Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la
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Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Rapport final BRGM/RP-60373-FR Octobre 2011 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Rapport final BRGM/RP-60373-FR Octobre 2011 Etude réalisée dans le cadre des opérations de Service public du BRGM 2011 11RISG24 S. Auclair, D. Monfort, J. Rey, E. Vanoudheusden, F. Rivet Vérificateur : Approbateur : Nom : O. SEDAN Nom : D. DESSANDIER Date : 28 novembre 2011 Date : 28 novembre 2011 En l’absence de signature, notamment pour les rapports diffusés en version numérique, l’original signé est disponible aux Archives du BRGM. Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2008. I M 003 - AVRIL 05 Mots clés : Aléa sismique, scénario de risque, Avignon, séisme, vulnérabilité En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Auclair S., Monfort D., Rey J., Vanoudheusden E., Rivet F. (2011) – Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon. Rapport BRGM/RP-60373-FR. 73 p., 45 fig., 2 annexes. © BRGM, 2011, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Synthèse L a publication de la nouvelle réglementation parasismique en octobre 2010 impose de nouvelles mesures obligatoires de construction parasismique en région PACA (Décret n°2010-1254 du 22 octobre 2010 relatif à la prévention du risque sismique publié au Journal Officiel le 24 octobre 2010 ainsi que l’arrêté correspondant portant sur les constructions à risque normal). Par ailleurs, l’étude de pré-diagnostic de microzonage sismique pour la commune d’Avignon, réalisée par le BRGM en 2009 (rapport RP-57129-FR, Rey et al. 2009), rappelle que la commune est située dans une zone d’aléa modérée et présente un nombre d’enjeux important sur son territoire. C’est dans ce contexte, qu’une valorisation des travaux menés dans le cadre du prédiagnostic de microzonage sismique sous forme d’un scénario de dommages reproduisant un séisme réaliste touchant la région est apparue utile. Le but de cet exercice est principalement de sensibiliser et d’informer les élus, gestionnaires, constructeurs, particuliers aux conséquences d’un événement sismique sur le territoire de la commune d’Avignon. Le niveau de précision attendu, sommaire, est toutefois largement compatible avec cet objectif. Une estimation de tout premier ordre des dommages susceptibles d’être générés aujourd’hui par un événement significatif sur la commune d’Avignon a été réalisée par l’intermédiaire d’un scénario de dommages. Les résultats correspondants sont présentés pour les différents îlots IRIS de la commune puis sur une grille avec un pas de 250 mètres de coté. L’influence respective des effets de site d’une part et de la vulnérabilité des structures d’autre part est estimée. Le nombre de bâtiments endommagés avec des niveaux de dommages allant du plus faible au plus sévère, est obtenu par croisement entre la sollicitation sismique et la vulnérabilité du bâti exposé. Les résultats du scénario montrent qu’aucun quartier ne présenterait plus de 3% de bâtiments avec un degré d’endommagement fort (effondrement partiel ou total). La zone située de part et d’autre des remparts actuels (îlots 0112, 0121, 0132, 0133, 0134) serait la plus impactée. Les îlots de constructions récentes situés à l’Est de la commune (0116, 0117, 0118, 0119 et 0123) seraient en revanche les moins touchés (moins du 0,5% du parc bâti en état d’endommagement fort). Les dégâts modérés (lézardes, grandes fissures) seraient en revanche plus généralisés sur l’ensemble de la commune d’Avignon, une grande partie des quartiers aurait entre 25% et 45% des bâtiments en cet état d’endommagement. Les quartiers d’habitat collectif ou lotissements bâtis dans les années 1980 et 1990 présentent en revanche un pourcentage inférieur à 25% de dégâts modérés. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 3 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Ainsi, bien qu’elle soit située dans une zone présentant un niveau d’aléa sismique modéré, la ville d’Avignon présente donc un niveau de risque non négligeable. Afin d’exprimer de façon réaliste les résultats obtenus, les dommages simulés sont comparés aux dommages consécutifs à des événements récents de niveau comparable. Cette comparaison est réalisée par le biais de photos de dommages provenant de missions post-sismiques menées à l’Aquila (Italie, séisme de Mw6.2 le 06/04/2009) et à Lorca (Espagne, séisme de Mw5.1 le 11/05/2011). Ces séismes sont survenus dans des pays européens proches de la France dans lesquels le bâti de type « méditerranéen » est proche de celui d’Avignon. Ce travail dont les limites scientifiques doivent être gardées à l’esprit permet une évaluation globale des niveaux de dommages susceptibles d’être occasionnés sur le bâti actuel par un séisme significatif. Enfin, une restitution de ces résultats fera suite à la publication du présent rapport. 4 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Sommaire 1. Introduction ...............................................................................................................9 2. Méthodologie générale ...........................................................................................11 3. Aléa sismique ..........................................................................................................13 3.1. ALEA SISMIQUE REGIONAL RETENU POUR LE SCENARIO .......................13 3.2. ESTIMATION FORFAITAIRE DES EFFETS DE SITE LITHOLOGIQUES ........14 3.2.1. Nature des formations ..............................................................................14 3.2.2. Epaisseur des formations susceptibles ....................................................15 3.2.3. Stratigraphie des formations susceptibles ................................................17 3.2.4. Evaluation de la susceptibilité aux effets de site ......................................18 3.3. CARTE DES INTENSITES SIMULEES DANS LE SCENARIO RETENU .........19 4. Vulnérabilité ............................................................................................................21 4.1. VULNERABILITE PHYSIQUE DES OUVRAGES..............................................21 4.1.1. Les classes de vulnérabilité EMS98 .........................................................21 4.1.2. Echelle de dommages ..............................................................................23 4.2. VULNERABILITE DE LA COMMUNE D’AVIGNON...........................................24 4.2.1. Vulnérabilité de l’habitat collectif ..............................................................24 4.2.2. Vulnérabilité de la maison individuelle ......................................................28 4.2.3. Répartition des classes de vulnérabilité sur l’ensemble de la commune ..................................................................................................31 4.3. NIVEAU DE PRECISION DES SIMULATIONS REALISEES DANS LE CADRE DE CETTE ETUDE ..............................................................................34 5. Scénario de dommage pour le bâti courant de la commune d’Avignon ...........37 5.1. SCENARIO REALISE ET RESULTATS ............................................................37 5.2. ETUDES COMPLEMENTAIRES .......................................................................39 5.2.1. Représentation des résultats sous forme de grille ...................................39 5.2.2. Estimation de l’influence respective de la vulnérabilité et des effets de site dans les résultats obtenus ............................................................42 5.3. CONCLUSIONS.................................................................................................44 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 5 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon 6. Comparaison des dommages simulés avec des dommages réels générés par des séismes comparables à ceux qui pourraient se produire sur Avignon ................................................................................................................... 47 6.1. QUELQUES EXEMPLES DE DEGATS RELEVES SUITE A DES SEISMES RECENTS ......................................................................................................... 47 6.2. SEISME DE L’AQUILA DU 6 MARS 2009 (MW=6.3) ......................................... 47 6.3. SEISME DE LORCA DU 11 MAI 2011 (MW=5.1) .............................................. 54 7. Conclusion .............................................................................................................. 63 8. Bibliographie .......................................................................................................... 65 6 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Liste des figures Figure 1 – Extrait de la carte nationale d’aléa sismique publiée en novembre 2005 .................. 13 Figure 2 - Localisation de la commune d'Avignon (trait rouge) sur la carte géologique harmonisée et le fond topographique au 1/25 000e de l’IGN. .................................... 15 Figure 3 - Localisation des logs validés BSS sur la carte géologique dans la commune d’Avignon et à proximité directe. ................................................................................ 16 Figure 4 - Répartition des épaisseurs des formations quaternaires. Fond carte géologique harmonisée................................................................................................................. 17 Figure 5 - Zonage forfaitaire des effets de site lithologiques sur la commune d’Avignon. .......... 19 Figure 6 - Mouvements sismiques retenus dans le cadre du scénario établi dans le cadre de la présente étude (les mouvements sont représentés en intensités, selon l’échelle EMS98) ........................................................................................................ 20 Figure 7 - Typologie des bâtiments et classes de vulnérabilité de l’échelle EMS98. .................. 22 Figure 8 - Classification des dégâts selon l’Echelle Macrosismique Européenne....................... 23 Figure 9 - Plan d'Avignon gravé en 1649 pour l'atlas Van Loo (source Wikipedia). En jaune la zone intra-muros des anciens remparts est représentée. Elle correspond aux actuels îlots INSEE-IRIS 0110 et 0111. ..................................................................... 25 Figure 10 - Habitat collectif de construction récente dans le centre historique de la ville (source GoogleStreet ©). ........................................................................................... 26 Figure 11 - Exemples de bâtiments à usage d'habitat collectif construits dans les années 1960-70 (source BRGM). ........................................................................................... 27 Figure 12 - Exemples d’habitat collectif de construction récente (sources BRGM et Google Street ©). ....................................................................................................................28 Figure 13 - Exemples de maisons individuelles d’avant-guerre en maçonnerie de pierre (pierres de taille et pierre brute). Source : Google Street © et BRGM. ..................... 29 Figure 14 - Exemples de maisons individuelles d'après-guerre. ................................................. 30 Figure 15 - Maisons individuelles en lotissements (sources BRGM et Google Street ©). .......... 31 Figure 16 - Répartition des bâtiments en classe de vulnérabilité B. ............................................ 32 Figure 17 - Répartition des bâtiments en classe de vulnérabilité C. ........................................... 33 Figure 18 - Répartition des bâtiments en classes D et E............................................................. 34 Figure 19 - Pourcentage de bâtiments fortement endommagés par îlot IRIS. ............................ 38 Figure 20 - Pourcentage de bâtiments en endommagement modéré par îlot IRIS. .................... 39 Figure 21 - Nombre de bâtiments fortement endommagés représentés par grille de 250 m. .... 40 Figure 22 – Pourcentage de bâtiments en endommagement fort par grille de 250 m. ............... 41 Figure 23 - Nombre de bâtiments en endommagement modéré représenté par grille de 250 m. ........................................................................................................................41 Figure 24 – Pourcentage de bâtiments en endommagement modéré par grille de 250 m. ....... 42 Figure 25 - Carte du poids relatif de l’aléa local .......................................................................... 43 Figure 26 - Carte du poids relatif de la vulnérabilité. ................................................................... 44 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 7 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 27 - Bâtiment en maçonnerie situé au centre historique de L’Aquila ; niveau de dégâts D2 .................................................................................................................. 48 Figure 28 - Bâtiment R+3 en béton armé, commune de L’Aquila ; niveau de dégâts D2 .......... 48 Figure 29 - Bâtiment en maçonnerie situé à l’entrée du centre historique de L’Aquila ; niveau de dégâts D3 .................................................................................................. 49 Figure 30 - Bâtiment R+3 en béton armé, commune de L’Aquila ; niveau de dégâts D3 ........... 49 Figure 31 - Bâtiment en maçonnerie, Onna ; niveau de dégâts D3-D4 ...................................... 50 Figure 32 - Bâtiment en maçonnerie, centre historique de L’Aquila ; effondrement partiel de toit – niveau de dégât D4 ........................................................................................... 51 Figure 33 - Résidence universitaire de L’Aquila (BA, R+5) ; effondrement partiel du bâtiment – niveau de dégâts D4-D5 .......................................................................... 52 Figure 34 - Destruction des bâtiments en maçonnerie, centre historique de L’Aquila – niveau de dégâts D5 .................................................................................................. 53 Figure 35 - Hôtel Duca degli Abruzzi à L’Aquila (BA) – niveau de dégâts D5 ........................... 54 Figure 36 - Fissures du revêtement en briques de la façade de l’école San Fernando à Lorca, dégâts de type D2. ......................................................................................... 55 Figure 37 - Fissure verticale d’un mur d’un bâtiment du centre historique de Lorca. Dégâts de type D3-D2............................................................................................................ 56 Figure 38 - Défaillance d'un mur de revêtement d'un bâtiment en béton armé à Lorca. Dégâts de type D3. .................................................................................................... 57 Figure 39 - Bâtiment en maçonnerie à Lorca. Niveau de dégâts entre D3 et D4. ...................... 58 Figure 40 - Défaillance des panneaux de remplissage et revêtement. Fissuration des cloisons. Poteaux endommagés (poteaux courts). Niveau de dégâts entre D4 et D3. ............................................................................................................................. 59 Figure 41 - Maison en maçonnerie à Lorca. Effondrement partiel, dégâts de type D4............... 60 Figure 42 - Effondrement d’un bâtiment en béton armé à Lorca, dégâts de type D5. ................ 61 Figure 43 - Effondrement d’un bâtiment en adobe à Lorca. Dommages de type D5. ................. 62 Figure 44 - Fonctions d’appartenance des différents indices de vulnérabilité. ........................... 71 Figure 45 - Classification des dégâts selon l’Echelle Macrosismique Européenne respectivement pour les structures en maçonnerie et en béton armé. ..................... 73 8 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon 1. Introduction L’étude de pré-diagnostic de microzonage sismique d’Avignon (rapport BRGM RP57129-FR, Rey et al. 2009) a conclu qu’il n’était pas indispensable d’acquérir des données complémentaires pour la réalisation d’un éventuel microzonage sismique et que l’analyse des données recueillies indiquaient que la réglementation nationale prenait bien en compte l’aléa sismique pour la commune. Cependant, du fait de l’aléa sismique modéré auquel est soumis la commune ainsi que du nombre relativement important d’enjeux situés sur son territoire, la DREAL a souhaité une valorisation de ces résultats, notamment en termes de politique d’aménagement. Plus que des informations à caractère technique, ce sont les résultats globaux qu’il est intéressant de considérer. A cet égard, la DREAL Provence-Alpes-Côte d’Azur a donc demandé au BRGM (convention BRGM/DREAL du 19 novembre 2010) de réaliser un scénario de dommages portant sur la commune d’Avignon afin de valoriser les résultats obtenus dans le cadre du pré-diagnostic de microzonage sismique. Nous rappelons que les éléments indispensables pour établir un scénario de dommage sont l’estimation des mouvements sismiques liés à l’aléa sismique régional et à l’aléa sismique local ainsi que l’estimation de la vulnérabilité du bâti à l’échelle communale. Ces informations sont en grande partie disponibles en utilisant les résultats de l’étude de Rey et al. (2009). La présente étude vise ainsi à estimer les dommages qui seraient occasionnés par un séisme destructeur plausible sur la commune d’Avignon. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 9 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon 2. Méthodologie générale Les scénarios de risque sismique conduisant à l’évaluation des conséquences dommageables d’un séisme simulé sont un outil précieux d’évaluation du risque sismique au niveau du bâti existant. Les trois composantes nécessaires à l’établissement d’un scénario de risque sismique sont : - l’aléa ou le séisme de scénario caractérisant l’agression sismique ; - la valeur des éléments exposés caractérisant les enjeux ; - la vulnérabilité des éléments exposés. Le risque (R) est par définition la convolution de l’aléa A, de la vulnérabilité V et de la valeur de l’élément exposé E : R = A .V.E. Cette équation théorique se base sur les définitions données lors de la Décennie Internationale pour la Prévention des Catastrophes Naturelles [DIPCN92] : - Risque : « Espérance mathématique de pertes en vies humaines, blessés, dommages aux biens et atteinte à l’activité économique au cours d’une période de référence et dans une région donnée, pour un aléa particulier » ; - Aléa : « Evénement menaçant ou probabilité d’occurrence dans une région et au cours d’une période donnée, d’un phénomène pouvant engendrer des dommages » ; - Eléments exposés ou éléments à risque : « Population, constructions et ouvrages de génie civil, activités économiques, services et infrastructures publiques, etc., exposés à un aléa ». Un élément exposé ayant une valeur constitue un enjeu ; - Vulnérabilité : « Degré de perte (de 0 % à 100 %) d’un élément à risque résultant d’un phénomène susceptible d’engendrer des victimes et des dommages matériels ». Cette méthodologie est mise en œuvre pour la ville d’Avignon afin d’estimer le risque sismique basé sur les résultats du pré-diagnostic de microzonage sismique (Rey et al., 2009). Les enjeux traités dans le cadre de ce rapport sont les bâtiments de classe II à usage d’habitation (selon les EuroCode 8). Le logiciel utilisé pour l’analyse de risque sismique de la commune d’Avignon est « Armagedom© », logiciel développé par le BRGM et conduisant à simuler les conséquences de phénomènes naturels avec l’objectif d’évaluer les possibles dégâts occasionnés. Les résultats obtenus à l’aide d’Armagedom© permettent de mettre en évidence une estimation préliminaire des dégâts sur le bâti courant et ce, à partir des résultats de l’étude de Rey et al. (2009). BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 11 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon 3. Aléa sismique La première étape du travail consiste à définir le niveau d’aléa devant être retenu pour le scénario de risque sismique. Autrement dit, cela consiste à dresser une carte des mouvements du sol représentatifs du scénario d’aléa considéré afin d’évaluer la réponse des enjeux (bâtiments) en présence par le croisement avec l’évaluation de la vulnérabilité au niveau de la commune. 3.1. ALEA SISMIQUE REGIONAL RETENU POUR LE SCENARIO L’aléa sismique régional retenu pour cet exercice ne correspond pas aux mouvements du sol que pourrait induire un séisme donné, mais au niveau d’aléa probabiliste associé à une période de retour de 475 ans tel que défini par la carte nationale d’aléa sismique de la France (cf. Figure 1) sur laquelle est basée le nouveau zonage sismique réglementaire. Figure 1 – Extrait de la carte nationale d’aléa sismique publiée en novembre 2005 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 13 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon La zone d’aléa modéré au sein de laquelle est située la commune d’Avignon étant associée à une fourchette d’accélération comprise entre 1.1 et 1.6 m/s2, nous faisons le choix de réaliser le scénario de dommage avec une valeur haute de 1.6 m/s2. Ce choix se justifie d’une part de par la position d’Avignon au sein de la zone (à proximité de la zone d’aléa moyen), et d’autre part par la visée pédagogique du scénario de dommages. 3.2. ESTIMATION FORFAITAIRE DES EFFETS DE SITE LITHOLOGIQUES Les mouvements sismiques déterminés à l’échelle régionale sont ensuite modifiés par la prise en compte des effets de site locaux. L’étude de Rey et al. (2009) concluait à la présence d’effets de site topographiques très limités mais d’effets de site lithologiques généralisés. Ainsi dans le cadre de la présente étude, seuls les effets de site lithologiques ont été pris en compte pour caractériser l’amplification locale du mouvement sismique. Afin de compléter l’analyse préliminaire des zones susceptibles de générer des effets de site lithologiques réalisée dans le cadre de l’étude de Rey et al. (2009), un examen approfondi des données de sondage disponibles dans la Banque de données du SousSol (BSS) gérée par le BRGM a été mené. 3.2.1. Nature des formations Pour mémoire, les formations les plus susceptibles de générer des effets de site lithologiques au niveau de la commune d’Avignon au regard de la carte géologique sont les suivantes : - - Formations quaternaires : o Dépôts anthropiques, remblais (Quaternaire) (X) o Basse terrasse du Rhône (Quaternaire) (Fy1) o Alluvions fluviatiles modernes du Rhône et de la Durance : limons, graviers et galets (FzR) o Alluvions de la basse plaine (Wurmien à Holocène-Quaternaire)- (Fy+Iz) o Alluvions fluviatiles wurmiennes : limons, sables, graviers, galets (Fy) o Epandages de pente et colluvions non-différenciés : argiles, limons, cailloutis (Würm, et post-Würm) (Fx) o Alluvions fluviatiles villafrangiennes (Fv) Formations tertiaires o Marnes bleues de Caumont (Burdigalien) (m1bM) Ces formations sont indiquées sur la Figure 2 ci-dessous. 14 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Les terrains alluvionnaires Fv et Fx, ainsi que les marnes bleues tertiaires ne sont présents qu’à l’extrémité sud-est de la zone d’étude. Le territoire de la commune est essentiellement situé sur des alluvions modernes Fz. Des terrains calcaires à silex du Barrémien (n4U1a(D)) affleurent en surface en trois endroits ; ces promontoires rocheux ne sont par conséquent pas sujets à l’amplification des ondes sismiques par des formations meubles superficielles. Figure 2 - Localisation de la commune d'Avignon (trait rouge) sur la carte géologique harmonisée et le fond topographique au 1/25 000e de l’IGN. 3.2.2. Epaisseur des formations susceptibles Les sondages inventoriés dans la BSS permettent d’appréhender les épaisseurs des terrains susceptibles de générer des effets de site lithologiques. Dans cette étude, nous avons utilisés uniquement les sondages ayant fait l’objet d’une vérification (logs validés), certifiant l’exactitude de la formation stratigraphique identifiée pour chaque passe. La localisation de ces forages sur la commune ou à proximité est présentée sur la Figure 3. A partir des informations contenues dans chaque log validé, il est possible de calculer l’épaisseur des formations quaternaires susceptibles de générer des effets de site. La répartition de ces épaisseurs sur la zone est la suivante (cf. Figure 4) : BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 15 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon • Sur le territoire de la commune, un seul forage indique moins de 5 mètres de formations quaternaires, mais l’analyse de ce forage suggère une mauvaise interprétation stratigraphique comparé aux forages alentours. Tous les autres forages, montrant une épaisseur inférieure à 5 mètres, sont situés à l’est de la limite sud-est de la commune, ce qui confirme la tendance des formations quaternaires à être moins épaisses dans cette zone (zone A sur la Figure 4). • Dans la partie nord de la commune, entre les 2 bras du Rhône, les 4 forages validés indiquent des épaisseurs variant entre 15 et 17 mètres (zone B sur la Figure 4). • Dans le centre-ville, les épaisseurs varient de 8 à 17 mètres de formations susceptibles de générer des effets de site lithologiques (zone C sur la Figure 4). • Les forages situés à l’extrémité ouest de la commune donnent des épaisseurs importantes (de 15 à 30 mètres), probablement dues à la présence de remblais (zone D sur la Figure 4). Figure 3 - Localisation des logs validés BSS sur la carte géologique dans la commune d’Avignon et à proximité directe. 16 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Zone B Zone C Zone A Zone D Figure 4 - Répartition des épaisseurs des formations quaternaires. Fond carte géologique harmonisée. 3.2.3. Stratigraphie des formations susceptibles A partir des informations fournies par les logs validés, il est également intéressant d’analyser la répartition géographique des différents dépôts stratigraphiques susceptibles de générer des effets de site rencontrés dans les forages. Ainsi, on peut observer que : - les formations du Burdigalien (tertiaire) et de l’Holocène (quaternaire) sont présentes sur toute la zone d’étude ; - les formations du Quaternaire (sans distinction du niveau) et du Pleistocène sont présentes dans le centre ancien et à l’extrémité sud-est ; - les formations du Pliocène supérieur sont limitées à la partie nord de la zone, à partir du centre-ville ; - les formations du Würm sont uniquement observées dans la partie sud de la zone. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 17 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Compte-tenu de la répartition géographique particulière de certaines formations, il serait intéressant de réaliser une analyse plus fine de la susceptibilité des différentes formations. Aussi, nous avons recherché à caractériser chaque formation à partir des données géotechniques contenues dans la BSS, et notamment des résultats d’essais pressiométriques et pénétromètriques. Malheureusement, si ce type de sondage est bien présent au niveau du centre-ville, il est en revanche absent dans les autres zones de la commune. De ce fait, il nous est impossible de caractériser des formations telles que celles du Würm, présentes uniquement dans la partie sud de la zone d’étude. Nous avons étendu notre recherche vers le sud, là où les terrains du Würm se sont aussi déposés, mais là encore, aucun résultat d’essai géotechnique n’est disponible dans la base de données BSS. De ce fait, le critère stratigraphique n’a pas pu être exploité dans le cadre de cette étude pour évaluer la susceptibilité aux effets de site des terrains de la zone. 3.2.4. Evaluation de la susceptibilité aux effets de site Le seul critère exploitable dans le cadre de cette étude est donc l’épaisseur des terrains quaternaires, établie à partir des logs validés présents dans la BSS. Sur cette base, nous avons retenu un zonage forfaitaire en trois zones (cf. Figure 5) : - Zone 1 – pas d’effets de site lithologiques : promontoire calcaire – coefficient d’amplification forfaitaire en accélération de 1 ; - Zone 2 – effets de site lithologiques modérés : de 5 à 15 m de terrains quaternaires aux caractéristiques mécaniques générant des effets de site. Selon la nature des formations meubles en surface et de leur compacité, les sites appartenant à cette unité correspondent approximativement à des sols de classe B ou E au sens des EC8. Nous retenons pour cette zone un coefficient d’amplification forfaitaire moyen en accélération de 1.4 ; - Zone 3 – effets de site lithologiques aggravés : plus de 15 m de terrains quaternaires aux caractéristiques mécaniques générant des effets de site. Des mesures ont par ailleurs été réalisées pour l’implantation sur l’île de la Barthelasse d’une station accéléromètrique du Réseau Accélérométrique permanent (RAP) au sein de cette unité (cette station OGAV n’est plus en fonctionnement car le site a été inondé plusieurs fois). Ces mesures ont permis de mettre en évidence des sols de classe B à C au sens des EC8. Nous attribuons pour cette zone un coefficient d’amplification forfaitaire moyen en accélération de 1.6. Il est à noter que les limites du zonage ainsi obtenu sont par nature approximatives puisqu’elles ont été établies à partir des seules informations des logs validés présents en BSS. 18 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 5 - Zonage forfaitaire des effets de site lithologiques sur la commune d’Avignon. 3.3. CARTE DES INTENSITES SIMULEES DANS LE SCENARIO RETENU Au final la carte retenue pour le scénario sismique est celle présentée ci-dessous sur la Figure 6. Les sollicitations (mouvements sismiques) sont indiquées selon une échelle d’intensité car il est ensuite plus simple de travailler avec ce type de données qu’avec des niveaux d’accélération pour l’estimation des dégâts. En pratique la carte en accélération issue des paragraphes précédents est traduite en intensité par le logiciel Armagedom©. Cette carte se base donc sur l’estimation régionale de l’accélération présentée au §3.1 mais intègre également les amplifications locales du mouvement sismique, du fait des effets de site lithologiques (§3.2). BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 19 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 6 - Mouvements sismiques retenus dans le cadre du scénario établi dans le cadre de la présente étude (les mouvements sont représentés en intensités, selon l’échelle EMS98) 20 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon 4. Vulnérabilité 4.1. VULNERABILITE PHYSIQUE DES OUVRAGES Le traitement de la vulnérabilité et des fonctions d’endommagement utilisé pour ces scénarios de risque est celui-ci des scénarios de risque de niveau 0 (Sedan et al., 2008), avec toutefois localement un contrôle terrain complémentaire visant à préciser l’évaluation de la vulnérabilité des bâtiments. 4.1.1. Les classes de vulnérabilité EMS98 L’échelle d’intensité EMS98 a été établie sur la base du retour d’expérience, en analysant de manière statistique le comportement de différents types de bâtiments ayant subi des séismes dans la période historique. Le concept de vulnérabilité est fondamental pour la construction des échelles modernes d'intensité. La violence de la secousse déterminante pour la destruction d'une chaumière en briques de pisé mal construite n'est pas la même que celle qui entraîne la destruction d'un immeuble de bureaux massif. Ces distinctions de comportement doivent faire l'objet d'une différenciation. L’EMS98 a introduit les notions de conception des structures, en distinguant le degré de conception parasismique (sans, moyen, bon) pour les structures en béton, et les systèmes de renforcement employés pour les structures en maçonnerie. La typologie des EMS98 est présentée dans le Tableau 7, où, pour chaque type de construction est attribuée une classe de vulnérabilité la plus probable (avec son incertitude). Il s’agit donc d’un tableau à double entrée avec : 1) une typologie simplifiée des bâtiments, Les types de bâtiments sont classés en fonction de leurs groupes principaux : maçonnerie, béton armé, acier et bois. 2) une classification de niveau de vulnérabilité en six classes avec, de la plus vulnérable à la plus résistante. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 21 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 7 - Typologie des bâtiments et classes de vulnérabilité de l’échelle EMS98. Connaissant la classe de vulnérabilité (A à F) auquel se rapporte le type de bâti considéré, un indice de vulnérabilité, Vi, correspondant sera calculé à l’aide des fonctions d’appartenance proposées par la méthode Risk-UE de niveau 1. L’appartenance d’un bâtiment à une classe de vulnérabilité spécifique est définie par un indice de vulnérabilité. Les valeurs d’indice sont arbitraires car elles représentent seulement un score qui quantifie le comportement sismique d’un bâtiment. L’indice de vulnérabilité varie entre 0 et 1. Les valeurs proches de 1 représentent les bâtiments les plus vulnérables. Les valeurs proches de 0 sont des bâtiments ayant un niveau de construction parasismique élevé. On se reportera à l’Annexe 1 pour des compléments sur la méthodologie utilisée. 22 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon 4.1.2. Echelle de dommages En parallèle, l’échelle EMS98 définie aussi 5 degrés de dommages aux constructions (Figure 8) : • Degré 1 (D1) : Dégâts négligeables à légers (aucun dégât structurel, légers dégâts non structuraux) • Degré 2 (D2) : Dégâts modérés (dégâts structuraux légers, dégâts non structuraux modérés) • Degré 3 (D3) : Dégâts sensibles à importants (dommages structuraux modérés, dommages non structuraux importants) • Degré 4 (D4) : Dégâts très importants (Dégâts structuraux importants, dégâts non structuraux très importants) • Degré 5 (D5) : Destruction (Dégâts structuraux très importants). Il s’agit d’une échelle purement qualitative, qui décrit la nature des dommages observables. On se reportera à l’Annexe 2 pour plus de précisions sur cette échelle. DEGRE 1 DEGRE 4 DEGRE 2 DEGRE 3 DEGRE 5 Figure 8 - Classification des dégâts selon l’Echelle Macrosismique Européenne. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 23 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon 4.2. VULNERABILITE DE LA COMMUNE D’AVIGNON L’analyse de la vulnérabilité du bâti réalisée dans le cadre du pré-diagnostic de microzonage sismique sur la commune d’Avignon (Rey et al., 2009) est basée sur les données INSEE-IRIS recensant les informations obtenues lors du recensement 1999 pour l’habitat collectif. Dans la présente étude les scénarios de risque intègrent ces informations concernant le logement collectif et utilisent des nouvelles données du recensement 2006 sur l’habitat individuel. Les informations concernant le logement collectif (recensement 1999) ont permis de mettre en évidence en particulier leur âge, le nombre d’étages et le nombre de logements de ces habitations collectives. Il faut rappeler que le recensement INSEE 2006, concernant l’habitat collectif, présente moins d’informations sur ces caractéristiques des immeubles. Le recensement 2006 du logement individuel donne toutes les informations nécessaires de cet habitat, c'est-à-dire, l’âge des constructions. Cette analyse avait été complétée par une visite de terrain d’une journée et par l’analyse des photographies satellitaires de l’IGN© dans l’étude de Rey et al. (2009). 4.2.1. Vulnérabilité de l’habitat collectif La zone intra-muros est composée par les îlots IRIS 0109, 0110, 0111, 0112 et 0113 (voir Figure 16, Figure 17 et Figure 18 pour la numérotation des îlots de la commune). Sur la Figure 9 ci-dessous on peut observer que les îlots 0110 et 0111 constituent le cœur du centre historique, tandis que les autres îlots du centre-ville (0109, 0112 et 0113) occupent en fait l’espace entre les remparts actuels et les précédents. La technique de construction de l’ensemble de ces îlots est la maçonnerie. Contrairement à d’autres centres historiques où seuls les bâtiments situés à proximité de l’église ou de la place centrale sont construits en maçonnerie de bonne qualité, à Avignon, une bonne partie de maisons situées dans le centre historique sont construites en murs porteurs en pierre de taille ou pierre de bonne qualité. L’appareillage régulier de la maçonnerie de pierre et l’harpage à l’intersection des murs (pierres les plus importantes dans les angles) sont souvent visibles dans le centre-ville et indiquent une bonne qualité de la construction. Il n’y a pratiquement pas (ou très peu) de bâtiments en maçonnerie ordinaire en moellons bruts. Certains bâtiments en maçonnerie présentent des travaux de renforcement de type chaînage, remplacement des poutres en bois par des poutres métalliques, liaisons entre les murs porteurs et les planchers, encadrement des ouvertures, linteaux métalliques et en béton ; d’autres bâtiments ne présentent que des travaux de rénovation. Cette zone présente également des bâtiments récents qui ont été probablement construits dans le cadre de projets d’aménagement faisant suite à la démolition de constructions anciennes. 24 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 9 - Plan d'Avignon gravé en 1649 pour l'atlas Van Loo (source Wikipedia). En jaune la zone intra-muros des anciens remparts est représentée. Elle correspond aux actuels îlots INSEE-IRIS 0110 et 0111. Il est ici à noter que le bâti des îlots 0110 et 0111, qui constituent le cœur du centre historique d’Avignon, présentent une vulnérabilité moindre malgré leur ancienneté. Cette différence au sein même de la zone intra-muros s’explique par la meilleure qualité de la maçonnerie (utilisation de pierres de taille) dans les zones correspondant aux îlots 0110 et 0111. Ainsi pour les bâtiments en maçonnerie ancienne, 70% d’entre eux a été considéré en classe de vulnérabilité C et 30% en classe B (voir Figure 7). BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 25 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 10 - Habitat collectif de construction récente dans le centre historique de la ville (source GoogleStreet ©). Les immeubles collectifs d’après-guerre ont de quatre à huit niveaux en moyenne, sont réguliers en élévation et en plan. Certains d’entre eux présentent des garages au rezde-chaussée. La technique de construction est traditionnelle mais certains bâtiments présentent des éléments préfabriqués (préfabrication partielle). Même si depuis les années 1950 la technique constructive du bâti à usage d’habitation a incorporé des nouveaux matériaux plus résistants, ces bâtiments n’ont pas été conçus avec des règles parasismiques, car les premiers codes en France datent du début des années 1970. Ce groupe de bâtiments est ainsi classé en classe de vulnérabilité C. 26 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 11 - Exemples de bâtiments à usage d'habitat collectif construits dans les années 196070 (source BRGM). Après 1974, très peu de bâtiments collectifs ont été construits en dehors de la zone « intra-muros ». Cependant, les données INSEE ainsi que la visite de terrain indiquent la construction d’immeubles collectifs entre 1982 et 1989, notamment dans les zones IRIS 0116 et 0117. Ces immeubles, construits souvent sous la forme de quartiers, sont caractérisés par une architecture nouvelle, innovante dans son esthétique. Les constructions ne sont plus régulières, des transparences, des structures métalliques, des passages entre les différents blocs des structures, des façades à double peau (façade traditionnelle doublée à l'extérieur d’une façade vitrée) font leur apparition. Les procédés de construction peuvent être variés : des éléments préfabriqués, des modules tridimensionnels, de béton prêt à l’emploi, etc. Une visite détaillée est nécessaire pour établir avec précision le procédé constructif de chaque groupe d’habitations. Ces bâtiments ont été divisés en deux grands groupes de vulnérabilité, ceux construits avant 1990, qui ont bénéficié des premiers codes constructifs parasismiques (PS69) sont considérés en classe D, et ceux bâtis depuis 1990 en classe E, conçus avec les normes parasismiques PS92. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 27 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 12 - Exemples d’habitat collectif de construction récente (sources BRGM et Google Street ©). 4.2.2. Vulnérabilité de la maison individuelle Une visite de terrain, décrite dans le rapport de Rey el al. (2009), visait à étudier les différents quartiers de la commune d’Avignon. Même si l’objectif était principalement d’identifier les types constructifs de l’habitat collectif, un regard avait été également porté sur l’habitat individuel. La maison individuelle dans le centre historique d’Avignon est minoritaire ; en effet, un grand nombre de bâtiments du centre hébergent plusieurs logements. En tout cas, par rapport à une typologie constructive, il ne semble pas qu’il y ait une grande différence entre l’habitat collectif et l’habitat individuel dans ce secteur. Par conséquent, en termes de classes de vulnérabilité EMS98 les mêmes hypothèses que pour l’habitat collectif sont considérées, c'est-à-dire, les bâtiments d’avant-guerre des îlots 0110 et 0111 sont classés majoritairement en classe C et dans les autres îlots en classe B. Le reste des bâtiments d’habitat individuel construits avant 1948 dans les autres quartiers de la ville, consistent en murs porteurs en maçonnerie de pierre, avec des pierres de taille pour les encadrements et coins et pierre brute ou tout venant pour les murs. Les planchers et charpentes sont en bois. Ce type de bâtiment est classé en classe de vulnérabilité EMS98 B. 28 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 13 - Exemples de maisons individuelles d’avant-guerre en maçonnerie de pierre (pierres de taille et pierre brute). Source : Google Street © et BRGM. L’habitat individuel d’après-guerre est constitué de maisons « type logements ouvriers ». Ces maisons dont le soubassement est en pierre, présentent un rez-dechaussée et un étage, et dans certains cas des linteaux de portes et fenêtres en acier. L’état d’entretien et la mauvaise qualité de matériaux de construction rendent ces bâtiments assez vulnérables. Par la suite, dans les années 1950 et 1960, l’incorporation de la maçonnerie en blocs béton et éléments en béton a amélioré la qualité des constructions. Pour les maisons individuelles de cette époque-là (19481974) une classe de vulnérabilité mixte B-C a été considérée. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 29 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 14 - Exemples de maisons individuelles d'après-guerre. Les maisons individuelles les plus récentes (construites à partir des années 1970) sont souvent regroupées en lotissements. Généralement, les murs porteurs de ces maisons sont en maçonnerie en bloc de béton (parpaing ou agglomérés) ou bien en maçonnerie composite. Ces bâtiments sont classés en classe C (pour les bâtiments bâtis entre 1974 et 1989) ou D (constructions faites à partir des années 1990, avec l’application des nouveaux codes parasismiques). 30 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 15 - Maisons individuelles en lotissements (sources BRGM et Google Street ©). 4.2.3. Répartition des classes de vulnérabilité sur l’ensemble de la commune A partir de l’analyse des données INSEE sur la commune d’Avignon on affiche la répartition des classes de vulnérabilité EMS98 sur l’ensemble de la commune. La répartition est très liée aux périodes d’expansion urbaine de la ville. La répartition des bâtiments en classe la plus vulnérable (classe B selon l’EMS98) est présentée sur la Figure 16 ci-dessous. Cette classe est majoritaire dans les îlots IRIS 0109, 0112, 0113, 0126, 0132, 0132, 0134 et 0135. Ce sont des quartiers avec un taux de bâtiments construit avant-guerre important et ils correspondent à des zones intramuros ou des zones extra-muros voisines des anciens remparts de la ville. Il faut toutefois remarquer que les deux îlots du cœur historique d’Avignon (îlots 0110 et 0111) ont un ratio faible de bâtiments en classe B car on y trouve une maçonnerie de meilleure qualité. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 31 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 16 - Répartition des bâtiments en classe de vulnérabilité B. Les bâtiments en classe de vulnérabilité EMS98 C (Figure 17) se situent dans les îlots du centre historique 0110 et 0111, mais aussi dans les îlots 0118 (la Grande d’Orel), 0119 (Clos de l’Epi), 0123 (Saint Chamand) et 0125 (Saint Gabriel – Clos de la Murette). Ces derniers îlots correspondent aux quartiers construits surtout dans les années 1960 et 1970. Les constructions le moins vulnérables (classes D et E, voir Figure 18) se concentrent dans les quartiers développés dans les années 1980 et 1990, notamment les îlots 0116 (route de Morieres - Realpanier), 0117 (Pont des Deux Eaux), 0114 (Synagogue – Bonaventure) et 0106 (Durance – Baigne Pieds – Hôpital). L’îlot 0109 (La Balance – Raspail) a aussi un pourcentage important de bâtiments peu vulnérable même s’il est situé intra-muros. Ceci s’explique par un grand nombre de travaux de démolition et reconstruction. 32 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 17 - Répartition des bâtiments en classe de vulnérabilité C. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 33 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 18 - Répartition des bâtiments en classes D et E. 4.3. NIVEAU DE PRECISION DES SIMULATIONS REALISEES DANS LE CADRE DE CETTE ETUDE Un scénario de dommages peut être réalisé de façon plus ou moins fine. Sedan et al. (2008) précisent ce qui relève d’un scénario de niveau 0, 1 ou 2, selon un degré de précision croissant. Dans le cadre de la présente étude l’estimation du mouvement sismique de référence qui prend en compte l’aléa régional mais aussi local peut être assimilé aux données d’entrée d’un scénario de niveau 1. L’analyse de la vulnérabilité se situerait plutôt entre un scénario de niveau 0 (utilisation uniquement de données statistiques et les îlots IRIS constituent l’unité cartographique de base) et un niveau 1 (détermination sur le terrain de zones de typologies homogènes, à l’échelle de quartiers, qui constituent l’unité cartographique de base). Cette analyse a en effet principalement bénéficié de l’utilisation des statistiques et a été réalisée à l’échelle des 34 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon îlots IRIS mais elle a été par ailleurs accompagnée d’une visite de terrain qui a servi à établir une typologie du bâti local (voir §4.2). Etant donné que la présente étude est réalisée dans le but de valoriser des données obtenues lors d’une autre étude (Rey et al., 2009) et à des fins de communication, les scénarios réalisés et les résultats obtenus ne devront pas explicitement être identifiés comme étant strictement de niveaux 0 ou 1. Il faut bien garder en mémoire que ce type d’analyse présente des incertitudes importantes et que les résultats obtenus doivent être considérés d’une façon globale. Ainsi, les résultats pour chaque îlot et pour chaque degré de dommages (D0 à D5 au sens de l’EMS98, voir §4.1.2) ne seront pas présentés. La restitution sera réalisée à l’échelle de la commune et uniquement selon deux classes de dommages : d’une part les « bâtiments fortement endommagés ou détruits », ce qui correspond globalement aux degrés D4 et D5 au sens de l’EMS98 et d’autre part les « bâtiments moyennement endommagés ». Cette seconde catégorie correspond plus ou moins aux degrés de dommages D2 et D3. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 35 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon 5. Scénario de dommage pour le bâti courant de la commune d’Avignon 5.1. SCENARIO REALISE ET RESULTATS Sur la base des éléments présentés dans les parties précédentes, un scénario a été réalisé avec le logiciel Armagedom©. Ce scénario intègre ainsi une estimation de l’aléa sismique tel que présenté au chapitre 3 ainsi qu’une évaluation de la vulnérabilité du bâti individuel et collectif, tel que présenté dans le chapitre 4. D’après les mouvements sismiques présentés dans le chapitre 3, des intensités de l’ordre de VI-VII à VII-VIII sont possibles (voir Figure 6). Un séisme d’intensité VII-VIII se caractérise par : • intensité VII : dommages prononcés, larges lézardes dans les murs de nombreuses habitations, chutes de cheminées, • intensité VIII : dégâts massifs, les habitations les plus vulnérables sont détruites, presque toutes subissent des dégâts importants. Des dégâts relativement généralisés sont donc estimés mais uniquement pour les bâtiments les plus vulnérables pour ce qui concerne un endommagement très fort (effondrement, destruction). Les résultats du scénario sur la commune d’Avignon exprimés en pourcentage de bâtiments fortement endommagés par îlot IRIS montrent qu’aucun quartier ne présenterait plus de 3% de bâtiments avec ce degré d’endommagement. Les îlots 0109, 0112, 0132, 0133, 0134 et 0124 seraient les plus impactés (zones en rouge sur la Figure 19). Les îlots 0116, 0117, 0118, 0119 et 0123 auraient en revanche moins du 0,5% du parc bâti en état d’endommagement fort. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 37 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 19 - Pourcentage de bâtiments fortement endommagés par îlot IRIS. Les dégâts modérés (lézardes, grandes fissures) seraient en revanche plus généralisés sur l’ensemble de la commune d’Avignon, une grande partie des quartiers aurait entre 25% et 45% des bâtiments en cet état d’endommagement (zones en jaune et en rouge sur la Figure 20). Les quartiers d’habitat collectif ou lotissements bâtis dans les années 1980 et 1990 présentent en revanche un pourcentage inférieur à 25% de dégâts modérés (zones en vert). 38 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 20 - Pourcentage de bâtiments en endommagement modéré par îlot IRIS. 5.2. ETUDES COMPLEMENTAIRES Afin de mieux comprendre les résultats obtenus des études complémentaires ont été réalisées : une représentation des résultats sous forme d’une grille d’une part et l’estimation du poids relatif de la vulnérabilité et des effets de site lithologiques d’autre part. 5.2.1. Représentation des résultats sous forme de grille Le premier complément consiste à représenter les résultats non pas selon les îlots IRIS mais selon une grille de points de pas constant. Ceci permet de ne plus lisser les résultats à l’échelle d’un îlot IRIS, qui peut être parfois relativement étendu, mais sur des surfaces plus restreintes, par exemple des carrés de 250 mètres de côté. Ceci permet de mieux représenter les dommages générés par les effets de site lithologiques. En effet si des effets de site couvrent une partie seulement d’un îlot IRIS le résultat final obtenu pour l’îlot sera mécaniquement lissé par les zones où les effets BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 39 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon de site ne sont pas présents (ou sont moins forts). L’îlot 105 par exemple à l’Est de la commune est très étendu et des zones à effets de site modérés, à effets de site faibles et sans effets de site sont notées simultanément dans cet îlot. Le résultat de la simulation pour cet îlot sera ainsi un mélange des résultats obtenus pour les différents types de sol (la vulnérabilité est en effet supposée constante à l’échelle d’un îlot). Sur les figures ci-dessous, le nombre et pourcentages de bâtiments fortement endommagés ou détruits (Figure 21 et Figure 22) et moyennement endommagés (Figure 23 et Figure 24) obtenus avec une maille de 250 mètres sont représentés. On identifie plus nettement sur ces figures les zones où la densité de bâtiments est forte (centre historique et centre-ville) qui sont celles avec le plus de dégâts par maille. Les dégâts forts ou très forts seraient rares (de l’ordre de quelque dizaines sur l’ensemble de la commune) et localisés notamment dans le secteur de la cité intramuros et les quartiers de Saint-Ruf et Champfleury, au sud de la cité intra-muros. Les dégâts modérés seraient plus fréquents sur la commune, de l’ordre de plusieurs centaines de bâtiments. A nouveau les zones intra-muros et les quartiers extra-muros voisins seraient les zones le plus impactées. La zone Montfavet - centre aurait aussi plusieurs dizaines de bâtiments avec ce niveau de désordres. En-dehors de ces quartiers le nombre de bâtiments avec dégâts modérés est nettement moindre. Figure 21 - Nombre de bâtiments fortement endommagés représentés par grille de 250 m. 40 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 22 – Pourcentage de bâtiments en endommagement fort par grille de 250 m. Figure 23 - Nombre de bâtiments en endommagement modéré représenté par grille de 250 m. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 41 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 24 – Pourcentage de bâtiments en endommagement modéré par grille de 250 m. 5.2.2. Estimation de l’influence respective de la vulnérabilité et des effets de site dans les résultats obtenus La seconde étude complémentaire consiste à essayer de discriminer ce qui relève dans les résultats obtenus de la vulnérabilité des structures d’une part et des effets de site d’autre part. En effet des dommages importants peuvent être le résultat d’une vulnérabilité importante et/ou d’un mouvement sismique important, dû à des effets de site. Dans cette optique des cartes du poids de l’aléa local et la vulnérabilité ont été réalisées. Afin de mettre en évidence l’importance par secteurs des effets de site ou de la vulnérabilité, des cartes de poids de l’aléa local et la vulnérabilité sont présentées. Ces cartes sont construites à partir d’un scénario qui prend une accélération au rocher (aléa régional) constante et homogène sur toute la commune d’Avignon. Dans ce cas une accélération de 1,6 m²/s a été considérée. Cette accélération correspond à la valeur haute des accélérations estimées pour la zone d’aléa modérée et correspond au niveau d’accélération attendu à Avignon pour une période de retour de 475 ans (voir Rey et al., 2009). La carte du poids de l’aléa local nécessite deux simulations. La première est une simulation dite « standard », réalisée en prenant en compte, au-delà des accélérations qui correspondent à l’aléa régional, l’ensemble des phénomènes participant à l’aléa local, à savoir les effets de site lithologiques. La seconde simulation est réalisée en ne prenant en compte que l’accélération au rocher et la vulnérabilité (Sedan et al. 2008). 42 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Le rapport entre le pourcentage de bâtiments en état d’endommagement très fort avec et sans prise en compte de l’aléa local est ensuite calculé pour chaque pas de la grille. La carte du poids de l’aléa local présente la classification des zones en fonction de ce rapport. Plus celui-ci est élevé, plus la contribution absolue de l’aléa local est importante au niveau du résultat du scénario. La carte du poids de l’aléa local montre très clairement les zones à plus fort effet de site lithologique (zones en rouge sur la Figure 25). Sur une partie de la cité intra-muros et Montfavet l’effet de l’aléa local est faible à nul (carrés représentés en vert clair) qui correspondent à des zones situées sur du substratum. Figure 25 - Carte du poids relatif de l’aléa local La carte du poids de la vulnérabilité est construite globalement sur le même principe que la précédente, c'est-à-dire en faisant le rapport des résultats de deux simulations. La première est la même que celle utilisée pour la carte du poids de l’aléa local, à savoir la simulation « standard » (avec vulnérabilité, aléa régional et aléa local) (Sedan et al. 2008). La seconde correspond à la simulation d’une situation fictive, pour laquelle l’ensemble du bâti de la zone d’étude se voit affecté d’une courbe de vulnérabilité arbitraire, constante sur l’ensemble de la zone. Cette vulnérabilité constante (appelée moyenne équivalente) est celle qui, appliquée de manière homogène sur l’ensemble des zones, donne le même résultat en termes de dommages très forts (soit D4-D5 selon l’EMS98) que la simulation « standard » BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 43 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Les rapports entre simulation standard et simulation avec la vulnérabilité « moyenne équivalente » peuvent être : - supérieurs à 1 : la vulnérabilité globale de la zone est supérieure à la « moyenne équivalente », - inférieurs à 1: la zone est moins vulnérable que la « moyenne ». La carte du poids de la vulnérabilité (Figure 26) montre en rouge les zones avec une vulnérabilité plus forte, c'est-à-dire, une partie de la cité intra-muros et les quartiers extra-muros avec un taux de construction d’avant-guerre très fort : Saint Ruf, Champfleury et Monclair. En revanche les zones avec un poids le plus faible (couleur vert) coïncident avec les quartiers Pont des Deux Eaux, Saint-Chamand, Fontcouberte et Cabrière, qui sont des quartiers d’habitat généralement collectif. Figure 26 - Carte du poids relatif de la vulnérabilité. 5.3. CONCLUSIONS Les dégâts forts ou très forts sur l’ensemble de la commune, pour une intensité sismique qui varie entre VII et VIII, seraient relativement peu répandus. Quelques dizaines de bâtiments seulement souffriraient de dégâts majeurs et se concentreraient dans les secteurs estimés le plus vulnérables : quelques zones de la cité intra-muros et les quartiers extra-muros le plus proches du cœur historique d’Avignon. Pour un évènement sismique d’intensité VII-VIII les dégâts forts (effondrement partiel ou total) sont en général très localisés. 44 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Les dégâts modérés seraient plus généralisés, représentant entre 25% et 45% des bâtiments pour un grand nombre de quartiers. Ceci s’explique par la conjonction de plusieurs facteurs : une large zone de la commune se situe sur la plaine alluviale du Rhône et de la Durance (zone à effet de site fort) et la vulnérabilité du bâti est moyenne à forte (beaucoup de quartiers ont été construits avant-guerre, constructions estimées vulnérables). Il faut remarquer toutefois qu’une partie des zones bâties les plus vulnérables se situent sur une zone à faible effet de site ou sans effet de site (substratum). Quantitativement, les dégâts modérés représenteraient pour la commune d’Avignon plusieurs centaines de bâtiments. Ils se concentreraient notamment dans les quartiers bâtis avant-guerre. Les zones les plus épargnées sont notamment les quartiers d’habitat collectif bâtis pendant les années 1980 et 1990. Au vu de cette estimation du nombre de bâtiments endommagés, dont une partie ne serait plus habitable, le nombre de personnes sans-abris pourrait être de l’ordre de plusieurs milliers (entre 5000 et 6000 selon les simulations). Les îlots IRIS 0110 et 0111, situés au cœur de la cité intra-muros, à la différence d’autres villes historiques, ne présentent pas le risque le plus élevé car des nombreux bâtiments sont en maçonnerie de pierre de taille, estimés moins vulnérables que les bâtiments bâtis en maçonnerie en pierre simple ou tout-venant qu’on trouve dans d’autres quartiers voisins. De plus ces quartiers du centre-historique présentent des nombreux bâtiments reconstruits récemment. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 45 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon 6. Comparaison des dommages simulés avec des dommages réels générés par des séismes comparables à ceux qui pourraient se produire sur Avignon 6.1. QUELQUES EXEMPLES DE DEGATS RELEVES SUITE A DES SEISMES RECENTS Plusieurs séismes majeurs ont eu lieu dernièrement dans le monde. Cependant les techniques de construction sont très variables d’un pays à un autre et les enseignements des dégâts observés lors d’un séisme à Haïti, au Chili, en NouvelleZélande ou au Japon ne sont pas généralisables à un contexte européen. Ainsi il a été décidé d’observer les types de dégâts recensés pour deux séismes qui ont eu lieu dans des pays proches de la France : l’Italie d’une part et l’Espagne d’autre part. Les typologies de construction ne sont pas exactement les mêmes que dans le sud de la France, et à Avignon en particulier, mais de grandes similitudes peuvent être observées. Ces deux séismes ont créé des dommages très variables selon la localisation des bâtiments et leur typologie. Ainsi, après ces séismes, des dommages de degré 1 à 5 ont été observés sur des bâtiments des communes touchées. Le BRGM a participé aux missions post-sismiques menées sur place à la suite de ces événements et des photos ont été prises des bâtiments endommagés. Ces photos, prises lors des missions réalisées suite au séisme de l’Aquila du 6 mars 2009 (Italie centrale) et de Lorca du 11 mai 2011 (sud de l’Espagne), permettent d’illustrer les dommages estimés par le scénario présenté précédemment. En particulier les endommagements modérés correspondent aux dommages de degrés 1, 2 et 3 observés (Figure 27, Figure 28, Figure 29, Figure 30, Figure 36, Figure 37, Figure 38). Les bâtiments fortement endommagés présentent des dommages de degrés 4 et 5 (Figure 31, Figure 32, Figure 33, Figure 34, Figure 35, Figure 39, Figure 40, Figure 41, Figure 42, Figure 43). 6.2. SEISME DE L’AQUILA DU 6 MARS 2009 (MW=6.3) Les photos présentées ci-dessous ont été prises par le BRGM dans le cadre de la mission post-sismique menée par l’AFPS à L’Aquila. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 47 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 27 - Bâtiment en maçonnerie situé au centre historique de L’Aquila ; niveau de dégâts D2 Figure 28 - Bâtiment R+3 en béton armé, commune de L’Aquila ; niveau de dégâts D2 48 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 29 - Bâtiment en maçonnerie situé à l’entrée du centre historique de L’Aquila ; niveau de dégâts D3 Figure 30 - Bâtiment R+3 en béton armé, commune de L’Aquila ; niveau de dégâts D3 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 49 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 31 - Bâtiment en maçonnerie, Onna ; niveau de dégâts D3-D4 50 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 32 - Bâtiment en maçonnerie, centre historique de L’Aquila ; effondrement partiel de toit – niveau de dégât D4 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 51 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 33 - Résidence universitaire de L’Aquila (BA, R+5) ; effondrement partiel du bâtiment – niveau de dégâts D4-D5 52 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 34 - Destruction des bâtiments en maçonnerie, centre historique de L’Aquila – niveau de dégâts D5 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 53 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 35 - Hôtel Duca degli Abruzzi à L’Aquila (BA) – niveau de dégâts D5 6.3. SEISME DE LORCA DU 11 MAI 2011 (MW=5.1) Les photos présentées ci-dessous ont été prises par le BRGM lors de la mission postsismique menée par l’AFPS suite au séisme de Lorca. 54 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 36 - Fissures du revêtement en briques de la façade de l’école San Fernando à Lorca, dégâts de type D2. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 55 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 37 - Fissure verticale d’un mur d’un bâtiment du centre historique de Lorca. Dégâts de type D3-D2. 56 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 38 - Défaillance d'un mur de revêtement d'un bâtiment en béton armé à Lorca. Dégâts de type D3. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 57 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 39 - Bâtiment en maçonnerie à Lorca. Niveau de dégâts entre D3 et D4. 58 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 40 - Défaillance des panneaux de remplissage et revêtement. Fissuration des cloisons. Poteaux endommagés (poteaux courts). Niveau de dégâts entre D4 et D3. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 59 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 41 - Maison en maçonnerie à Lorca. Effondrement partiel, dégâts de type D4. 60 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 42 - Effondrement d’un bâtiment en béton armé à Lorca, dégâts de type D5. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 61 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Figure 43 - Effondrement d’un bâtiment en adobe à Lorca. Dommages de type D5. 62 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon 7. Conclusion C ette étude a été réalisée dans le cadre d’une convention entre la DREAL Provence-Alpes-Côte d’Azur et le BRGM et visait à estimer les dommages qui seraient générés sur le bâti courant actuel suite à la survenue d’un séisme plausible sur la commune d’Avignon. Les simulations réalisées prennent en compte l’aléa sismique à l’échelle régionale mais aussi locale, via la caractérisation des effets de site lithologiques, ainsi que la vulnérabilité des structures. Ces simulations permettent d’obtenir des résultats exploitables à l’échelle de la commune en matière d’aménagement du territoire communal. - Les zones où les dommages seraient les plus importants sont les quartiers intra et extra-muros proches du cœur historique d’Avignon (0112, 0121, 0132, 0133, 0134) ; le cœur historique proprement dit (îlots 0110 et 0111) serait en revanche moins touché ; - Des dommages modérés sont estimés pour 5 à 45% des bâtiments alors que des dommages forts sont estimés pour 0,5 à 3% des bâtiments ; - L’étude a permis de préciser les zones où l’influence des effets de site d’une part et de la vulnérabilité des structures d’autre part étaient prépondérantes. Les effets de site sont assez généralisés sur la commune. Des effets de site forts sont suspectés dans les zones où des épaisseurs importantes de sédiments quaternaires sont recensées : sur une grande partie de la commune à l’exception du centre-ville historique et à l’Est de la commune ainsi que des zones au Sud-Est. La vulnérabilité la plus importante est relevée dans les quartiers du centre historique situés de part et d’autre des remparts actuels, le cœur historique proprement dit (îlots 0110 et 0111) présentant une vulnérabilité moins grande ; - A l’issue de cette même étude complémentaire de discrimination des résultats, les zones les plus vulnérables de la commune peuvent par ailleurs être cartographiées, ce qui peut être une information importante pour les décideurs ; - Les quartiers où les dommages simulés sont les plus importants sont ainsi les quartiers les plus vulnérables qui sont en plus situés dans des zones où des effets de site importants sont estimés. Ainsi, bien qu’elle soit située dans une zone présentant un niveau d’aléa sismique modéré, la ville d’Avignon présente donc un niveau de risque non négligeable. A titre d’illustration, des photos de bâtiments respectivement modérément et fortement endommagés prises à la suite de séismes récents dans des villes présentant un bâti assez similaire à celui d’Avignon sont présentées. BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 63 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Toutes ces conclusions pourront par ailleurs également être utiles dans le cadre de la déclinaison régionale du Plan Séisme et de l’application de la nouvelle réglementation en matière de risque sismique publiée en octobre 2010. Une restitution des résultats de cette étude est par ailleurs prévue prochainement. 64 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon 8. Bibliographie Grünthal G., Musson R. M. W., Schwarz J., Stucchi M., 1998. European Macroseismic Scale 1998 (EMS98). Cahiers du centre européen de géodynamique et de séismologie, volume 15, Luxembourg Lagomarsino S., Giovinazzi S., (2006) - “Macroseismic and mechanical models for the vulnerability and damage assessment of current buildings”, Bulletin of Earthquake Engineering, 4, pp. 445-463. Rey J., Auclair S., Bès de Berc S., Negulescu C., Vandromme R., Conil P., Rocher P., Dugrillon D., Rivet F., Renault O., Picot J.C., Rouzaire D. (2009). Pré-diagnostic sur les microzonages sismiques pour des communes d’importance variable. Rapport final. BRGM/RP-57129-FR. RISK-UE, 2003. An advanced approach to earthquake risk scenarios with application to different european towns. Projet européen, EVK4-CT-2000-00014. Sedan O., Terrier M., Negulescu C, Winter T., Roullé A., Douglas J., Rohmer J., Bès de Berc S., De Martin F., Arnal C., Dewez T., Fontaine M. (2008) - Scénario départemental de risque sismique- Méthodologie et processus de réalisation. Rapport BRGM/RP-55415-FR, 459p, 96 fig., 45 tabl., 25 annexes BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. 65 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Annexe 1 – Données statistiques sur le bâti collectif et individuel de la commune d’Avignon Distribution en pourcentages des immeubles collectifs en classes de vulnérabilité. Ensemble des immeubles collectifs de la commune Classe de vulnérabilité associée (EMS98) IRIS 0101 0102 0103 0104 0105 0106 0107 0108 0109 0110 0111 0112 0113 0114 0115 0116 0117 0118 0119 0120 0121 0122 0123 0124 0125 0126 0127 0128 0129 0130 0131 0132 0133 0134 0135 0136 Total Part des Nombre logements d’immeubles A/B/C dans le d’habitations avant 1915 collectif collectives 33% B 4% 6 47% 66 12% B 29% 72 10% B 45% 70 9% B 36% B 41% 36 78% 40 0% 33% B 19% 6 89% 3% B* 39 92% 45% B* 248 90% 77% C* 464 95% 81% C* 478 83% 45% B* 393 76% 55% B* 352 63% 15% B 123 57% 94 2% B 40% 48 0% 26% 33 6% B 92% 106 0% 39% 39 0% 13% 4 0% 8% 35% 106 B 94% 75 0% 93% 68 0% 83% 73 7% B 30% 7 0% B 81% 177 1% B 66% 69 0% 78% 152 0% 69% 112 3% B 88% 102 1% B 76% 58 0% 72% 4% 148 B 65% 17% B 135 62% 4% 135 B 57% 7% 168 B 88% 151 1% B 68% 4453 BRGM/RP-59153-FR – Rapport final. 30% B C D E de 1915 à 1948 de 1949 à 1974 de 1975 à 1989 à partir de 1990 0% 6% 3% 1% 19% 3% 50% 31% 13% 7% 9% 25% 18% 28% 20% 0% 3% 0% 8% 75% 28% 7% 1% 7% 0% 6% 12% 0% 4% 0% 2% 40% 21% 32% 32% 1% 17% 50% 71% 83% 28% 60% 0% 28% 15% 8% 6% 17% 13% 31% 70% 0% 0% 97% 51% 25% 54% 92% 97% 79% 43% 91% 81% 86% 84% 97% 98% 41% 48% 56% 58% 96% 50% 23% 11% 3% 3% 13% 17% 21% 23% 6% 3% 9% 10% 16% 6% 98% 79% 3% 10% 0% 7% 0% 1% 7% 57% 2% 6% 14% 8% 1% 0% 9% 10% 4% 4% 3% 0% 9% 6% 4% 14% 25% 0% 18% 3% 2% 1% 5% 4% 11% 1% 2% 12% 0% 31% 0% 3% 1% 0% 0% 0% 0% 1% 0% 1% 1% 0% 5% 4% 3% 1% 0% 14% 43% 9% 3% Classe(s) dominante(s) B/C* C B/C/D/E B/C/D C C B B B/C C C C C C C C C C C C B/C B/C B/C B/C C 67 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Répartition en nombre de bâtiments par classe de vulnérabilité EMS98 utilisée dans le scénario de risque sismique de la ville d’Avignon Nombre de bâtiments par type et classe de vulnérabilité Maison individuelle avant 1948 Habitat collectif de de à 1949 1975 partir à à 1990 1974 1989 de de de à 1915 1949 1975 partir à à à 1990 1948 1974 1989 avant 1915 Classe de vulnérabilité associée (EMS98) ID IRIS IRIS B C B-C C D B C B C D E 0101 BARTHELASSE - PIOT 156 0 145 76 26 2 0 0 1 3 0 0102 MONTFAVET BANLIEUE 252 0 235 167 51 8 0 4 33 15 6 0103 MONTFAVET PERICENTRE 119 0 677 357 273 7 0 2 51 8 4 0104 MONTFAVET CENTRE 126 0 159 318 65 6 0 1 58 2 3 0105 DURANCE - CANTAREL 184 0 148 139 41 13 0 7 10 1 5 0106 DURANCE - BAIGNE PIEDS - HOPITAL 22 0 34 28 22 0 0 1 24 5 10 0107 COURTINE 53 0 16 45 16 2 0 3 0 1 0 0108 LA PIONNE - ZONE D’ECHANGE 36 0 4 9 0 1 0 12 11 8 7 0109 LA BALANCE - RASPAIL 75 0 4 1 0 111 0 33 38 58 8 0110 LA BALANCE - PALAIS DES PAPES 42 97 5 4 7 108 251 32 38 28 7 0111 ZONE PIETONNE 21 48 4 4 0 116 270 43 31 13 5 0112 MAGNANEN - TEINTURIERS 217 0 44 4 12 175 0 98 67 35 18 0113 CARMES - INFIRMIERES - THIERS 320 0 92 26 16 195 0 65 44 34 14 0114 SYNAGOGUE - BONAVENTURE 345 0 115 156 186 18 0 34 38 20 13 0115 SAINT VERAN - MARSILLARGUES 127 0 220 80 51 2 0 19 66 6 1 0116 ROUTE DE MORIERES - REALPANIER 11 0 7 387 219 0 0 0 0 47 1 0117 PONT DES DEUX EAUX 50 0 24 624 259 2 0 1 0 26 4 0118 LA GRANGE D'OREL 0 0 51 18 2 0 0 0 103 3 0 0119 CLOS DE L’EPI - NEUF PEYRES 42 0 202 337 18 0 0 3 20 4 12 68 BRGM/RP-60373-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon 0120 FONTCOUVERTE 28 0 28 4 0 0 0 3 1 0 0 0121 SAINT RUF - TRILLADE SUD 622 0 372 28 7 9 0 30 57 7 3 0122 ROTONDES - BARBIERE 37 0 31 0 1 0 0 5 69 0 1 0123 SAINT CHAMAND 0 0 7 32 8 0 0 1 66 1 0 0124 SAINT GABRIEL - CROIX DE NOVES 39 0 31 94 12 5 0 5 58 5 0 0125 SAINT GABRIEL - CLOS DE LA MURETTE 21 0 164 298 15 0 0 0 3 4 0 0126 CHEVALIER DE FOLARD - SOURCES SUD 114 0 235 29 13 1 0 11 161 4 0 0127 CROIX DES OISEAUX 81 0 245 15 35 0 0 8 56 4 1 0128 ROCADE SUD - CABRIERE 25 0 224 90 30 0 0 0 130 22 0 0129 LOPY - CHEMIN DES DEUX ROUTES 133 0 188 105 18 3 0 5 94 9 1 0130 MONCLAR SUD 30 0 56 9 38 1 0 0 99 1 1 0131 EISENHOWER - SAINT ROCH 11 0 146 60 18 0 0 1 57 0 0 0132 CHAMPFLEURY 355 0 142 13 9 6 0 59 61 14 8 0133 MONCLAR NORD 262 0 89 25 4 23 0 29 65 13 5 0134 SAINT RUF - TRILLADE NORD 434 0 115 10 11 6 0 43 76 6 4 0135 SAINT JEAN - SAINT GENIES 427 0 254 30 56 11 0 53 97 6 1 0136 STUART NILL - MALPEIGNE 57 0 68 57 15 1 0 1 145 4 0 BRGM/RP-59153-FR – Rapport final. 69 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Annexe 2 - Méthodes utilisées pour l’estimation de la vulnérabilité physique des ouvrages Fonctions d’appartenance Les fonctions d’appartenance des six classes de vulnérabilité EMS98 ont une valeur χ = 1 (plausible) et une variation linéaire dans l’intervalle possible, définissant ainsi la transition entre deux classes adjacentes (cf. Figure 44). Figure 44 - Fonctions d’appartenance des différents indices de vulnérabilité. Fonctions de vulnérabilité La méthode RISK-UE de niveau 1 définie des fonctions de vulnérabilité moyenne semi empiriques qui corrèlent le niveau de dommage moyen μD avec l’intensité macrosismique I et l’indice de vulnérabilité Vi. Ces fonctions sont définies pour les valeurs discrètes des matrices de probabilité de dommage (cf. Figure 16). μD est défini comme suit : BRGM/RP-59153-FR – Rapport final. 71 Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon Pour calculer une matrice de probabilité de dommage continue pour chaque classe de vulnérabilité selon la formule une distribution bêta est utilisée : avec : - a, b, t et q : paramètres de distribution - x : variable continue variant entre a et b - Γ : fonction gamma Les paramètres de la distribution bêta sont corrélés avec le niveau de dommage moyen μD comme suit : Le paramètre t affecte une dispersion à la distribution. Si t=8 est utilisé, la distribution bêta est très similaire à une distribution binomiale. Afin d’utiliser la distribution bêta, il est nécessaire de se référer au niveau de dommage D (variable discrète) caractérisé par 5 niveaux de dommage plus le niveau de dommage zéro (i.e. absence de dommage). Il est conseillé d’assigner la valeur 0 au paramètre a et la valeur 6 au paramètre b (Lagomarsino et al. 2006). Echelle de dommages EMS98 Une échelle des dégâts très simple regrouperait tous les dégâts aux bâtiments d’un type particulier indépendamment de la résistance du bâtiment endommagé. A l’autre extrême, une échelle très détaillée peut être imaginée dans laquelle la connaissance des paramètres techniques de bâtiment serait nécessaire pour déterminer le séisme qui a causé les dégâts. La première échelle serait très simple à utiliser mais très imprécise. Au contraire, la deuxième échelle serait précise mais inutilisable dans la pratique. L’Echelle Macrosismique Européenne cherche à présenter un compromis entre ces deux extrêmes. Elle est basée sur une différentiation simple de la résistance des bâtiments aux séismes reliée à la vulnérabilité permettant de différencier la réponse des bâtiments aux agressions sismiques. 72 BRGM/RP-57785-FR – Rapport final. Scénario de dommages de niveau 0 pour le bâti courant sur la commune d’Avignon L’échelle de dégâts EMS98 prend en compte le fait que les différents typologies de structures réagissent de manières différentes vis-à-vis des séismes et présentent des défaillances diverses en proposant des mesures séparées pour les constructions en maçonnerie et les bâtiments en béton armé. Les degrés des dégâts, classés de 1 à 5, représentent également un compromis. Ils ne représentent qu’approximativement l’augmentation de la force de secousse sismique. Il est à noter que dans le cas particulier des structures avec une conception parasismique, la progression des dégâts peut ne pas être linéairement croissante. Ceci peut s’expliquer compte tenu des principes de conception relatifs aux performances des structures calculées aux différents niveaux d’intensité du séisme de dimensionnement. La Figure 45 présente la classification des dégâts selon l’échelle EMS98. Dans la pratique, il n’est cependant pas toujours facile de classifier un bâtiment endommagé dans une seule classe. Figure 45 - Classification des dégâts selon l’Echelle Macrosismique Européenne respectivement pour les structures en maçonnerie et en béton armé. BRGM/RP-59153-FR – Rapport final. 73 Centre scientifique et technique 3, avenue Claude-Guillemin BP 36009 45060 – Orléans Cedex 2 – France Tél. : 02 38 64 34 34 Service géologique régional PACA 117, avenue de Luminy BP 168 13276 Marseille Cedex 09 - France Tél. : 04 91 17 74 77
