La pratique de l'instrumentation sismologique des bâtiments au Cerema : vers des bâtiments sismologiquement connectés

1118 Dernière modification le 15/10/2019 - 11:55
La pratique de l'instrumentation sismologique des bâtiments au Cerema : vers des bâtiments sismologiquement connectés

L'enregistrement des vibrations dans les bâtiments pour l'analyse de leur comportement dynamique est en fort développement. Dans le cadre de l'équipe-projet de recherche MouvGS, le service Risque Sismique de l'agence de Sophia-Antipolis met en œuvre des méthodes innovantes pour le suivi de la santé des structures.

La principale source de mitigation du risque sismique réside dans la réduction de la vulnérabilité des éléments exposés.

Comprendre la réponse des structures aux séismes est donc essentiel.

Connaître les propriétés dynamiques des structures

Face à des sollicitations cycliques, telles que celles créées par des séismes ou par le vent, le comportement des structures dépend des propriétés dynamiques, c’est-à-dire des fréquences de résonance, de l’amortissement et des déformées modales associées.

Les méthodes d’analyses modales opérationnelles proposent d’utiliser des enregistrements de vibrations ambiantes pour déterminer les caractéristiques dynamiques des structures. Ces méthodes sont particulièrement intéressantes puisqu’elles sont non invasives, ne nécessitent pas de sources actives et peuvent ainsi être appliquées sur une structure en fonctionnement normal.

Les applications de ces méthodes sont multiples :Sismologie

  • Analyse du comportement dynamique et recalage des modèles numériques en particulier dans le cadre des analyses sismiques ;
  • Identification et caractérisation de l’étendue d’un défaut de construction ou d’un endommagement subi par comparaison de la réponse enregistrée sur l’ouvrage avec celle enregistrée sur un ouvrage réputé sain, au sein d’une population d’ouvrages similaires ou comparables ;
  • Suivi pathologique des structures par surveillance de l’évolution de leurs caractéristiques dynamiques vibratoires, ou quantification des dommages subis suite à un événement particulier : choc, vents violents, affouillement d’appuis immergés, séisme... et vérification de la réponse vibratoire réelle enregistrée par rapport à la réponse théorique prévue à la conception.

Une méthode adaptée au suivi des structures

Le service Risque sismique met ainsi en œuvre son parc de stations sismologiques, utilisé dans un premier temps pour des expérimentations sismologiques classiques, pour l'étude de la dynamique des structures.

Il effectue des mesures temporaires mais a également participé à l'instrumentation de la tour Jean Moulin au Centre Administratif des Alpes Maritimes dans le cadre du Réseau accélérométrique permanent (RAP-RESIF).

Les premières analyses ont permis de mettre en avant :

  • l’importance du joint parasismique dans la réponse dynamique de la structure,
  • le comportement des fondations,
  • l’intérêt de l’analyse de la variation des fréquences dans le temps pour caractériser d’éventuels endommagements et
  • la validation de méthodes d’analyse des signaux plus généralement utilisées en sismologie.

Ces résultats pourront être exploités dans le cadre du prochain renforcement parasismique du bâtiment envisagé par le conseil départemental, son propriétaire.

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