Les forces exercées sur un bâtiment

 Lors d'un séisme, les forces qui s'exercent sur les bâtiments sont essentiellement des forces d'inertie. En effet, lors d'un tremblement de terre, une construction subit les accélérations du sol, et ce dans toutes les directions. Or, conformément au principe d'inertie, un corps en état de repos tend à persévérer dans ce même état . Ainsi, lorsque la base des bâtiments (solidaire du sol) subit une accélération, la partie haute de la structure tend à rester immobile. Ce phénomène est à l'origine d'une plus ou moins grande déformation de la structure, pouvant entraîner sa rupture.

 Ces forces sont proportionnelles à la masse des corps affectés, ainsi qu'à la puissance, la violence des accélérations. Ainsi, plus ces forces sont importantes, plus la déformation de la structure est grande et le risque de rupture conséquent.

 

Ce schéma simple illustre parfaitement le phénomène d'inertie à l'origine d'une déformation des structures.

 

 Le but des bâtiments parasismiques est donc de limiter l'impact de ces accélérations en minimisant les déformations (voir normes). Grâce à des structures spécifiques et des matériaux particuliers, les ingénieurs réussissent à solidariser l'ensemble du bâtiments, de la structure. La partie supérieure de l'édifice suit donc plus efficacement les mouvements du sol. Les déformations subies sont donc moins importantes.

Un autre moyen de limiter le phénomène d'accélération est d'abaisser le centre d'inertie du bâtiments. Il faut pour cela descendre les masses les plus importantes de l'édifice. Cet abaissement du centre d'inertie limite ainsi le risque de renversement de la construction.

 

Le phénomène de déformation est cependant variable et dépend la nature de la construction. Ainsi, une tour ne se comportera pas de la même manière qu'une maison. La maison aura en effet tendance à bouge en bloc alors qu'une tour se déformera davantage en ayant des vibrations complexes.

Des constructions de natures différentes ne se comporteront pas de la même manière. (ici dans le cas d'un mouvement horizontal)

 

Les ingénieurs cherchent donc à prévoir les différents modes de déformation en se basant sur plusieurs facteurs, comme la nature des matériaux utilisés (densité et déformabilité en autres), la masse de la structure, ou encore les liaisons entre les différents éléments qui la compose. A partir de ces facteurs, et en ayant préalablement estimer la valeur des accélérations potentielles, on peut calculer la valeur et le type des déformations possibles.

On cherchera donc grâce à ces méthodes à favoriser tout en les limitant les déformations régulières sur l'ensemble de la structure. 

 

Toutes ces méthodes permettent donc de limiter le phénomène sismique et les dommages qu'il engendre. Les architectes, comme nous l'avons vu précédemment, imposent donc dans les régions sujettes au risque sismique certaines règles de prévention, parmi lesquelles entre autres les normes parasismiques.


 

 

 


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