IntroductionLes sismes, comme les autres catastrophes naturelles, peuvent avoir des consquences graves et dvastatrices sur les btiments et la population. Cependant, les sismes, contrairement aux autres catastrophes naturelles, tuent surtout par leffondrement de btiments et dautres chutes dobjets. Cest pour cela quil est ncessaire dtudier la manire dont se comportent les btiments pour tablir des ouvrages rsistants aux sismes et ainsi protger la population de cet vnement incontrlable. En effet, valuer le risque des phnomnes sismiques est trs difficile du aux faits de leur prvision incertaine et de leur apparition alatoire. Nous ne connaissons ni le moment ni le lieu o cela se produira et ne pouvons les dterminer avec prcision. Pour cela les ingnieurs et architectes ont tabli, au fur et mesure des annes, une conception appele gnie parasismique : lart de construire des btiments rsistants capables de se dformer et parfois mme dtre endommags sans seffondrer. Les constructions parasismiques, grce leurs structures spcifiques, absorbent et dissipent lnergie transmise par les secousses sismiques. Ceci est aujourdhui le seul moyen permettant dassurer la scurit de la population face aux tremblements de terre.En quoi le gnie parasismique permet-il aux btiments de rsister aux diffrentes forces causes par les sismes ?Nous verrons tout dabord les diffrents aspects qui caractrisent les sismes. En effet, nous devons regarder chaque aspect dans chaque rgion avant de btir une construction parasismique. Ensuite, nous verrons les diffrents points quil faut tudier tels que le sol avant de construire un btiment parasismique : cela constitue la conception parasismique. Et enfin, nous verrons le comportement des diffrents btiments face aux de sismes.I- Les sismesA. Caractristiques et causes des sismes1. Les causesLa crote terrestre est constitue de plusieurs grandes plaques qui voluent les unes par rapport aux autres en s'cartant, en convergeant, ou encore en coulissant. Environ 90% des sismes sont localiss dans des rgions proches des extrmits de ces plaques appeles des failles (zones de fractures de lcorce terrestre). En profondeur, les plaques se dplacent de manire rgulire, dune distance allant de quelques millimtres quelques centimtres par an. Dans la partie suprieure de la crote terrestre comprenant les trente premiers kilomtres, le mouvement nest pas rgulier. Les failles restent parfois bloques durant de longues priodes alors que le mouvement de la crote terrestre continue. Laccumulation dnergie se libre alors subitement crant des fractures et des mouvements la surface de la terre.2. Les caractristiques majeuresLe point qui correspond au foyer du sisme, la verticale, est appel picentre. La dure dun sisme est trs limite (quelques secondes) tant que la limite de lnergie potentielle de dformation nest pas atteinte. Les dgts en surface dpendent de lamplitude, de la frquence, de lintensit et de la dure des vibrations. La puissance de cette nergie peut parfois dpasser dix millions de fois la puissance de la bombe lche sur Hiroshima. Ainsi, les sismes peuvent engendrer des dommages colossaux sur de grandes surfaces.Schma de lorigine dun sisme3. Trois Formes de SismesIl existe trois diffrentes formes de sismes : les sismes dorigine tectonique (les plus dvastateurs) dus aux mouvements des plaques terrestres ; les sismes dorigine volcanique rsultant druptions volcaniques : nombreux microsismes ; les sismes dorigine humaine (exploitation des sous-sols, explosions dans les carrires.) : ces sismes sont tout de mme de faible magnitude.B. Les ondes sismiquesL'impulsion de dpart d'un sisme provoque un dplacement du sol. Cette impulsion pousse des particules lmentaires du sol qui poussent dautres particules lmentaires et qui leur tour poussent les suivantes pour enfin reprendre leur place. Ce phnomne se fait un grand nombre de fois. Les vibrations provoques par la propagation d'ondes se propagent dans toutes les directions. Leur vitesse de propagation diffre selon la nature gologique du sol.On distingue 2 principaux types dondes : les ondes de volume et les ondes de surface.Les diffrents schmas ci-dessous montrent les dformations du sol lors du passage des ces diffrentes ondes.1. Les ondes de volumeLes Ondes de Volume naissent au niveau du foyer et se propagent l'intrieur de la Terre. Plus le foyer est profond, plus la vitesse augmente proportionnellement la nature du sol. Elles se propagent sous deux formes : les ondes P et les ondes S.a. Les ondes PLes Ondes P sont aussi appeles ondes primaires, ondes de compression ou encore ondes longitudinales. Ce sont les plus rapides des ondes de volume : leur vitesse est de 6 8 Km/s. Elles provoquent un mouvement de dilatation et de compressions successives du sol qu'elles traversent. Elles sont parallles la direction de propagation de l'onde. Elles induisent un mouvement vertical sur les constructions et sont responsables du grondement sourd que lon peut entendre au dbut dun sisme.Effet dune onde P sur le solb. Les ondes SLes Ondes S sont aussi appeles ondes secondaires, ondes de cisaillement ou encore ondes transversales. Elles sont plus lentes que les ondes P, en effet, elles se dplacent de 3 5 Km/s. Elles sont perpendiculaires au sens de propagation de l'onde. Elles induisent un mouvement horizontal sur les constructions. Elles ne se propagent que sur une faible paisseur, ne pouvant pas traverser les milieux liquides et tant arrtes par le noyau de la Terre. A chaque changement de milieu, elles changent de direction car elles sont soit dvies, soit rfractes, soit rflchies.Effet dune onde S sur le sol2. Les ondes de surfaceLes Ondes de Surface sont guides par la surface de la Terre et sont moins rapides que les ondes de Volume. On distingue aussi deux formes d'ondes de surface : les Ondes de Love et les Ondes de Rayleigh.a. les ondes de Love LLes Ondes de Love ont un dplacement semblable aux ondes S sans mouvement vertical. Elles se propagent 4km/s. Elles correspondent des ondes de cisaillement engendrant un mouvement horizontal, perpendiculaire sa direction de propagation. Elles causent de nombreux dgts aux fondations des difices.Effet dune onde L sur le solb. Les Ondes de Rayleigh RLes Ondes de Rayleigh ont un dplacement complexe un peu comme une poussire porte par une vague. Le dplacement des particules est la fois vertical et horizontal. Elles sont rapides mais les vibrations enregistres par cette onde durent plusieurs minutes.Ainsi lors dun sisme, le sol a un mouvement la fois vertical et horizontal. Ces mouvements sont ressentis de manire trs forte par les structures construites sur ces sols.

C. Qualifier l'nergie d'un sisme1. magnitudeLa magnitude dun sisme nous est fournie par une chelle, instaure en 1935, appele chelle de Richter. Elle se calcule partir de la quantit dnergie dlibre au foyer du sisme. Cette magnitude se mesure sur une chelle logarithmique. Pour chaque sisme, une seule valeur ne peut tre donne. Aujourdhui, la dimension du segment de faille, le long duquel sest produit le sisme est dsormais prise en compte dans le calcul de la magnitude (ce calcul nest donc plus exactement le mme que le calcul originel de Richter). ce jour, le sisme de plus forte magnitude a t localis au Chili, en 1960. En effet, il a atteint 9,5 sur lchelle de Richter.2. IntensitLintensit sismique est la mesure des secousses du sol qui est value partir des dommages causs par les sismes sur les constructions. Lintensit prend aussi en compte toutes les autres modifications de la surface du sol.3. Les diffrentes chellesLes mesures enregistres durant les sismes sont classes dans diffrentes chelles.a. Lchelle de MSKLchelle de MSK (Medvedev Sponheuer Karnik) est une chelle de mesure de lintensit dun sisme. Les sismes sont classs par rapport aux destructions des installations, des pertes humains et des changements de laspect du terrain. Cest donc une chelle macroscopique. A partir de ces observations, les sismes sont classs en douze degrs. Les dommages matriels sont prsents partir du degr VII. Lchelle MSK est lchelle de rfrence en Europe.b. Lchelle de RichterLchelle de Richter value lnergie libre par un sisme grce la magnitude. Cette chelle est dresse en fonction de lamplitude maximale quun sismographe plac cent kilomtres de lpicentre a jamais enregistr.Ces deux chelle existent parmi de nombreuses autres telles que lchelle de Mercalli.D. La sismicit : Le risque sismiqueAvant de construire un btiment il est ncessaire dvaluer le risque sismique de la rgion pour effectuer des structures adaptes. Les spcialistes cherchent donc valuer les dgts pouvant tre causs par les sismes sur les infrastructures. Pour cela, ils considrent lintensit maximale pouvant tre ressentie dans chaque rgion en particulier. Les sismologues tudient lacclration maximale en fonction de lintensit que le sol peut atteindre. Toutefois, il est difficile de prvoir avec certitude le mouvement quaura le sol lors de prochains sismes. Les rsultats des sismologues sont fonds sur des statistiques : loccurrence et la magnitude des sismes prcdents de cette rgion. Ce ne sont donc que des probabilits. Lacclration que peut subir le sol est donne en pourcentage de chance . Par exemple, il y a 5% de chance que le sol subisse une acclration de 5m/s durant les 100 prochaines annes correspondant une intensit de IX. On peut partir de ces prdictions, dresser une carte sparant les rgions en diffrentes zones risques. Une zone I est une zone de sismicit faible. Cette zone est divise en 2 sous zones Ia et Ib. La zone II est de sismicit moyenne. Et enfin, la zone III est dite de forte sismicit. En gnral, ces rgions sont localises sur une frontire de plaques tectoniques. Ainsi, lvaluation de la sismicit du sol ne permet pas de dfinir lampleur prcise des dgts.Carte des diffrentes zones sismiques du monde

II- La conception parasismiqueA. Le gnie parasismiqueLe gnie parasismique est ltude des fondations et des structures dun btiment par rapport aux mouvements du sol crs par les sismes et la tentative dattnuer ces effets par la construction de btiments spcifiques. Depuis des milliers dannes, des civilisations se trouvant partout dans le monde ont tabli des difices ayant rsist de nombreux sismes tels que le palais imprial de Tokyo ou encore le site andin de Machu- Picchu. Malgr la sparation par plusieurs milliers de kilomtres entre ces civilisations, les techniques quils utilisaient taient fortement similaires. On peut dont en conclure que les constructions parasismiques suivent des rgles simples et ne sont que la suite de questions de bon sens. A partir de ces concepts fondamentaux, un ensemble de rgles a t tabli formant le code parasismique qui ne cesse de changer. Nous sommes aujourdhui la troisime srie de rgles.B. Le solLe sol joue un rle important dans la construction parasismique. De ce fait, on remarque que lors dun sisme, les btiments qui sont fonds sur rocher sont moins vulnrables que ceux qui sont fonds sur sol meuble. En effet, leffet dune onde sismique peut tre amplifi sous linfluence du site ou encore par linteraction entre le sol et la structure construite sur ce sol. Par exemple, le sol meuble se comporte comme un oscillateur qui amplifie lexcitation applique sur la base du btiment. Ces dformations du sol peuvent avoir de graves rpercussions sur le maintien du btiment.1. Etude des SolsPour mesurer linfluence des sols, on tudie, tout dabord, le comportement des btiments par rapport aux mouvements du sol. Les facteurs qui intressent les spcialistes sont les priodes de ces mouvements. Le but de cette tude est de voir si ces priodes sont de mme indice que les priodes de vibrations des sols. Si ces priodes sont de mme indice, cela signifie que lamplitude des mouvements est trs importante et donc provoque plus de dgts.Aprs des tests en laboratoire, on a pu constater que les grands immeubles construits sur les couches molles de grande paisseur sont plus endommags que sils sont construits sur des sols durs et de faible paisseur, alors que cest leffet inverse chez les petits immeubles.2. Liqufaction des solsParfois, laction des mouvements sismiques sur le sol peuvent causer dimportants dgts comme les tassements, les effondrements locaux, une dislocation ou encore un glissement de terrain. On peut notamment noter le phnomne de liqufaction des sols, qui gnralement affecte les sols granulaires saturs deau. On appelle liqufaction des sols la perte de cohsion du sol. Cette perte de cohsion est le rsultat de laugmentation de la pression de leau due aux ondes choc qui compriment le sol, lors dun tremblement de terre. Ce phnomne est leffet secondaire des sismes avec les feux, les glissements de terrains et les raz-de-mare appels aussi effets induits. On en dduit donc que pour les constructions parasismiques il faut viter les sols meubles imprgns deau.Exemple de liqufaction des solsC. Les fondationsLorsque la modification de limplantation des ouvrages afin de trouver de meilleures conditions de terrains est impossible, il est alors ncessaire dtudier avec soin les mesures correctives pouvant tre envisages (compactage, injections, substitutions de sol). Le recours aux fondations profondes (pieux, barrettes, puits) est souvent la meilleure solution, dans le cas o celles-ci sont biens conues et calcules pour rsister aux actions sismiques. Les fondations profondes sont rares pour les maisons individuelles mais sont souvent utilises sur de grands btiments trs lourds.Exemple de fondation profondesD. L'isolation sismique de la base1. Historique et ObjectifsLisolation sismique de la base est un concept simple remontant au dbut du 20mesicle. Cependant, les premires applications modernes dans le monde nont t ralises que dans les annes 70 80.Lisolation sismique la base consiste dsassocier le mouvement du sol du mouvement de la structure afin de rduire les forces transmises cette dernire. Les forces quexercent les sismes sur la structure isole sont normalement de lordre de 3 10 fois plus petites que les forces pouvant sappliquer la structure non isole. Lisolateur reoit les dformations et filtre les acclrations afin que la superstructure (construction leve sur une autre) se dplace essentiellement selon un mode rigide subissant de faibles acclrations et quasiment pas de dformations. Ainsi, les forces dinertie transmises la structure sont limites et restent en dessous de la capacit lastique de cette dernire. Les dommages subis par cette superstructure et par les lments de fondation sont alors rduits. Enfin, aprs le sisme, la fonctionnalit de la structure est prserve.Carte des diffrentes zones sismiques du monde2. Principe de Base des Fondements ThoriquesLisolation la base repose sur le principe que si la dure de vibration a suffisamment augmente pour sloigner de la dure dexcitation maximale du tremblement de terre, les acclrations reues par la structure (par consquent les forces dinertie) sont nettement rduites. En revanche, laugmentation de la dure engendre des mouvements plus importants se concentrant au niveau de lisolateur. Dans ce cas, lintgration des units disolation ou de lusage dun dispositif parallle et externe du dispositif de dissipation dnergie (amortisseurs) est requise pour contrler les mouvements et raliser une conciliation efficace entre la rduction de la force et laccroissement du dplacement.E. Les diffrents systmes d'appuisLes appuis parasismiques ont un grand intrt pour la plupart des pays concerns par le risque sismique. Linstallation de ceux-ci nest pas vidente car il nest mis en place quaprs de nombreuses tudes, au niveau du terrain et des btiments, pour savoir si celui-ci convient. En effet, il est ncessaire de voir si ces appuis vieilliront bien, et ne devront pas tre remplacs avant la dure de vie du btiment (cette acclration du vieillissement pouvant tre d la temprature lhumidit ou aux agents chimiques). De plus, ces appuis doivent ter capables de rsister des sismes dintensit plus forte que celle prvue lors de la conception de btiment.1. Les Amortisseurs ElastoplastiquesLappui en lastomre frett est de forme carre ou ronde (il est gnralement de petite taille). Il est constitu dun empilement de feuillets dlastomre spars par des frettes mtalliques. La prsence de ces dernires confre aux appuis une grande rigidit lorsquils sont placs dans le sens vertical, alors quils peuvent se dformer facilement en cisaillement horizontal puisquils permettent dans ce cas dobtenir une grande souplesse vis--vis des efforts horizontaux du sisme agissant sur le btiment.2. Les Amortisseurs par FrottementsOn appelle des amortisseurs par frottements les appareils dappuis glissants utiliss pour les ponts, librant les dplacements de longue dure du tablier (partie supportant les voies de circulation). Les frottements varie selon la pression de contact, la temprature ambiante, ltat de surface de glissement, etc. Le glissement intervient lorsque la force de sisme dpasse la force maximale dveloppe par le frottement, cest alors quune partie de lnergie du sisme est dissipe.3. Les Amortisseurs VisqueuxCes amortisseurs sont comparables un vrin (tube cylindrique dans lequel une pice mobile spare le volume du cylindre en deux chambres isoles lune de lautre) hydraulique double effet et dont la capacit de dissiper lnergie est forte. Normalement, il se compose de deux chambres remplies dhuile hydraulique ou de pte silicone. Celles-ci sont raccordes lune lautre par des soupapes (obturateurs sous tension de ressort dont le soulvement et labaissement alternatifs permettent de rgler le mouvement dun fluide) calibres afin de permettre des dplacements de longue dure et une dissipation dnergie provoque par le mouvement sismique.Les lments dissipateurs peuvent tre en acier spcial, dont le rle est dabsorber les efforts sismiques horizontaux et de dissiper lnergie. La figure ci dessous montre un cas o ces lments sont combins avec un appareil dappui classique en acier Tflon dont le but est de transmettre uniquement les charges verticales. On y voit galement un appareil en lastomre frett avec un noyau cylindrique en plomb.Appuie en lastomre frettF. Architecture des btiments1. Une Structure Solidaire : MonolithismeUn des principes les plus importants de la conception parasismique est celui du monolithisme. Cela signifie que toutes les parties de la structure dun immeuble telles que le plancher, les murs ou encore le plafond doivent tre solidaires. Ce concept permet dviter que ces diffrentes parties se sparent lors des secousses dun sisme. Les btiments sont donc le plus possible construit en seul tenant. Pour ce faire, plusieurs rgles doivent tre mises en uvre. Tout dabord les divers lments doivent tre fixs la structure principale. Pour les btiments en maonnerie un systme de chanage est mis en place ; les chanes sont introduites dans la structure mme qui prserve, malgr un dtachement possible de diffrents lments de celle-ci, un caractre solidaire en unifiant les pans de murs. Ainsi, lensemble des murs supporte la contrainte et non chaque mur seul.2. Symtrie et rgularit de la forme des btiments en planLorsque lon tudie le comportement des btiments soumis des tremblements sismiques, on peut constater que ceux de formes gomtriques simples sont les plus rsistants. Ceci est une des bases du concept parasismique. La symtrie et la rgularit de la structure des btiments sont donc fortement favorises. La forme idale est le rectangle, du moment que la longueur ne dpasse pas trois fois la largeur. De plus de la symtrie en plan, la symtrie en lvation doit aussi tre respecte. Il est ncessaire dviter les formes plus complexes et irrgulires. La structure de ces btiments est constitue dun grand nombre de diffrents lments qui ne rpondent pas de la mme manire aux secousses sismiques. En effet, leur capacit de dformation ne sont pas semblables et cela entrane un affaiblissement des liaisons entre ces structures des zones dites dangereuses. Cela est d une forte sollicitation de certains endroits sous laction des mouvements sismiques. Cependant, il existe un moyen de contourner le risque concernant les btiments de formes complexes. Pour cela, on peut le fractionner en diffrentes parties. Chaque partie peut alors osciller indpendamment en vitant tout choc. Cela amliore le comportement sismique dun immeuble.Les structures de gauche sont des formes complexes mais ont t scindes en plusieurs parties pour les retrouver un assemblage de formes simples3. EspaceLes btiments voisins prsentent un risque de sentrechoquer. En effet, durant un tremblement de terre, les constructions ont de grands mouvements horizontaux et peuvent entrer en contact les unes avec les autres. Ceci peut mener des dommages colossaux ; il est donc ncessaire dtudier les mouvements possibles des deux btiments afin dtablir un espace convenable entre ces deux derniers.4. Joints ParasismiquesToutes les parties de formes simples composant une structure complexe doivent tre relies entre eux. On utilise pour cela des joints parasismiques, un espace vide de tout matriaux qui se situe entre les diffrentes parties du btiment que les joints unissent. Cet espace est prsent sur toute la hauteur de la structure et permet aux diffrentes parties de bouger sparment. Les joints parasismiques ont pour but dviter les collisions entre les corps voisins des btiments. Les joints parasismiques ont des dimensions prcises qui se calculent en fonction des dformations possibles des constructions. Ces dimensions sont fixes 40 mm pour les structures risque normal en zone Ib et de 60 mm pour celles en zone II et III. Il est ainsi ncessaire de raliser des joints parasismiques trs larges pour des structures subissant de fortes dformations et dont les mouvements horizontaux sont importants.

Exemple de joints parasismiques entre diffrentes structures dun btiment de formes complexe (gauche)Joint parasismique vertical troit entre deux parties dun immeuble au Japon (droite)5. ContreventementsLe contreventement est un lment de construction qui a pour but de protger les structures contre les dformations dues des efforts horizontaux comme le vent, des efforts verticaux ou dans ce cas, les mouvements crs par les sismes. Il assure la stabilit horizontale et verticale des btiments lors des secousses. Les structures contreventes sont, pour un grand nombre de partis architecturaux, moins coteuses que les structures auto stables.Les systmes de contreventement des plans horizontaux aussi appels diaphragmes servent propager et rpartir les ondes (actions) latrales qui arrivent sur la construction vers les contreventements des plans verticaux. Pour assurer le contreventement horizontal, les planchers et les toitures qui font office de diaphragmes rigides ne devraient pas tre amoindris par des percements trop grands ou mal placs. En effet, ces percements pourraient nuire leur rsistance et leur rigidit. De plus, pour empcher le dversement des murs, les diaphragmes flexibles doivent tre vits. Il faut donc que les diaphragmes ne soient ni trop rigides ni trop flexibles.Les systmes de contreventement des plans verticaux aussi appels pales de stabilit assurent la descente des charges dynamiques vers les fondations, autrement dit les pales de stabilit permettent de propager les ondes verticales fortes vers le bas de la construction.Pour un contreventement vertical efficace, les pales doivent correspondre des critres spcifiques tels que :leur nombre ; par tage, il faut au moins trois pales non parallles et non concourantes ; leur disposition : les pales doivent tre situes le plus symtriquement possible au centre de gravit des planchers et prfrablement aux angles avec une largeur suffisante ; leur distribution verticale : pour tre rgulire, les pales doivent tre superposes afin de communiquer aux diffrents niveaux.Une mauvaise disposition des pales de stabilit peut causer des effondrements cause de dformations subies trop importantes.Immeuble contrevent (contreventements en rouges)6. Elments non StructurauxLes lments non structuraux durant un sisme peuvent engendrer des dgts colossaux. Leur comportement durant les tremblements de terre peuvent aussi tre la cause de nombreuses pertes humaines. En effet dans les zones de faible moyenne sismicit, la rupture dun lment non structural prsente plus de risque que la dislocation du btiment en lui-mme. Il est donc ncessaire dadapter ces lments dans les zones risques sismiques. Ainsi dans les zones risque, les lments non structuraux sont construits pour viter les effets secondaires tels que les incendies, les fuites de gaz ou encore des inondations dues aux ruptures de conduits deau. Ainsi dans les zones risque, les conduits de gaz sont installs de telle sorte que le gaz est coup lorsque des vibrations sismiques importantes sont ressenties. Les lments de chauffage, de ventilation ou encore de conditionnement de laire doivent tre installs et construits de manire ce quils puissent suivre les mouvements de la structure laquelle ils sont fixs. Enfin, les supports de la tuyauterie doivent tre nombreux et renforcs pour viter que les joints ne cdent.

III- Comportement des btiments par rapport au solChaque btiment ragit de manire diffrente aux mouvements du sol causs par les sismes. Cela est du aux diffrentes conceptions dun immeuble construit ou non avec les mmes types de matriaux ou encore sa taille. Afin de limiter les dommages engendrs par les sismes, il est donc ncessaire dtudier ces diffrents comportements pour adapter les structures dans des zones risque sismique.A. La ductilitLa dformation de la structure verticale dun btiment est due aux forces latrales, qui sont produites lors dun sisme. Les lments du btiment fixs la charpente et la structure elle-mme peuvent tre abms par ces forces. Ces lments tant abms, la structure peut cder, par consquent, provoquer leffondrement du btiment. De plus, lassemblage de la structure, plus ou moins rigide peut dterminer si celle-ci prsente un risque. On appelle la ductilit, la capacit dun matriau pouvoir se dformer et stirer. Certains matriaux ne sont pas ductiles, par exemple, les cloisons en brique pltrire. Ainsi ces matriaux peuvent se disloquer brusquement et provoquer leffondrement des btiments en librant de manire violente de lnergie.Pour dterminer la ductilit dune structure, on effectue 2 mesures principales :- les essais de traction qui mesure lallongement de la structure avant la rupture et la striction (une rduction du diamtre de la structure) ;- lessai mouton de Charpy : effectu sur une prouvette, elle mesure lnergie dpense pour la casser.Lallongement et la striction dune structure ductile est importante. De plus, lnergie utilise pour la casser est aussi importante. Pour un matriau non ductile, on observe le contraire.Cest pourquoi, les matriaux doivent tre choisis avec beaucoup de vigilance. Il ne faut pas que la ductilit du matriau soit obtenue juste pour un seul cycle chargement (cest--dire une seule secousse) mais sur plusieurs. En effet, on peut voir que certains matriaux ont une trs bonne ductilit sur un seul cycle, mais leur rsistance se dgrade trs rapidement. Aujourdhui pour savoir si un matriau est ductile, il faut tester ses limites.Voici quelques exemples de matriaux dj soumis ces tests :- les structures en acier : lorsque leur structure est bien soude, elle prsent une grande ductilit ;- les structures en bton arm : le risque de rupture du bton limite la ductilit des structures ;- les structures en maonnerie, elles, ont une ductilit faible car partir dun certain effort, elles seffondrent rapidement ;- les structures en bois prsentent une ductilit assez faible.< br /> Voici un graphique qui nous permet de comparer la dformation dun btiment par rapport aux forces, dun systme lastique et dun systme inlastique.

Grce ce graphique, on peut remarquer que la ductilit agit comme un limiteur defforts.Pour traduire la ductilit on peut utiliser le coefficient de comportement. On dfinit q le coefficient de comportement : q=Dmax/D1.Voici un exemple de comment la grande ductilit dun immeuble permet dviter son effondrement face un sisme :B. Les forces dinertie et centre dinertieDurant un tremblement de terre, les diffrentes masses dun btiment sont soumises aux acclrations dsordonnes du sol. En effet, ces acclrations se font dans toutes les directions (oscillations du sol). Tout de mme les masses tendent revenir leur position initiale cest--dire leur position avant chaque mouvement du sol. Les forces qui tendent faire revenir la masse sa position dorigine sont les forces dinertie. Les forces dinerties sont proportionnelles aux acclrations du sol et la masse de la structure. Plus la masse et les acclrations sont importantes, plus les forces dinertie sont importantes.Les parties du btiment lies au sol telles que les fondations ou parfois des parties enterres (sous-sol) suivent de manire solidaire les mouvements du sol. Par inertie, les parties ariennes ne suivent pas tout de suite le mouvement du sol : ce qui conduit une dformation importante du btiment pouvant tre la cause de sa destruction. Les btiments parasismiques sont conus pour suivre le mouvement du sol dans sa totalit et pas quau niveau des fondations. Cela limite ainsi les ruptures des btiments.Le centre dinertie dun ensemble de point dune structure est le barycentre de ces points pondrs affects de leur masse respective. Le centre dinertie se confond avec le centre de gravit. Dans des constructions parasismiques, les centres dinertie sont placs le plus bas possible. En labaissant, le mouvement de renversement de la structure est alors diminu.Ce schma montre comment se comporte un btiment lors dun sisme. Ce comportement est du aux forces dinertie.C. Dformabilit et modes de dformation des lments dune structureLes lments dune construction soumis des forces identiques ne se comportent pas de la mme manire. Ainsi un poteau se dforme plus quun mur. Cela est du :- la nature des matriaux et donc leur ductilit ;- leur masse dont dpendent les forces dinertie ;- la nature des liaisons entre les diffrents lments de la structure.Les mouvements du sol causs par les sismes se font dans toutes les directions, les btiments sont donc soumis des forces dans toutes les directions qui engendrent des dformations alatoires. Il est cependant possible dtudier ces dformations grce des caractristiques architecturales. Ainsi on peut prvoir la valeur des dformations dun btiment dans sa totalit. Pour cela, il faut tudier les acclrations maximales possibles sur le site de construction et les caractristiques des divers matriaux utiliss (densit et dformabilit). Plusieurs modes de dformations sont dresss permettant de favoriser des dformations rgulires et limites la fois dans le plan de la structure et sur sa hauteur.Le dessin ci-dessous nous permet de comparer la rponse dun grand btiment un mouvement horizontal et celui dun btiment de petite taille.On observe ici que les priodes de vibrations ne sont pas pareilles. Les petits btiments bougent en bloc alors que les grands se dforment et ont des vibrations plus complexes.On peut ainsi remarquer grce aux dessins ci-dessous que les grandes et les petites constructions ne se comportent pas de la mme faon.Pour comprendre ce principe, des tests en laboratoire ont t raliss. Ces tests consistent reconstituer des modles rduits des btiments et de crer artificiellement des mouvements leur base.Exemple de diffrentes modes de dformation de construction entires.Le mode de dformation dun btiment est dtermin par le mode de dformation des lments qui le constituent et des types de liaisons mais aussi par la nature des vibrations du sol. Il existe quatre modes de dformation principaux des diffrents lments :-Compression: Un lment est soumis un effort de compression lorsquil subit laction de deux forces opposes qui ont pour consquence un crasement du matriau.-Traction: Un lment soumis un effort de traction subit aussi laction de deux forces opposes qui ont pour consquence un tirement du matriau.Elment soumis un effort de traction-Flexion: Lors dune flexion les fibres suprieures subissent une traction alors que les fibres infrieures subissent une compression et celles du milieu restent indformes. Ceci est souvent le cas pour les poutres en porte--faux ayant une extrmit libre.Exemple de porte--faux subissant une flexion-Flambage: Une construction soumise une force de compression importante dans son axe longitudinal prsente un risque de flamber.-Cisaillement: Un lment de construction est soumis un effort vertical lorsquil subit laction de deux forces rapproches mais de direction contraire. Le cisaillement est la cause majeure des ruptures au niveau des constructions.

D. Rsonance dun btimentLorsque la priode doscillation du sol (dure dun cycle doscillation en seconde) correspond la priode propre doscillation dun btiment (priode durant laquelle un btiment oscille de manire libre en rponse aux oscillations forces ; cette priode dure jusqu larrt complet du mouvement) le mouvement de ce dernier est amplifi ; cela sappelle la mise en rsonance. On peut ainsi estimer, si le btiment risque de se mettre en rsonance ou grce aux spectres de rponse. Les spectres de rponse sont des graphes reprsentant le maximum de dplacement, de vitesse ou dacclration du sol en fonction dune priode. On peut, grce ses estimations, valuer les forces qui agiront sur le btiment lors de fortes secousses et connaissant la rsistance et le comportement des diffrents matriaux de la structure, construire le btiment de telle sorte ce quil rsiste ces forces. Ces tudes ne sont pas exactes, il existe donc une marge derreur quil faut considrer lors de louvrage dun btiment. Sachant que la priode propre doscillation augmente lorsque les masses en mouvement augmentent et quelle diminue avec la raideur (nature et formes des lments et les liaisons entre chaque lment) des lments porteurs de la structure, les ingnieurs peuvent laborer un difice dont la priode propre doscillation est la plus loigne possible de la priode doscillation du sol.Le schma ci-dessus illustre deux modes de dformation diffrentes. Chaque mode de dformation sa propre priode doscillation. Ainsi il faut tudier la mise en rsonance de tous les modes de dformationE. TorsionLes btiments dissymtriques transmettent les efforts et les mouvements entre les diffrentes parties de la structure de telle sorte que certaines rgions accumulent les sollicitations ; les contraintes sont donc concentres en un mme point. Ces structures sont trs sensibles aux mouvements de torsion.Mouvement de torsion dun btiment irrgulier en forme de LF. Calculs sismiquesLes calculs sismiques ont pour objectif de dterminer la rponse (dplacements, sollicitations et dformations) dun btiment aux mouvements sismiques. Ces calculs concernent le domaine de la dynamique des structures. Les mouvements alatoires causs par les sismes rendent les calculs sismiques trs dlicats et complexes. Une dmarche de probabilits est donc effectue. Tout de mme, il ne constitue quune seule partie de ltude sismique.Il existe trois mthodes de calculs principales :-lanalyse modale qui permet de prvoir le comportement dynamique dune structure et de dresser ses caractristiques mcaniques ;-lanalyse temporelle : cette mthode de calculs est trs complexe et difficile mettre en uvre ;-lanalyse statique quivalente qui rduit un btiment rgulier sa structure fondamentale dans le but de simplifier les calculs.A partir des calculs sismiques, on peut faire une modlisation des comportements des btiments qui tient compte des masses des diffrents lments et de leur raideur. Une modlisation est reprsente laide de barre et de nuds.

ConclusionLes btiments parasismiques sont, indniablement, des moyens de haute scurit pour protger la population contre les effondrements et autres accidents causs par les sismes.Cependant, pour construire ces structures au mieux, il faut dabord valuer le risque sismique de la rgion dans laquelle nous voulons construire. Comme nous lavons dj dmontr, il est trs difficile de lvaluer car il dpend dun grand nombre de facteurs. Nous sommes donc dans lignorance ou dans lincertitude et les mthodes calculatoires sont extrmement complexes.De plus, les rsultats sont trs approximatifs dus lincertitude de lensemble des facteurs. Les constructions parasismiques doivent suivre un ensemble de rgles. Comme ces constructions sont coteuses, toutes les nations nen sont pas munies. Seules les zones au plus haut risque telles que les ctes du Japon possdent de nombreux ouvrages aux normes parasismiques. Le seul moyen, de rellement tester leur rsistance est travers les sismes majeurs, notre seule source dexprience et dvaluation grandeur relle.Or ceux-ci ne sont pas assez frquents pour que lvolution des techniques de construction progresse rapidement.La mise en uvre complexe de btiments antisismiques par le regroupement de nombreuses disciplines sappelle le gnie parasismique. Cest une science trs difficile cause de la collaboration entre architectes, ingnieurs et sismologues tous ayant des objectifs et points de vue divergents.BibliographieSites internet: Dossier sur les sismes de ac-amiens.fr csdivonne Dossier sur les supports parasismiques Dossier sur risques d'effondrement de btiments CNRS Dossier sur la construction parasismique poterie-3ilets.com: btir parasismique otua.org Lycos.fr Dossier: construire en zone sismique Dossier: Le sisme et les btiments Techniques-ingenieur.fr page 1 Techniques-ingenieur.fr page 2 Dossier Conception parasismique des btiments Icab.fr: rgles de construction parasismique Amortisseurs parasismiques UniversalisLivres et Encyclopdie: Encyclopdie Encarta Le petit Larousse Elments De Gnie Parasismique Et De Calcul Dynamique Des Structures de : Filiatrault Construction en zone sismique de V. Davidovici Guide de la conception parasismique des btiments par AFPS Btiments en zone sismique Albert fuents Rgles de construction parasismique de Wolfgang Jalil Constructions parasismiques par Jacques BETBEDER-MATIBETListe TPE

Le parasismiqueVolcanisme de point chaudL'ethnomdecine et la mdecine occidentaleLes cyclones tropicaux

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