Lorsqu’un événement sismique extrêmecomme cela s’est produit par exemple début 2024 au Japon, nous repensons à quel point nos maisons sont soumises à risque de s’effondrer sous les effets d’un tremblement de terre.
Les ingénieurs disposent aujourd’hui de moyens puissants simulation prévoir raisonnablement le réponse sismique attendue d’un immeuble. Dans le domaine technique, la caractérisation s’effectue par la quantification numérique de ce que l’on appelle indice de risqueun paramètre récapitulatif qui compare la performance sismique attendue avec celle que devrait avoir le même bâtiment s’il était conçu aujourd’hui. Mais comment cet indice est-il calculé et comment cet indice peut-il guider les stratégies d’atténuation des risques sismiques ?
De quoi dépend l’indice de risque sismique ?
L’indice de risque il doit être défini à partir de données d’entrée claires, que l’ingénieur utilise pour créer un modèle mathématique de la structure considérée, ainsi que pour la gestion efficace des résultats obtenus à partir de l’analyse. Les trois principaux paramètres à prendre en considération sont les emplacement du bâtimentle utiliser la classe et le vulnérabilité structurelle.
Vous devez d’abord définir complètement le site où se trouve le bâtiment et quelles sont les caractéristiques des sols de fondation de celui-ci. En fait, chaque site a une date risque sismique, qui dépend uniquement du site de référence. Aujourd’hui, les cartes des risques sismiques sont si détaillées qu’elles fournissent des informations actuelles sur l’ensemble du territoire italien, permettant ainsi une comparaison des risques sismiques. à l’échelle municipale.
Deuxièmement, il est nécessaire de définir pleinement l’usage qui est fait du bâtiment, c’est-à-dire la définition du utiliser la classe. Pour un même site, des ouvrages de classes d’usage différentes contribuent à la définition d’un risque sismique différent, en tant que deuxième ingrédient fondamental, dit exposition. Par exemple, un hôpital est beaucoup plus exposé et aura donc un risque sismique attendu plus élevé pour le même chantier de construction.
S’il n’est pas possible d’intervenir de quelque manière que ce soit sur ces deux premiers macro-paramètres, le troisième et dernier paramètre représente l’évaluation proprement dite effectuée par l’ingénieur en structure. Il s’agit du vulnérabilité structurelle, c’est-à-dire la mesure réelle de la performance sismique attendue. Cela varie d’une structure à l’autre et dépend également de son état de conservation.
Comment utiliser l’indice de risque sismique
En définissant ces trois macro-paramètres, il est possible de définir complètement l’ampleur de l’événement sismique qui provoquera la « crise » de la structure, grâce aux évaluations techniques effectuées par l’ingénieur. Par « crise », nous entendons l’identification d’un phénomène physique auquel est classiquement attribuée la perte de fonctionnalité structurelle du bâtimentmême si celui-ci continue de conserver sa robustesse suffisante pour le maintenir loin d’un véritable effondrement.
Ces données doivent ensuite être comparées avec les objectif de performance de la structure (dans laquelle, essentiellement, ne permettent aucune crise). C’est-à-dire que l’entité de l’événement sismique qui provoque la crise de la structure existante est comparée à l’entité de l’événement sismique pour lequel (après quoi) la crise est attendue et acceptée, selon ce qui est actuellement réglementé.
Il s’agit essentiellement d’une relation entre l’accélération sismique du sol provoquant l’effondrement du bâtiment existant et celui qui aurait dû provoquer une telle crise pour une nouvelle construction. Le rapport entre ces deux valeurs d’accélération devient un indice de pourcentage, car il représente une mesure de l’accélération que je peux réellement tolérer.
Les valeurs de l’indice de risque en Italie
La valeur que prend l’indice de risque, tel qu’il a été défini, varie entre 0% et 100%. Au-dessus de 100%, il est certifié que la structure est capable de contrecarrer sans problème toute l’action sismique de conception, c’est pourquoi on dit la même chose. sismiquement adéquat. Sinon, on en parle structure non sismiquement adéquate et le niveau de pourcentage estimé offre une jugement objectif sur la capacité sismique du bâtiment analysé.
Pour les structures existantes construites dans les années 1960 – une partie importante du parc immobilier italien – les indices de risque sont estimés en moyenne de l’ordre de 20%-40%aussi bien pour les maçonneries porteuses que pour les structures en béton armé. Il est difficile de trouver des structures existantes en Italie capables d’avoir un indice de risque de 100%également parce que la réglementation sismique a connu une évolution importante, surtout au cours des 20 dernières années, et que de nombreuses déficiences structurelles observées sont précisément liées à une augmentation des actions sismiques des projets (comme si le dénominateur de l’indice de risque augmentait, en fait).
Comment estimer la vulnérabilité structurelle
L’estimation de la vulnérabilité structurelle réelle est la point crucial de la définition des performances sismiques attendues. C’est le travail de l’ingénieur en structure. Grâce au niveau d’analyse approfondie, il est possible d’obtenir des indices de risque qui varient de valeurs très faibles, voire nulles dans certains cas, jusqu’à des valeurs de l’ordre des nombres évoqués ci-dessus. Qu’est-ce qui fait la différence ?
La structure à analyser nécessite quelques enquêtes préliminaires qui caractérisent un niveau adéquat de connaissances préliminaires. Essentiellement, l’ingénieur doit savoir comment cette structure est réalisée, quelle est la technologie de construction et quels sont les matériaux de structure utilisés. De plus, il doit avoir une bonne connaissance de la résistance de ces matériaux : il faudra donc procéder avec l’aide de laboratoires spécialisés pour poursuivre les recherches appropriées. investigations cognitives du bâtiment. Le niveau de profondeur des enquêtes affecte le degré de sécurité qui sera constaté lors de la phase d’analyse, comme la réglementation en vigueur ils punissent explicitement (par une plus grande sévérité dans les coefficients de sécurité) des évaluations qui ont un niveau de connaissance réduit au départ.
Le deuxième élément fondamental pour une estimation réaliste de l’indice de risque est la construction d’un indice de risque approprié. modèle mathématique de la structure, ainsi que l’utilisation d’un niveau d’analyse adéquat. La réponse structurelle aux actions sismiques nécessite des connaissances approfondies de la part de l’évaluateur, mais la réglementation actuelle autorise l’utilisation de niveaux de détail et d’analyse de difficulté croissante, pour lesquels des modèles et des méthodes d’analyse plus simples peuvent généralement également être utilisés : vous payez engagement dans l’estimation de l’indice de risque, qui sera nécessairement sous-estimé avec l’utilisation d’outils et d’analyses plus conservateurs.