| 231|__| 232|__| 233|__|__| |__|__|__| 238|__|__|__| |__|__|__|__| 245|__|__| 247|__| 248|__|__| 250|__|__|__| 253|__| 254|__| 255|__|__| |__|__|__| 260|__|__|__| |__|__|__|__| 267|__|__| 269|__|

153

Section 5 – AGE DE LA CONSTRUCTION – INTERVENTIONS

Section 6 – ETAT SECOND OEUVRE ET INSTAL.

Classe d’âge INTERVENTIONS Classe d’âge de const. 270|__| Enduits, parements ext. 273|__| A avant 1919 Menuiseries extérieures 274|__| B 1919 1945

Classe d’âge de la dernière intervention signif. 271|__|

E en état de fonct. Installation électrique 275|__|

C 1946 1960 Dernier type int. signif. 272|__| N en panne Distribution d’eau 276|__|

D 1961 1971 Nor

me

s si

sm.

pré

céde

nte

s A

deg.

Ant

isis

m.

D.M

. 24

\1\8

6 M

igl.

Ant

isis

m.

D

.M.

24\1

\86

Inte

rv.

non

para

sism

ique

s

Z inexistant Second œuvre intérieur (enduit, dallage …)

277|__|

E 1972 1981 A B / C Agrandissement Chauffage 278|__| F après 1981 D E / F Surélévation Installation sanitaire 279|__| G ………………… G H I J Restructuration

H ………………… K L M N Restauration O / P Q Entretien

Section 7 – TYPOLOGIE STRUCTURALE A Maçonnerie a sacco A Bois B Maç. a sacco, renf. coins, encadr., lits de brique B Bois avec chaînage C Maç. pierres dégrossies C D Maç. pierres dégrossies, renf. coins, encadr., lits briques D Comme C avec chaînage E Maç. de pierres arrondies E Hourdis en béton armé F Maç. de pierres arrondies, renf. coins, encadr., lits briques F Voûte sans chaînage G Maç. de tuf ou pierres de taille de dim. uniforme G Voûte avec chaînage H Maç. de parpaings en béton H Mixte plancher/voûte I Maç. de parpaings légers en béton I Mixte plancher /voûte avec chaînage L Maçonnerie de briques pleines

ST

UC

TU

RE

S

HO

RIZ

ON

TA

LES

L ______________________________ M Maçonnerie de briques creuses N Murs en béton non armé M Bois exerçant poussée horizontale O Murs en béton armé N Bois avec faible poussée horizontale P Portique b.a sans remplissage O Bois sans poussée ou poutres horiz. Q Portique b.a avec remplissage peu résistant P Hourdis en béton armé R Portiques b.a avec remplissage résistant Q Poutr. métalliq. exerç. pouséee horiz. S Ossature métallique R Poutrelles métalliques sans poussée T Mixte S Mixte exerçant poussée horizontale U _______________________________________ T Mixte sans poussée

ST

RU

CT

UR

ES

VE

RT

ICA

LES

V _______________________________________

TO

ITU

RE

U Autre : ________________________

0 Structure en bois simplement appuyée 1 Structure en bois en porte-à-faux

Typologie structurale

Nbre étages

2 Structure en acier simplement appuyée Typologie structurale principale 280|__|

281|__| 3 Structure en acier en porte-à-faux 285|__| 4 Structure en pierre ou en brique simplement appuyée 1 289|__| 5 Structure en pierre ou en brique en porte à faux

Typologie spécifique (hangars, églises …) 293|__|

6 Voûte en maçonnerie simplement appuyée 2 Maçonnerie ou mixte 297|__| 7 Voûte en maçonnerie en porte-à-faux 3 Béton armé 8 Structure en béton armé simplement appuyée 4 Acier

ES

CA

LIE

RS

9 Structure en béton armé en porte-à-faux 5 Autre

Ve

rt.

Esc

al.

Hor

iz.

toitu

re

Section 8 – EXTENSION ET NIVEAU DU DOMMAGE Evènement en date 301|__|__|__|__|__|__| M E L N° M E L N°

M = niveau de dom. max. relevé 308 328

E = extension dom. le plus répandu 312 332 1 Séisme 2 Autre 307|__| L = niveau de dom. le plus répandu 316 336

Niveau de dommage Extension du dommage 320 340

A Aucun dommage 0 ≤ 10% 324 344

B Dommage léger 1 10 < ≤ 20% Structures verticales Structures horizontales

C Dommage moyen 2 20 < ≤ 30%

D Dommage élevé 3 30 < ≤ 40% M E L N° M E L N°

E Dommage très élevé 4 40 < ≤ 50% 348 368

F Ruine totale 5 50 < ≤ 60% 352 372

6 60 < ≤ 70% 356 376

1 oui 7 70 < ≤ 80% 360 380

2 non 8 80 < ≤ 90% 364 384

Dommages sur installations

388|__|

9 90 < ≤ 100% Escaliers Remplissage

154

Fiche de vulnérabilité de niveau 2 (maçonnerie)

Code ISTAT Province 1|__|__|

Code ISTAT Commune 3|__|__|__|

Fiche n° 6|__|__|__|__|__|

PARAMETRES Clas- sif.

Qual. Inf.

ÉLÉMENTS D’ÉVALUATION SCHÉMAS - RAPPELS

Norm. constr. neuve (cl.A) 33 1 Paramètre 3. Résistance conventionnelle

Norm. constr. existante (cl.A) 2 Chaînage à tous niveaux (cl.B) 3 Bon liaison. entre murs (cl.C) 4

1 TYPE ET

ORGANISATION DU SYSTÈME

RÉSISTANT (SR)

11|__| 22|__|

Mauvais liaisonnement (cl.D) 5

2 QUALITÉ SR 12|__| 23|__|

(Voir manuel ) 34|__|

Nombre d’étages N 35|__|__| Surf. tot. toiture At (m²) 37|__|__|__|__.| Surface Ax (m²) 41|__|__|__.| Surface Ay (m²) 44|__|__|__.| τk (t/m²) 47|__|__|__.| Haut. moy inter-étage h (m) 50|__.|__|

Typol. struct. verticale τk (t/m²) _____________________ _______ _____________________ _______ _____________________ _______

Min. entre Ax et Ay A (m²) ______ Max. entre Ax et Ay A (m²) ______ Coeff. ao = A/At __ Coeff. γ= B/A ___ q = (Ax+Ay) h. pm/At+ps ____________

)1.(..5.1

.1

.

.

γτ

τ

++

−=

ko

ko

a

Nq

Nq

aC ____

α = C/0.4 ___________________________

Poids spéc. pm (t/m3) 52|__.|__| Paramètre 6. Configuration en plan

3 RÉSISTANCE

CONVENTION-NELLE

13|__| 24|__|

Charge perm. plancher ps (t/m²) 54|__.|__|

Pente % 56|__|__.|

Rocher fondations 58oui 1 non 2 Sol souple fondations oui 3 non 4 Souple avec poussée fond. oui 5 non 6

4 POSITION

BÂTIMENT ET FONDATIONS

14|__| 25|__|

Différence de niveau ∆h (m) 59|__|__.|__|

Planchers décalés 62 oui 1 non 2 Paramètre 7. Configuration en élévation

Pl. rigides et bien connectés 63 1 Pl. déformables et bien connectés 2 Pl. rigides et mal connectés 3 Pl. déformables et mal connectés 4

5 PLANCHERS 15|__| 26|__|

% pl. rigide bien connecté 64|__|__.|

Rapport % β1=a/l 66|__|__.| 6 CONFIGURATION

EN PLAN 16|__| 27|__|

Rapport % β2=a/l 70|__|__.|

Paramètre 8. Dmax maçonnerie

% augm(+) / réduct (-) de masse 74|__|__|__.|

Rapport % T/H 77|__|__.| % surface arcades 79|__|__.|

7 CONFIGURATION EN ÉLÉVATION

17|__| 28|__|

Arcades en RdC 81 oui 1 non 2

Paramètre 9. Toiture

M8 DMAX MAÇONNERIE

18|__| 29|__|

Rapport max l/s 82|__|__.|

Toiture exerçant poussée : 84 non Ø un peu 1 oui 2

Poutres 85 oui 1 non 2 Tirants 86 oui 1 non 2 Charge perm. pc (t/m²) 87|__.|__|__| Long. appuis la

90|__|__|__.|

M9 TOITURE 19|__| 30|__|

Périmètre toiture 93|__|__|__.|

10 ÉL. NON STRUCT. 20|__| 31|__|

(voir manuel)

11 ÉTAT 21|__| 32|__|

(voir manuel)

Poussée horizontale (typologie M)

Faible poussée horizontale (typologie N)

Pas de poussée horizontale (typologie O)

155

Fiche de vulnérabilité de niveau 2 (béton armé)

Code ISTAT Province 1|__|__|

Code ISTAT Commune 3|__|__|__|

Fiche n° 6|__|__|__|__|__|

PARAMETRES Clas- sif.

Qual. Inf.

ÉLÉMENTS D’ÉVALUATION SCHÉMAS - RAPPELS

Murs en b.a

(cl.A) 33

1 Paramètre 3. Résistance conventionnelle

Rempl. résist. et portique (cl.A) 2 Rempl. peu rés, p.rigide. (cl.B) 3 Rempl peu rés, p. souple (cl.C) 4

1 TYPE ET

ORGANISATION DU SYSTÈME

RÉSISTANT (SR)

11|__| 22|__|

Portique sans rempl. (cl.B / C) 5

2 QUALITÉ SR 12|__| 23|__|

(Voir manuel ) 34|__|

Nombre d’étages N 35|__|__| Surf. tot. toiture At (m²) 37|__|__|__|__.| Surface Ax (m²) 41|__|__|__.| Surface Ay (m²) 44|__|__|__.|

Min. entre Ax et Ay A (m²) ______ Coeff. ao = A/At __ Coeff. γ= B/A ___ q = (Ax+Ay) h. pm/At+ps ____________ C=ao .τ/(q . N) _______ α = C/(0.4 R) ___

Calcul de R

Sol de type S1 : R = 2.5 (T < 0.35s) R=2.5/(T/0.35)2/3 (T ≥ 0.35s) Sol de type S2 : R = 2.2 (T < 0.8 s) R=2.2/(T/0.8)2/3 (T ≥ 0.8s)

τk (t/m²) 47|__|__|__.| Paramètre 6. Configuration en plan

Haut. moy inter-étage h (m) 50|__.|__| Poids spéc. pm (t/m3) 52|__.|__|

3 RÉSISTANCE

CONVENTION-NELLE

13|__| 24|__|

Charge perm. plancher ps (t/m²) 54|__.|__|

Pente % 56|__|__.|

Rocher fondations 58oui 1 non 2 Sol souple fondations oui 3 non 4 Sol souple décalé fond. oui 5 non 6

4 POSITION

BÂTIMENT ET FONDATIONS

14|__| 25|__|

Différence de niveau ∆h (m) 59|__|__.|__|

Planchers décalés 62 oui 1 non 2

Pl. rigides et bien connectés 63 1 Pl. déformables et bien connectés 2 Pl. rigides et mal connectés 3 Pl. déformables et mal connectés 4

5 PLANCHERS 15|__| 26|__|

% pl. rigide bien connecté 64|__|__.|

Rapport % β1=a/l 66|__|__.|

Rapport % β3=e/d 68|__|__.| Rapport % β4=∆d/d 70|__|__.|

6 CONFIGURATION EN PLAN

16|__| 27|__|

Rapport % β5=c/b 72|__|__.|

Paramètre 7. Configuration en élévation

% augm(+) / réduct (-) de masse 74|__|__|__.|

Rapport % T/H 77|__|__.| Var. en élévation SR 79 Ø un 1 deux 2

7 CONFIGURATION EN ÉLÉVATION

17|__| 28|__|

Portique RdC 80 oui 1 non 2

Rapport % γ1 = s/b 81|__|__.|

Rapport % γ2 = e/b’ min 83|__|__.| Paramètre C8. Nœuds et éléments critiques

Rapport % γ3 = e/b’’ 85|__|__.| Rapport ma h/bmin

87|__|__.| % σ/Rc (approx.) 89|__|__.| Connect. él. préf. 91oui1 non2 const. ordin.3

C8 NŒUDS ET ÉLÉMENTS CRITIQUES

18|__| 29|__|

Largeur min bmin (cm) 92|__|__.|

Rapport min hmin/b 94|__|__.| C9 ÉLÉMENTS

FRAGILES 19|__| 30|__| Rapport max hmoy/hmin

96|__|__.|

10 ÉL. NON STRUCT. 20|__| 31|__| (voir manuel) 11 ÉTAT 21|__| 32|__| (voir manuel)

poutre poutre

poteau

156

Précisions pour le remplissage des fiches de niveau 2 Chaque paramètre de 1 à 11 se voit attribuer une classe variant de A à D (colonne « Classif. »). La fiabilité de l’information récoltée est indiquée dans la case adjacente (colonne « Qual. Inf. »). Elle prend les valeurs :

- E : information certaine provenant d’un relevé direct ou d’un document officiel, - M : fiabilité moyenne de l’information, informations en grande partie déduites, - B : fiabilité faible, informations présumées, - A : information absente ou avec un niveau de fiabilité quasiment semblable à un choix au hasard.

Pour les bâtiments en maçonnerie Paramètres Classe Évaluation

1 - Les classes sont directement indiquées dans la fiche de relevé.

A - Maçonnerie de briques de bonne qualité, maçonnerie en tuf ou pierres de taille

homogène - Maçonnerie a sacco homogène avec connection assurée entre les deux parements

B Maçonnerie de briques, de tuf ou de pierres taillées non homogène ou « a sacco » non homogène avec connection assurée entre les deux parements

C

- Maçonnerie de pierres grossièrement équarries ou de briques de mauvaise qualité, présence d’irrégularités

- Maçonnerie a sacco, en tuf ou en pierres avec assise régulière mais sans connection entre les deux parements

2

D - Maçonnerie de pierres irrégulières - Maçonnerie de briques de mauvaise qualité avec inclusion de galets - Maçonnerie a sacco assisée et sans connection entre les deux parements

A Bâtiment avec α ≤ 1 B Bâtiment avec 0.6 ≤ α < 1 C Bâtiment avec 0.4 ≤ α < 0.6

3

D Bâtiment avec α < 0.4

A col. 56-57: p ≤ 10, col. 58: t = 1 ou 2, col. 59-61: ∆h = pas de condition col. 56-57: p ≤ 10, col. 58: t = 3 ou 4, col. 59-61: ∆h = 0

B

col. 56-57: 10 < p ≤ 30, col. 58: t = 1 ou 2, col. 59-61: ∆h = pas de condition col. 56-57: p ≤ 10, col. 58: t = 3 o 4, col. 59-61: 0 < ∆h ≤ l col. 56-57: 10 < p ≤ 30, col. 58: t = 3, col. 59-61: ∆h ≤ l col. 56-57: 10 < p ≤ 20, col. 58: t = 4, col. 59-61: ∆h ≤ l

C

col. 56-57: 30 < p ≤ 50, col. 58: t = 1 ou 2, col. 59-61: ∆h = pas de condition col. 56-57: 30 < p ≤ 50, col. 58: t = 3, col. 59-61: ∆h ≤ l col. 56-57: 20 < p ≤ 30, col. 58: t = 4, col. 59-61: ∆h ≤ l col. 56-57: p ≤ 50, col. 58: t = 5, col. 59-61: ∆h ≤ l col. 56-57: p ≤ 30, col. 58: t = 6, col. 59-61: ∆h ≤ l

4

D col. 56-57: p > 50, col.58: t = pas de condition, col. 59-61: ∆h = pas de condition col. 56-57: p = pas de condition, col. 58: t = 3,4,5 ou 6, col. 59-61: ∆h > 1 col. 56-57: p > 30, col. 58 : t = 4 ou 6, col. 59-61: ∆h = pas de condition

A

Bâtiment avec planchers de toute typologie satisfaisant les trios conditions suivantes : a) déformabilité négligeable dans le plan du plancher (code 1 ou 3 dans col. 63) b) connection entre planchers et murs (code 1 ou 2 dans col. 63) c) absence de planchers décalés (code 2 dans col. 62)

B Bâtiment avec des planchers identiques à la classe A mais ne satisfaisant pas la condition c)

C Bâtiments avec planchers pouvant se déformer de façon significative dans le plan mais bien connectés aux murs

5

D Bâtiments avec planchers de toute nature mal connectés aux murs A β1 ≥ 80 β2 ≤ 10 6 B 60 ≤ β1 < 80 10 < β2 ≤ 20

157

C 40 ≤ β1 < 60 20 < β2 ≤ 30 D β1 < 40 β2 > 30

A

- Bâtiments avec distribution des masses et des éléments résistants pratiquement uniforme sur toute la hauteur

- Bâtiments avec masses et éléments résistants décroissants continûment - Bâtiments avec retraits inférieurs à 10% de la surface totale

B

- Bâtiments avec portiques et loggias de faibles dimensions (concerne moins de 10% de la surface totale en plan)

- Bâtiments avec retraits compris entre 10% et 20% de la surface totale - Bâtiments avec tours ou tourelles de hauteur inférieure à 10% de la hauteur totale

du bâtiment

C

- Bâtiments avec portiques et loggias de faibles concernant de 10% à 20% de la surface totale en plan

- Bâtiments avec retraits supérieurs à 20% de la surface totale - Bâtiments avec tours ou tourelles de hauteur comprise entre 10% et 40% de la

hauteur totale du bâtiment

7

D - Bâtiments avec portiques et loggias de faibles dimensions concernant plus de

20% de la surface totale en plan - Bâtiments avec tours de hauteur supérieure à 40% de la hauteur totale du bâtiment

A Rapport l/s inférieur à 15 B Rapport l/s entre 15 et 18 C Rapport l/s entre 18 et 25

M8

D Rapport l/s supérieur à 25

A - col. 84: code = 0, col. 85: code = 1, col. 86: code = 1 ou 2 - col. 84: code = 0, col. 85: code = 1 ou 2, col. 86: code = 1

B - col. 84: code = 0, col. 85: code = 2, col. 86: code = 2 - col. 84: code = 1, col. 85: code = 1, col. 86: code = 1 ou 2 - col. 84: code = 1, col. 85: code = 1 ou 2, col. 86: code = 1

C - col. 84: code = 1, col. 85: code = 2, col. 86: code = 2 - col. 84: code = 2, col. 85: code = 1, col. 86: code = 1 ou 2 - col. 84: code = 2, col. 85: code = 1 ou 2. col. 86: code = 1

M9

D - col. 84: code = 2. col. 85: code = 2, col. 86: code = 2 A Bâtiments sans dormants, appendices, objets, faux-plafonds.

B

- Bâtiments avec dormants bien reliés aux murs, cheminées de petites dimensions et de masse modéré, faux-plafonds bien connectés

- Bâtiments avec balcons faisant partie intégrante des structures horizontales (planchers)

C Bâtiments avec dormants externes ou enseignes de petites dimensions mal reliée aux murs et avec faux-plafonds de petites dimensions non connectés ou de grandes dimensions bien connectés 10

D

- Bâtiments présentant des cheminées ou autres appendices en toiture mal fixés à la structure, des parapets de mauvaise exécution ou d’autres éléments pesants qui peuvent s’effondrer en cas de tremblement de terre

- Bâtiments avec balcons ou autres objets (équipements de service …) ajoutés postérieurement à la construction du bâtiment et relié à la structure de façon sommaire

- Bâtiments avec faux plafonds de grande dimension et mal connectés A Bâtiments en bon état sans fissures apparentes

B Bâtiments présentant des fissures capillaires non diffuses à l’exception des fissures produites par un tremblement de terre

11

C

- Bâtiments avec fissures de moyenne importance (largeur de 2 à 3 mm) ou avec fissures capillaires d’origine sismique

- Bâtiments qui, bien que ne présentant pas de fissures, se caractérisent par une maçonnerie en mauvaise état entraînant une réduction significative de leur résistance

158

D

- Bâtiments présentant des murs non verticaux et/ou des fissures importantes même si non diffuses

- Bâtiments caractérisés par des matériaux présentant une détérioration avancée - Bâtiments qui, bien que ne présentant pas de fissures, se caractérisent par une

maçonnerie en mauvaise état entraînant une réduction très importante de leur résistance

159

Pour les bâtiments en béton armé Paramètres Classe Évaluation

1 - Les classes sont directement indiquées dans la fiche de relevé. A Bonne B Moyenne 2 C Mauvaise (mauvaise qualité du béton, armatures apparentes et oxydées …) A Bâtiment avec α ≤ 1.5 B Bâtiment avec 0.7 ≤ α < 1.5 3 C Bâtiment avec α < 0.7

A

- Bâtiments présentant des fondations sur sol souple avec différence de niveau inférieure à 1.5 m pour 10 m

- Bâtiments présentant des fondations sur rocher avec différence de niveau inférieure à 3 m pour 10 m.

Dans tous les cas, absence de terrains exerçant une poussée sur le bâtiment. B Autre que A et C 4

C

- Bâtiments sans fondations - Bâtiments avec fondations manifestement insuffisantes sur tout type de sol - Bâtiments avec différence de niveau supérieur à 3m pour 10m sur sol souple ou

bien 6m pour 10m sur rocher. - Présence de terre-plein exerçant une poussée sur le bâtiment.

A Planchers rigides dans le plan et bien connectés aux murs. B Planchers moyennement rigides et connectés aux murs. 5 C Planchers peu rigides et mal connectés aux murs.

A

Régulier 1) Distribution des masses et des rigidités a) Rapport maximal e/d inférieur à 0.2 b) Au moins 70% des éléments résistants se trouvent sur le périmètre de plan (y

compris structure avec remplissage présentant un retrait ∆d < 0.1 d ou structure sans remplissage avec ∆d < 0.2)

c) Rapport a/l > 0.4 2) Forme en plan a) Rapport c/b > 0.5

B Irrégulier. Autres que A et C.

6

C

Très irrégulier. a) e/d >0.4 b) plus de 70% des éléments du SR principal suit le périmètre en plan avec

∆d/d > 0.1 (0.2 pour les structures sans remplissage) c) a/l < 0.2 et, simultanément, 30% des éléments suit le périmètre en plan avec

∆d/d > 0.1 (0.2 pour les structures sans remplissage) d) il existe un retrait/ une avancée avec c/b < 0.25

A

- Absence de variations significatives du SR entre deux étages successifs. - Absence de variations significatives dans la distribution des masses en

élévation au-dessus de l’étage considéré, variations limitées à 20%. - 0.1 < T/H < 0.9

B Autres que A et C. 7

C

- Bâtiments avec variations du système résistant de 2 classes (paramètre 1) - Bâtiments avec variation d’une classe et augmentation de la masse en hauteur

supérieure à 20% ou bien avec rapport T/H compris entre 0.3 et 0.7 (ou entre 0.7 et 0.9)

- Bâtiments avec variation non significative du système résistant mais avec T/H compris entre 0.3 et 0.7 ou bien avec augmentation de masse supérieure 40%.

160

A

Bon. Bâtiments pour lesquels les nœuds et éléments critères satisfont tous les critères suivants : 1) Nœuds poutre-poteau coulés en place ou préfabriqués

a) la largeur de la poutre n’est pas supérieure à celle du poteau + 20% de chaque côté, ou bien, la largeur de la poutre n’est pas supérieure à celle du poteau + la moitié de la hauteur de la poutre sur chaque côté

b) l’excentricité entre l’axe de la poutre et celui du poteau n’est pas supérieur à 20% du minimum entre les largeurs de ces deux éléments

c) l’excentricité des axes des poutres qui se rejoignent au nœud ne dépasse pas 30% de la dimension transversale du poteau

2) Joints en éléments préfabriqués a) en cas d’appuis simples, présence de dispositifs de retenue ou d’empêchement

d’autres types qui s’opposent à l’écartement des éléments en contact, dans chaque direction

b) présence de soudures ou encollages ou armatures telle que le joint est un bon comportement

3) Les poteaux supportant un effort en compression supérieur à 15% de leur résistance ultime ont une dimension minimale supérieure à 25 cm. 4) Murs en béton armé

a) Épaisseur supérieure à 12 cm. b) Rapport entre hauteur et épaisseur inférieur à 25.

B Moyenne. Autres que A et C.

C8

C

Bâtiments pour lesquels les nœuds et éléments critiques rentrent dans un des deux critères suivants : 1) Plus de 70% des éléments résistant ne satisfont pas les critères de niveau A. 2) Plus de 30% des nœuds tombent dans les conditions suivantes :

a) la largeur de la poutre est supérieure à celle du poteau +40% sur chaque côté ou bien supérieure à celle du poteau + la hauteur de la poutre sur chaque côté

b) l’excentricité entre les axes de la poutre et du poteau est supérieure à 30% de la largeur minimale des deux éléments

c) l’excentrement des axes des poutres qui se rejoignent au nœud ne dépasse pas 30% de la dimension transversale du poteau

3) Les poteaux supportant un effort en compression supérieur à 15% de leur résistance ultime ont une dimension minimale inférieure à 20 cm. 4) Murs en béton armé

a) Épaisseur inférieure à 10 cm. b) Rapport entre hauteur et épaisseur supérieur à 30.

A Absents. Bâtiments non classés B ou C.

B

Présents avec ductilité faible. Bâtiments qui rentrent dans au moins un des cas suivants : 1) L’élément le plus court a une hauteur inférieure à la moitié de la hauteur des autres éléments. 2) Il existe au moins un élément de hauteur inférieure à 2/3 de la hauteur des autres éléments et la demande en ductilité est élevée.

C9

C

Présents avec ductilité extrêmement faible. Bâtiments qui rentrent dans au moins un des cas suivants : 1) L’élément le plus court a une hauteur inférieure à un quart de la hauteur des autres éléments. 2) Il existe au moins un élément de hauteur inférieure à la moitié de la hauteur des autres éléments et la demande en ductilité est élevée.

161

A Connectés. Les éléments extérieurs sont généralement connectés de manière efficace. Les éléments intérieurs sont généralement stabilisés mais si non connectés.

B

Stables mais sans connection résistante. Les éléments extérieurs sont généralement stables mais sans connections ou avec connections non fiables. Typologie des parois :

10

C

Instables et mal connectés. Les éléments extérieurs sont généralement instables et mal connectés ou ne sont pas classés A ou B. Typologie des parois :

Pour évaluer le critère 10, sont pris en compte, par ordre d’importance les éléments suivants :

1) Éléments résistants (poteaux, murs, remplissage, planchers…). Les éléments classés comme critiques (paramètre 9) doivent être considérés.

2) Fondations 3) Éléments non structuraux

L’intégrité des éléments est évaluée.

A Bâtiments avec éléments de type 1) au premier stade (non fissurés). Absence de dégâts au niveau des fondations. Présence de dommages dans les éléments de type 3) mais sans effets sur la stabilité du bâtiment sous sollicitation sismique.

B Autres que A, C, et D.

C Plus de 30% des éléments de types 1) et 2) au deuxième stade (fissurés). Dans les planchers, fissures supérieures à 5 mm. Dommages au niveau des fondations (fissures dans les longrines …)

11

D 1) Au moins un poteau ou mur se trouve au troisième stade (aciers plastifiés). 2) Fissures de poinçonnement au niveau des fondations, rupture de semelle ou

endommagement similaire.

162

Calcul de l’indice de vulnérabilité pour les bâtiments en maçonnerie 1. Remplir les fiches de vulnérabilité de premier et de second niveau 2. Assigner à chaque paramètre sa note IVi et son poids wi à partir du tableau suivant :

PONDERATION ET POIDS RELATIFS A CHAQUE PARAMETRE Classe IVi Paramètres

A B C D Poids wi

1. Type et organisation du système résistant 0 5 20 45 1.0 2. Qualité du système résistant 0 5 25 45 0.25 3. Résistance conventionnelle 0 5 25 45 1.5 4. Position du bâtiment et fondations 0 5 25 45 0.75 5. Planchers 0 5 15 45 variable 6. Configuration en plan 0 5 25 45 0.5 7. Configuration en élévation 0 5 25 45 variable 8. Dmax maçonnerie 0 5 25 45 0.25 9. Toiture 0 15 25 45 variable 10. Éléments non structuraux 0 0 25 45 0.25 11. État 0 5 25 45 1.0 Les poids indiqués comme étant variables le sont dans une fourchette de 0.5 à 1.0. Ils s’évaluent comme suit. Paramètre 5 :

)1;100

5.0(min0

5

=

αw

α0 est le pourcentage de planchers rigides bien connectés. Paramètre 7 : w7 = 0.5 si l’irrégularité du bâtiment provient uniquement de la présence de portiques au rez-de-chaussée. w7 = 1 sinon. Paramètre 9 : w9 = 0.5+ α1 + α2 α1 = 0.25 pour une toiture en béton armé ou de masse supérieure ou égale à 200 kg/m². α1 = 0 dans les autres cas. α2 = 0.25 si la rapport entre le périmètre de la toiture et la longueur de la zone d’appui est égale ou supérieure à 2. α2 = 0 dans les autres cas.

3. Calcul de l’indice de vulnérabilité : ∑=

=11

1iii IVwIV

Si le paramètre n’est pas renseigner, lui attribuer la classe D. 4. Pour obtenir un indice de vulnérabilité entre 0 et 100, l’indice IV calculé doit être divisé par 3.825.

825.3

IVVbât =

163

5. Calculer la note relative à la fiabilité du résultat comme moyenne de la fiabilité de chaque paramètre. Les valeurs attribuées à la fiabilité sont : E=1, M=0.75, B=0.5, A=0.25. Calcul de l’indice de vulnérabilité pour les bâtiments en béton armé 1. Remplir les fiches de vulnérabilité de premier et de second niveau 2. Assigner à chaque paramètre sa note IVi et son poids wi à partir du tableau suivant :

PONDERATION RELATIF A CHAQUE PARAMETRE Classe IVi Paramètre

A B C D 1. Type et organisation du système résistant 0 -1 -2 0 2. Qualité du système résistant 0 -0.25 -0.5 0 3. Résistance conventionnelle 0.25 0 -0.25 0 4. Position du bâtiment et fondations 0 -0.25 -0.5 0 5. Planchers 0 -0.25 -0.5 0 6. Configuration en plan 0 -0.25 -0.5 0 7. Configuration en élévation 0 -0.5 -1.5 0 8. Nœuds et éléments critiques 0 -0.25 -0.5 0 9. Éléments fragiles 0 -0.25 -0.5 0 10. Éléments non structuraux 0 -0.25 -0.5 0 11. État 0 -0.5 -1 -2.45

Pour les bâtiments en béton armé, aucun poids wi n’est appliqué.

3. Calcul de l’indice de vulnérabilité : ∑=

=11

1iiIVIV

4. Pour avoir un indice de vulnérabilité comparable à celui de la maçonnerie, l’indice de vulnérabilité des bâtiments en béton armée doit être ramené entre 0 et 100. La conversion s’effectue par l’application des formules suivantes : Si IV > - 6.5 Vbât = - 10.07 IV + 2.5175 Si IV < - 6.5 Vbât = - 1.731 IV + 56.72 5. Calculer la note relative à la fiabilité du résultat obtenu de la même façon que pour les bâtiments en béton armé.

164

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CS 70 499 13593 Aix-en-Provence cedex 3 – Tél. : 04 42 24 76 76

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