Résilience aux tremblements de terre : vers des bâtiments plus sûrs

Largement utilisés dans les bâtiments modernes en béton armé du monde entier, les éléments de remplissage en maçonnerie ont une influence cruciale sur le comportement général d’une structure soumise à une charge sismique. Comme la performance médiocre de certains bâtiments lors de tremblements de terre récents l’a cruellement démontré, ces panneaux construits entre les colonnes et les poutres du cadre structurel d’un bâtiment peuvent induire plusieurs effets dangereux, comme l’effondrement hors plan. Pourtant, les méthodes actuelles d’évaluation des risques sismiques ne les prennent que rarement en compte. Afin d’y remédier, le Dr Maria Teresa De Risi entend développer une technique de modélisation fiable permettant d’évaluer la performance sismique des bâtiments à structure en béton armé avec remplissage en maçonnerie. Le principal objectif de sa recherche est double : guider les concepteurs du futur en matière d’évaluation et de renforcement des bâtiments existants et de conception de nouvelles constructions, et faciliter l’évaluation des pertes attendues dans le cadre d’un scénario de tremblement de terre donné.

Alors que le cadre structurel assure la fonction portante, les murs de remplissage, eux, servent essentiellement à séparer l’espace intérieur et extérieur. « Étant donné que les éléments de remplissage sont considérés comme des éléments de séparation, leur contribution est généralement négligée dans les analyses structurelles courantes », remarque le Dr Maria Teresa de Risi, chercheuse post-doctorale en risques sismiques. « Et ce, en dépit du fait qu’ils peuvent jouer un rôle crucial dans des mécanismes tels que l’effondrement des bâtiments, la réduction des périodes de vibration, les éventuels renversements hors plan ou mécanismes de rupture fragile induits dans les jointures et les colonnes, par exemple. » « Il existe certains modèles sismiques dans la littérature qui rendent compte d’éléments de remplissage en maçonnerie dans le contexte de bâtiments en béton, mais la majorité est étalonnée sur un très petit nombre d’expériences. » Le projet de la chercheuse vise à combler cette lacune.

Contribuer à construire des bâtiments plus sûrs et à améliorer les bâtiments existants

Les missions préalables du projet consisteront en une série d’expériences. La première séquence portera sur l’analyse des données expérimentales existantes, issues des essais en laboratoire sur les dégâts dus à des tremblements de terre, parmi lesquels le tremblement de terre de L’Aquila en 2009. La seconde série portera sur de nouveaux tests expérimentaux des types de remplissages existants et futurs dans les bâtiments en béton armé. Une fois ces étapes franchies, les deux objectifs ultimes du projet sont de proposer une approche de modélisation fiable afin d’évaluer la vulnérabilité des bâtiments en béton armé existants et nouveaux, et d’étudier et de proposer de nouvelles stratégies de construction et de modernisation pour limiter les dégâts.

« Les bâtiments en béton armé sont particulièrement courants dans les régions d’activité sismique. Il est donc crucial de proposer des connaissances aussi complètes que possible de tous les aspects de vulnérabilité de ces structures », souligne le Dr Maria Teresa De Risi. « En raison de l’hétérogénéité de la typologie des éléments de remplissage et du grand nombre de problèmes de modélisation avec lesquels composer,le cheminà parcourir pour parvenir à une évaluation correcte de leur performance est encore long », reconnaît-elle. Son projet se propose d’effectuer un grand pas en avant pour atteindre cet objectif.