Génie parasismique/Représentation des actions sismiques

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Détermination de l'accélération de calcul

Les différentes classes de sol

Lors d'une secousse sismique, les ondes sismiques générées par les chocs se propagent dans le sol avec une vitesse et une atténuation variable dépendant de la nature des sols rencontrés et de la fréquence desdites ondes. À l'arrivée les accélérations engendrées dans le terrain d'implantation de la structure sont plus ou moins fortes selon leurs fréquences d'oscillation.

Les classes de sol standards sont repérées par une lettre:

Classe de sol	Description
A	Sol rocheux potentiellement recouverts d'autres matériaux sur moins de 5 mètres.
B	Sables, graviers, et/ou argiles consolidés sur plusieurs dizaines de mètres et dont la résistance augmente avec la profondeur.
C	Sables, graviers, et/ou argiles de densité moyenne sur quelques dizaines, voire centaines de mètres.
D	Sols sans cohésion de densité faible à moyenne, ou bien sols cohérents de consistance molle à ferme.
E	Sols composés d'alluvions entrants dans les critères de sol de classe C ou D sur 5 à 20 mètres en surface, reposant sur une couche de sol de class A.

L'accélération maximale de référence

Elle se note $a_{gR}$ et se mesure en $m.s^{2}$. L'accélération maximale de référence s'entend horizontalement uniquement. On ne prend pas en compte la composante verticale de l'accélération. Elle dépend de la zone sismique dans laquelle se situe le terrain d'implantation de la structure étudiée. En France, les zones sismiques et l'accélération maximale de référence sont définies par voies d'arrêté. Ailleurs, à défaut de disposer de cette information, on peut tout aussi bien utiliser une carte du risque sismique représentant les niveaux d'accélération maximale du sol (Peak Ground Acceleration en anglais) qui ont une chance sur 10 d’être dépassés sur une période de 50 ans. Au delà de l'ennoncé rébarbatif qui précède, il s'agit en fait de cartes tout à fait standards.

Les différentes classes d'importance des bâtiments

Pour bien saisir cette notion, il est nécessaire de comprendre que l'étude des phénomènes sismiques et du comportement des structures n’est pas une science exacte. Il n’est pas possible de tout modéliser dans le détails. De plus l'objectif du génie parasismique n’est pas de garantir l'indestructibilité des bâtiments, mais plutôt de s'assurer que pour un séisme donné, un nombre "acceptable" (au sens de la communauté: une région, un pays) de structures s'effondreront. On le voit bien ici, c’est donc une approche purement statistique qui est proposée dans ce cours et c’est aussi celle qui est retenue dans les différentes normes internationales. Tout ceci abouti au fait que l’on va pouvoir utiliser des modèles simples en y introduisant des coefficients de sécurité. La classe d'importance des bâtiments en est un. Il en existe quatre repérées par un chiffre romain et associées à un coefficient d'importance sans dimension que l’on note $\gamma _{I}$.

Classe d'importance	Coefficient d'importance $\gamma _{I}$	Description
I	0,8	Bâtiments de faible importance pour la sécurité des personnes s'ils venaient à s'effondrer. Par exemple: entrepôts de matières non-dangereuses, hanguars,...
II	1	Tout bâtiment n'appartenant à aucune des autres classes. Par exemple: maisons individuelles...
III	1,2	Bâtiments d'importance, notamment du fait des concentrations de personnes pouvant s'y trouver. Par exemple: écoles, cinémas, salles de spectacle...
IV	1,4	Bâtiments vitaux eût égard à la sécurité des personnes du fait des conséquences désastreuses de leur effondrement. Par exemple: hôpitaux, casernes de pompiers, centrales électriques...

L'accélération de calcul

L'accélération retenue pour les calculs, notée $a_{g}$, se détermine à partir de l'accélération maximale de référence et de la classe d'importance du bâtiment par la formule suivante:
$a_{g}=\gamma _{I}\cdot a_{gR}$