II) Les ondes sismiques sont-elle toujours destructrices ? A) Les

II) Les ondes sismiques sont-elle
toujours destructrices ?
A) Les effets et les dégâts des ondes ;
comment lutter ?
Lors qu’elles traversent un milieu les ondes sismiques le modifie. Ceci
est plus ou moins visible selon la nature de l’onde et son intensité, nous
verrons que l’homme est capable de s’adapter à de telles contraintes
jusqu'à un certain point.
1-Les manifestations en surface
Comme nous l’avons vu précédemment, lors d’un séisme, il y a
émission d’ondes sismiques. Ce sont ces ondes qui seront ressenties
par la population et qui provoqueront les dégats. Il existe deux types
d’effets destructeurs : les effets directs et les effets induits.
-Les effets directs
Les effets directs concernent les déformations liées aux vibrations
résultant du passage des ondes sismiques. Même s’ils sont analysés à
l’échelle régionale, différents paramètres peuvent modifier les dégâts
occasionnés directement, principalement la configuration et la structure
du site.
Bien que les ondes perdent de leur énergie au fur et à meusure qu’elles
s’éloignent du foyer, elles peuvent être amplifiées par la topographie du
site. Par exemple, les falaises ou le sommet des buttes sont souvent le
siège d’une importante amplification des ondes.
L’autre facteur essentiel influant sur les ondes est la nature du sous-sol :
les ondes sismiques ne se propagent pas à la même vitesse selon leur
milieu de propagation. Elles n’ont donc pas la même fréquence selon le
milieu et font donc plus ou moins de dégâts.
Un dernier point plus rare mais pouvant causer d’importants dégâts est
la présence d’une faille active : en cas de séisme suffisament fort, la
rupture sur le plan de faille ayant engendré le séisme peut se propager
du foyer à la surface et ainsi causer d’importants déplacements et
déformations.
-Les effets induits
Les effets induits sont les phénomènes que les séismes peuvent
déclencher sans que ces phénomènes soient en rapport direct avec les
séismes. Ce type d’effets n’a principalement lieu que suite a de forts
séismes. Les principaux phénomènes déclenchés par les séismes sont
des mouvements de terrain comme des glissements de terrain, des
avalanches, des tsunamis ou encore des chutes de blocs de pierre.
Il existe un autre effet qui peut être causé par un séisme, c’est la
liquéfaction des sols. Le passage d’une onde sismique peut provoquer
une destructuration brutale de certains matériaux tels que le sable ou le
limon. Ces matériaux devenus liquides rendent particulièrement instables
les constructions situées au-dessus.
Les tsunamis:
Les séismes, s'ils se produisent dans la mer ou à proximité de la côte,
peuvent être à l'origine de raz-de-marée ou tsunamis. La plus importante
caractéristique d'un tsunami est sa capacité à se propager à travers un
océan entier. Des côtes situées à des milliers de kilomètres de
l'épicentre peuvent être frappées, et de manière très meurtrière et
dévastatrice.
Les tsunamis d'origine sismique
La liquéfaction des sols:
Dans certaines conditions de sollicitations dynamiques, certains sols,
notamment des sables fins gorgés d'eau peuvent perdre toute portance
(principe des sables mouvants). Les bâtiments fondés sur ces sols
peuvent alors subir des tassements importants et des basculements.
Séisme d'Izmit en Turquie
Les glissements de terrain et les chutes de blocs:
Les séismes peuvent provoquer des glissements de terrain et des chutes
de blocs par modification des conditions de l'équilibre géotechnique.
Ainsi un versant stable en situation statique peut se trouver en
déséquilibre sous sollicitation dynamique (séisme).
Les avalanches:
Selon le même principe, un séisme peut être le déclencheur
d'avalanches.
La cohésion du manteau neigeux ou des couches de neige entre elles
peut être rompue par la vibration occasionnée.
2- les moyens de lutte :
-La prévention des séismes:
Des études techniques tirent les conséquences de la sismicité historique
de l'activité de toutes les failles de la région et des conditions du sol. On
estime les risques de glissement de terrain ou de liquéfaction du sol et
on établit un plan de secours d'urgence. Les données de ces études
figurent sur des cartes géologiques régionales. On les complète par des
cartes donnant la nature et l'épaisseur des couches superficielles, telle
que les alluvions, les zones de remblais, etc. Les cartes d'intensité
sismique représentent les intensités ressenties lors des séismes
historiques.
A partir de ces informations géologiques et sismologiques de base, on
peut construire des cartes à diverse échelle, elles permettent de
reconnaître les régions d'un pays ou d'une province, dans lesquelles
diverses intensités sismiques ont été ressenties ou sont prévisibles.
Si les cartes montrent des prévisions d'intensité, la notion de probabilité
d'un événement d'une intensité donnée est implicitement introduite. Il
existe actuellement des cartes , par zone, basées sur des éléments
géologiques, sur la fréquence des séismes et leur magnitudes sur les
intensités à partir de séisme déjà ressentis et sur des extrapolations
subjectives d'autres parties du monde. Malgré leur incontestable
incertitude les cartes de risques sismiques sont devenus communes;
certaines représentent même les pâtés de maisons ou les rues dans un
certain nombre de ville, c'est le microzonage.
-Constructions adéquates:
Le but de la construction parasismique consiste à trouver des
techniques permettant aux habitations de résister à toutes les secousses
d'intensités inférieures ou égales à l'intensité nominale fixée par la loi.
Beuacoup de progrès ont été réalisés dans ce domaine depuis les
années 60 et différentes techniques de conception parasismique ont été
élaborées :
- implantation judicieuse des constructions, hors des zones instables.
- adaptation des fondations au type de sol.
- utilisation de matériaux de qualité adéquate.
- utilisation de dispositions constructives énoncées dans les guides
techniques de construction parasismique (distribution des masses,
chainages horizontaux et verticaux, etc...)
- prise en compte de "l'agression sismique" sur le site considéré (ce qui
signifie établir des plans de construction en sachant qu'il peut se
produire des séismes et donc éviter toutes les architectures permettant
des effondrements).
Ainsi la construction parasismique ne consiste pas uniquement en
l'élaboration de techniques de construction mais d'un ensemble de
méthodes permettant aux bâtiments de résister aux secousses des
séismes.
Les trois grandes activités de la construction parasismique sont: l'étude
des sols, la construction de bâtiments neufs et le renfort de vieilles
batisses.
L'étude des sols:
Pour mesurer l'influence des sols en matière de construction
parasismique, on commence par étudier un facteur important qui est la
façon dont les bâtiments "bougent" lorsqu'ils subissent les mouvements
du sol. Comme on peut le voir sur le dessin ci-dessous, les grands et les
petits ouvrages ne se comportent pas de la même façon. Ce qui
intéresse les spécialistes ce sont les périodes de ces mouvements. Si
ces périodes sont du même ordre que les périodes de vibration des sols
sur lesquels ces bâtiments sont construits il peut se produire des
phénomènes de résonance, ce qui augmente considérablement
l'amplitude des mouvements et donc les contraintes qu'ils subissent.
Réponse d'un
bâtiment de
grande taille à un
mouvement
horizontal du sol
comparé à la
réponse d'un
bâtiment de petite
taille.
Les périodes de vibrations ne sont pas les mêmes: les petits bâtiments
bougent "en bloc" alors que les grands bâtiments se déforment et ont
des vibrations plus complexes.
Pour étudier ce problème, on effectue des tests en laboratoire en
utilisant des reconstitutions d'immeubles en modèles réduits (mais ces
modèles ont tout de même des hauteurs de l'ordre de 10 mètres). On
place ces maquettes sur des verrins et on crée artificiellement des
mouvements à leur base.
Ainsi on peut savoir parfaitement comment se comporte les bâtiments
selon leur taille par rapport à un type de sol donné. On en a déduit que
beaucoup de grands immeubles étaient plus vulnérables s'ils étaient
construits sur des couches plutôt "molles" de grandes épaisseurs
(comme les sols argileux). En revanche, les petits immeubles étaient en
général très endommagés lorsqu'ils étaient construits sur des sols durs
et de faibles épaisseurs (comme des sols granitiques).
On a vu que la liquéfaction des sols est très dangereuse pour les
bâtiments .Il faut donc simplement éviter les milieux sablonneux et
humides pour construire.
La construction des bâtiments neufs:
Il existe plusieurs techniques simples pour construire des bâtiments
parasismiques.
- Il faut tout d'abord éviter tout type d'assymétrie dans la géométrie du
plan du bâtiment. En effet chaque élément de dissymétrie crée des
zones de faiblesses dans le bâtiment.
- Il faut utiliser des matériaux de qualité adéquate. Les matériaux de
construction, tels le béton, doivent être de bonne qualité mais aussi les
matériaux pour renforcer la structure, comme les barres métalliques qui
renforcent les dalles de béton.
Ces règles peuvent s'appliquer à tous les types de bâtiments.
Cependant, comme les petites et les grandes constructions ne se
comportent pas de la même façon lorsqu'elles subissent des secousses
sismiques, on a élaboré des techniques de construction différentes pour
les bâtiments de petite taille et les immeubles de grandes tailles.
Bâtiments de petites tailles:
Relier différents pans de murs s'avère très efficace afin de former un
"caisson" plus difficile à briser que six murs indépendant (par exemple 4
murs, un plancher et un plafond). Pour cela on effectue ce qu'on appelle
des "chaînages" horizontaux et verticaux. Dans le cas d'une structure
"chaînée" c'est l'ensemble des murs qui supporte la contrainte.
Autrement un seul mur supporte toute la contrainte si le mouvement du
sol est perpendiculaire à ce mur.
-Une autre technique consiste à "ancrer" le bâtiment dans le sol en
utilisant des pieux s'enfonçant profondément. Si le sol sous le bâtiment
n'est pas suffisamment stable, il faut installer des pieux qui atteignent
une couche de bonne qualité plus en profondeur et ainsi la structure ne
sera pas emporter par le mouvement du "mauvais sol" car elle sera fixée
au "bon sol".
Bâtiments de grandes tailles:
- Une innovation récente, différente des techniques de "solidification" qui
ne sont valables que pour des petits bâtiments, concerne les grands
immeubles. Elle consiste à utiliser des structures permettant aux
bâtiments de bouger mais de ne pas se briser. Les immeubles vont
accompagner les secousses en ondulant mais sans se casser. Pour cela
on ne fixe pas l'immeuble au sol mais on le constuit sur des verrins, eux
même bien implantés dans le sol, qui lui accordent une certaine liberté
de mouvement lors des secousses. De même, on utilise des matériaux
et les techniques de constructions particulières tels des joints souples
permettant aux grands immeubles de ne pas casser et de ne pas
s'effondrer.