Architecture●●●●●Difficulty 5 of 5

Comment des patins en caoutchouc peuvent-ils protéger un bâtiment d'un séisme ?

Lors du séisme de Northridge en 1994, onze hôpitaux de Los Angeles ont été fermés en tout ou en partie. Un seul est resté ouvert, parce qu'il n'était pas solidement fixé au sol.

▶ Lancer l'histoire

Des patins en caoutchouc protègent un bâtiment en changeant le rythme auquel il oscille. Toute structure a une période propre, la durée d'un aller-retour de balancement. Les bâtiments bas oscillent en moins d'une seconde, et c'est justement là que les secousses de nombreux séismes sont les plus fortes. Pose le bâtiment sur des appuis souples et sa période s'allonge : il se balance lentement pendant que le sol tressaute rapidement sous lui. Le bâtiment « ressent » beaucoup moins le séisme.

Base fixe ou base isolée

Base fixe

  • Période propre courte, moins d'une seconde
  • Là où de nombreux séismes secouent le plus fort
  • Conçu pour être endommagé sans s'effondrer

Base isolée

  • Période allongée par des appuis souples
  • Le bâtiment oscille lentement, son contenu est protégé
  • Exige un fossé, de l'amortissement et un réglage soigné

La preuve est venue de Los Angeles en 1994. Après le séisme de Northridge, onze hôpitaux de la région ont été fermés en tout ou en partie. L'hôpital universitaire de l'USC, construit trois ans plus tôt sur des fondations isolées, est resté ouvert : les patients ont senti un doux balancement plutôt que de violentes secousses, et l'hôpital a pu accueillir de nouveaux malades. Les bâtiments ordinaires sont seulement conçus pour ne pas s'effondrer ; ils ont le droit d'être endommagés. Pour un hôpital, ce n'est pas suffisant.

Les appuis modernes empilent du caoutchouc entre des plaques d'acier : souples sur les côtés, mais rigides sous le poids du bâtiment, souvent avec un noyau de plomb qui absorbe l'énergie pour que le bâtiment ne continue pas à résonner comme une cloche. L'idée est ancienne : le tombeau de Cyrus le Grand, vers 550 av. J.-C., reposait sur une fondation conçue pour glisser. Mais l'isolation n'est pas une protection absolue. Les bâtiments ont besoin de place pour bouger, et si le sol lui-même oscille lentement, comme l'ancien lac de Mexico en 1985, un bâtiment isolé mal réglé pourrait se balancer encore plus fort.

Quiz

0/3

  1. 1.Pourquoi allonger la période propre d'un bâtiment réduit-il les efforts dus au séisme ?
  2. 2.Pourquoi les isolateurs comportent-ils en général un amortissement, comme un noyau de plomb ?
  3. 3.Que révèle le séisme de Mexico de 1985 sur les limites de l'isolation sismique ?

Récap

L'isolation allonge la période propre du bâtiment, loin des secousses les plus fortes, avec de l'amortissement pour absorber l'énergie, mais elle ne rend pas invulnérable.

Le fait surprenant · À Mexico en 1985, les immeubles de six à quinze étages ont souffert parce qu'ils oscillaient au même rythme de 2,5 secondes que l'ancien lac.

Sources (4)

Pas de source, pas d'affirmation. Chacun des 37 faits de cette leçon renvoie à au moins une de ces sources.

  1. [1]Seismic base isolation · Wikipedia
  2. [2]Earthquake-Proof Foundations · Practical Engineering
  3. [3]1985 Mexico City earthquake · Wikipedia
  4. [4]Earthquake engineering · Wikipedia
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