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Inworems2019 International Workshop on rehabilitation and retrofitting of Masonry structures
Lyon, France, 8-9 juillet 2019, http://inworems2019.univ-lyon1.fr/
Caractérisation du comportement dynamique des structures par micro-vibration ambientale
Dominique Daudon1, Lucas Garino2, Pablo Burgos2, Mary Salivar3, Raphaelle Grousson-Troyes4,
Frederico3
L'auscultation non destructive in situ des bâtiments et des structures par vibration de bruit ambiant
(ou bruit sismique) permettent d’étudier l'état de comportement réel des structures de génie civil et
de caractériser leur degré d'éventuelle dégradation (Dunand 2005, Hans et al., 2005) pour peu que
l'on puisse faire un suivi plus ou moins régulier des caractéristiques dynamiques de l'ouvrage.
Largement utilisée pour les structures de grandes dimension en béton (Fujino et al 2010) ou encore
pour déterminer les effets de site du type amplification sismique (Guegen et al 2010 ) cette
technique est encore peu explorée pour les bâtiment en terre crue (Bui et al 2011). Néanmoins elle
peut parfaitement permettre en premier lieu de diagnostiquer un état a un instant donné et d'en
vérifier l’amélioration à travers une réparation, des lors que l'on teste la structure avant et après
réparation. L'objectif de l’étude est dans un premier temps d’évaluer la capacité de ce type d '
expérimentation à caractériser les constructions en terre crues de type adobe (brique de terre crue)
largement utilisée dans une grande partie du monde, également soumise à des sollicitations
sismiques et donc régulièrement dégradées de manière plus ou moins importante. L’étude présente
donc quelques cas de figures concernant : le barrage de Punta Negra sur la Ruta 12,
la maison en terre du Campus de Grenoble (BTC) , une “finca” du parc el leoncito (Argentine)
(Adobe ancienne et dégradées) , ainsi que 2 bâtiments rénovés (adobe ancienne Calingasta-et
museo Sarmiento San Juan-Argentine) . Les conditions d’étude présentent des disparités
(caracterisation de la structure et/ou de l'amplification sismique du à l'effet de site), notamment dans
la caractéristique du bruit sismique ambiant “disponible” : de casi “silence” pour la finca “el
leoncito” à urbain pour les bâtiments, et d'exploitation pour le barrage . L'état des différentes
structures est également très différents, la maison en terre étant considérée comme jeune (30 ans) ,
et construite avec des adobes enrichies en ciment, alors que les deux constructions argentines sont
âgées d'une centaine d'année environ. Le projet présenté, élément du programme “peps ingénierie
verte” , est une première exploration des caractéristiques vibratoires des constructions maçonnées
de terre crues à travers un équipement low-cost , en comportant qu'un seul capteur vélocimètre
3axes. Si les propriétés vibratoires de la structures peuvent être captées, les propriétés élastiques du
matériau lui même nécessiterait plusieurs mesures simultanées pour accéder aux vitesses des ondes,
reliées aux paramètres élastiques. Des mesures ont été effectuées sur les 4 sites et les signaux ont
été traités sur le logiciel libre GEOPSY(http://geopsy.org/) développé par le laboratoire ISTerre.
Pour la maison en terre une modélisation élastique éléments finis (SALOME-MECA) a été
effectuée, permettant de remonter à des propriétés élastiques homogénéisées. En perspective, un
modèle éléments discrets maçonnerie serait à développé, pour lequel, les propriétés élastiques des
briques pourraient être identifiées sous réserve d’hypothèse fortes concernant les joints.
Les auteurs voudraient remercier le projet RISE-GEORAMP ainsi que le programme PEPS
ingénierie verte du CNRS, et l'iDEX formation du site UGA, qui ont contribué au financement de
la collaboration à travers les viatiques, l'acquisition des connaissances, et du matériel experiemental.
1
2
3
4
UGA, Laboratoire 3SR, [email protected]
IDIA, Univ Nacionale San Juan (Argentina)
IRPHA, facultad de Arquitectura, Univ Nationale San Juan(Argentina)
Stagiaire e-CoLoS! Projet idex formation Grenoble
Inworems2019 International Workshop on rehabilitation and retrofitting of Masonry structures
Lyon, France, 8-9 juillet 2019, http://inworems2019.univ-lyon1.fr/
F. Dunand , 2005. Pertinence du bruit de fond sismique pour la caractérisation dynamique et l’aide
au diagnostic sismique des structures de génie civil. Géophysique. Grenoble : Université JosephFourier. 377 pages.
Y. Fujino, D.M. Siringoringo, T. Nagayama & D. Su, Control, simulation and monitoring of bridge
vibration – Japan’s recent development and practice ABSE-JSCE Joint Conference on Advances in
Bridge Engineering-II, August 8-10, 2010, Dhaka, Bangladesh. ISBN: 978-984-33-1893-0
Amin, Okui, Bhuiyan (eds.) www.iabse-bd.org
Q.B. Bui, S. Hans, J.C. Morel, A.P. Do, First exploratory study on dynamic characteristics of
rammed earth buildings, Engineering Structures,
33 (2011) 3690–3695.
S. Hans, C. Boutin, C. Ibraim, E. Roussillon, In situ experiments and seismic analysis of existing
buildings Part I: Experimental investigations, Engineering and Structural Dynamics, 34 (2005)
1515-1546
Inworems2019 International Workshop on rehabilitation and retrofitting of Masonry structures
Lyon, France, 8-9 juillet 2019, http://inworems2019.univ-lyon1.fr/
Characterization of the dynamic behavior of structures by ambient seismic noise vibrations
Dominique Daudon1, Lucas Garino2, Pablo Burgos2, Mary Salivar3, Raphaelle Grousson-Troyes4 ,
Frederico3,
In situ non-destructive auscultation of buildings by ambient noise vibration (or seismic noise) is
used to study the actual state of behavior of civil engineering structures and to characterize their
degree of possible degradation (Dunand 2005, Hans et al. ., 2005) provided that the dynamic
characteristics of the structure can be monitored more or less regularly.
Widely used for large-scale concrete structures (Fujino et al 2010) or to determine seismic
amplification-type site effects (Guegen et al 2010), this technique is still little explored for raw earth
buildings (Bui et al. 2011). Nevertheless, it can perfectly well make it possible to diagnose a tipical
state at a given moment and to check the improvement through a repair, as soon as the structure is
tested before and after repair. The objective of the study is firstly to evaluate the capacity of this
type of experiment to characterize adobe (mud brick) raw earth constructions widely used in a large
part of the world but submitted to seismic solicitations and thus regularly degraded more or less
importantly. The study thus presents some cases of figures concerning: the dam of Punta Negra on
the Ruta 12, the earthen house of the Campus de Grenoble (BTC), a "finca" of the park el leoncito
(Argentina) (Adobe old and degraded), as well as 2 renovated buildings (old adobe Calingasta-and
museum Sarmiento San Juan-Argentina). The study conditions show disparities (characterization of
the structure and / or the seismic amplification due to the site effect), in particular in the
characteristic of the "available" seismic ambient noise: of casi "silence" for the finca "El leoncito"
to urban for buildings, and operating for the dam. The condition of the four buildings is also very
different, as the earthen house is considered as young (30 years old), and built with adobes enriched
in cement, while the other Argentinean buildings are about a hundred years old. The presented
experiments of project is part of the Rize GEO-RAMP project, cnrs program "peps green
engineering ", is a first exploration of the vibratory characteristics of raw earth constructions by
means of low-cost equipment, including only one velocimeter sensor 3axes. If the vibratory
properties of the structures can be captured, the elastic properties of the material itself would require
several simultaneous measurements to access the velocities of the waves, related to the elastic
parameters. Measurements were carried out on the 4 sites and the signals were processed on the free
software GEOPSY(http://geopsy.org/) developed by the laboratory ISTerre. For the mud house, a
finite elements elastic modeling (SALOME-MECA) was carried out, allowing to go back to
homogenized elastic properties. In perspective, a model discrete masonry elements would be
developed, for which, the elastic properties of the bricks could be identified subject to strong
assumptions regarding the joints.
The authors would like to thank the RISE-GEORAMP project as well as the PEPS engineering
green program of the CNRS, and the iDEX training of the UGA website, which contributed to the
funding of collaboration through the viatics, the acquisition of knowledge, and the experimental
equipments.
F. Dunand , 2005. Pertinence du bruit de fond sismique pour la caractérisation dynamique et l’aide
au diagnostic sismique des structures de génie civil. Géophysique. Grenoble : Université JosephFourier. 377 pages.
Y. Fujino, D.M. Siringoringo, T. Nagayama & D. Su, Control, simulation and monitoring of bridge
vibration – Japan’s recent development and practice ABSE-JSCE Joint Conference on Advances in
Bridge Engineering-II, August 8-10, 2010, Dhaka, Bangladesh. ISBN: 978-984-33-1893-0
Amin, Okui, Bhuiyan (eds.) www.iabse-bd.org
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Q.B. Bui, S. Hans, J.C. Morel, A.P. Do, First exploratory study on dynamic characteristics of
rammed earth buildings, Engineering Structures,
33 (2011) 3690–3695.
S. Hans, C. Boutin, C. Ibraim, E. Roussillon, In situ experiments and seismic analysis of existing
buildings Part I: Experimental investigations, Engineering and Structural Dynamics, 34 (2005)
1515-1546
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