A3 Physique sismique de la construction

Topique

La conception parasismique moderne repose sur un spectre de réponse : pour chaque bâtiment, en fonction de son temps de balancement latéral naturel, il existe une accélération de conception attendue lors d'un séisme. Cette accélération dépend également de l'accélération caractéristique de la zone et de la manière dont le type de sol local l'amplifie ou l'atténue. À partir de cette accélération, on obtient la force latérale équivalente supposée agir sur le bâtiment, proportionnelle à sa masse. Le déplacement relatif de chaque niveau du bâtiment par rapport à l'étage inférieur dépend de cette force et de la rigidité latérale de ce niveau – cette même rigidité dont le rôle dans l'équilibre structurel a déjà été établi dans le premier module de ce catalogue.

L'idée centrale de la conception parasismique contemporaine est que, face à un séisme important, il est acceptable que le bâtiment entre dans un état non élastique – qu'il se déforme au-delà de son domaine purement élastique – pourvu qu'il soit garanti qu'il ne s'effondrera pas. Ceci exige que le système structurel possède une ductilité : la capacité de se déplacer bien au-delà du point où il commence à se déformer de façon permanente sans perdre sa capacité portante. Cette même capacité à se déformer sans se rompre permet la dissipation de l'énergie sismique par des cycles de chargement et de déchargement du matériau de construction, au lieu de son accumulation jusqu'à la rupture.

Les systèmes d'isolation sismique à la base poussent ce principe encore plus loin : au lieu de laisser la structure absorber et dissiper l'énergie sismique, ils découplent partiellement le bâtiment des mouvements du sol. Ce découplage peut réduire considérablement les forces sismiques qui atteignent finalement la structure.

C'est pourquoi ce module, qui s'ouvre sur une accélération dépendant du temps d'oscillation du bâtiment, se conclut en démontrant que la sécurité sismique ne s'obtient pas en empêchant la structure de se déformer, mais en contrôlant sa déformation : soit en dissipant l'énergie grâce à une ductilité maîtrisée, soit en empêchant directement cette énergie d'atteindre la structure grâce à l'isolation sismique à la base.

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