Transcript
Page 1: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

MAITRISE DU REGLEMENT

PARASESMIQUE DES OUVRAGES

D’ART

R.P.O.A 2008

Nehaoua Adel Directeur des ressources d’ingenierie

06

/02

/201

5

1

Société des Etudes Techniques Sétif

21 MARS2010

Page 3: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Introduction

PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Le séisme est la principale catastrophe à laquelle est exposée l’Algérie.

De nos jours, la sécurité d’un pays est plus menacée, non plus par des

agressions militaires armées, mais par le danger peut survenir suite à

une catastrophe naturelle à laquelle le pays en question ne peut faire

face et/où suite à une vacance du pouvoir.

06

/02

/201

5

3

Page 4: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

GENERALITES

06

/02

/201

5

4

Page 5: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

06

/02

/201

5

5

LE R ISQUE S ISMIQUE

Page 6: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

06

/02

/201

5

6

REPARTITION DES SEISMES

Page 7: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

06

/02

/201

5

7

LES PLAQUES L ITHOSPHERIQUES

Page 8: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Rides ou rift Zones de subduction

Failles

transformantes

06

/02

/201

5

8

TROIS TYPES DE LIMITE DE PLAQUE

Page 9: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

06

/02

/201

5

9

SÉISMES = RUPTURES = FORMATION DE FAILLES

Page 10: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

06

/02

/201

5

10

TROIS CLASSES DE SÉISMES

en fonction de la profondeur à laquelle ils se produisent:

1. les séismes normaux ou superficiels (profondeur<60 km) =

frontières de plaques divergentes et frontières de plaque

convergentes (fosses océaniques)

2. les séismes intermédiaires (60<profondeur<300 km) = frontières

de plaques convergentes

3. les séismes profonds (jusqu’à 700 km de profondeur) =

frontières de plaques convergentes

Page 11: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Ride ou rift = zone de divergence

06

/02

/201

5

11

SEISMES SUPERFICIELS

Page 12: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

06

/02

/201

5

12

SEISMES INTRAPLAQUES

Page 13: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

06

/02

/201

5

13

LES FRONTIÈRES CONVERGENTES CONCENTRENT

LES TROIS CATÉGORIES DE SÉISMES

Page 14: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

5%

15%

75%

Zones divergentes

Zones convergentes

Zones de décrochement

06

/02

/201

5

14

D ISSIPATION DE L’ÉNERGIE SISMIQUE DE LA PLANÈTE

Page 15: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Un matériau rigide soumis à des contraintes de cisaillement, se déformede manière élastique puis de manière plastique

Au point de rupture, il se rompt

06

/02

/201

5

15

DEFORMATION

Élastique : le matériau reprend

sa forme et son volume lorsque

la contrainte est relâchée

Plastique : le matériau reste

déformé lorsque la contrainte

est relachée

Point de rupture: libération de

l’énergie accumulée lors de la

déformation plastique

Séisme = rupture

Accumulation + Relâchement des contraintes

LES DÉFORMATIONS

Page 16: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

DÉFINITIONS

Foyer ou hypocentre :

L'endroit où démarre la rupture est appelé foyer du séisme ou

hypocentre (0 à 700 km profondeur)

Epicentre :

L'épicentre microsismique est le point de la surface du sol le

plus proche du foyer (latitude, longitude)

L'épicentre macrosismique = lieu de plus forte intensité

ressentie -Peut être différent de l'épicentre réel

06

/02

/201

5

16

Page 17: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

06

/02

/201

5

17

STRUCTURE SISMIQUE

Page 18: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

LES DIFFÉRENTS TYPES D’ONDES (1)

Déclenchement d’un séisme = Propagation d’un

front d'ondes sismiques

Deux types d'ondes :

Ondes de fond qui se propagent à l'intérieur de

la terre (ondes S et ondes P)

Ondes de surface qui se propagent seulement

en surface (ondes de Love et ondes de

Rayleigh)

06

/02

/201

5

18

Page 19: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Ondes P = ondes premières/ondes

de Compression. Dans tous les états

de la matière

Les particules se déplacent selon un

mouvement avant-arrière dans la

direction

de la propagation de l'onde

Ondes S = ondes de cisaillement

seulement dans les solides. Les

particules oscillent dans un plan

vertical, à angle droit par rapport à la

direction de propagation

de l'onde

06

/02

/201

5

19

LES DIFFÉRENTS TYPES D’ONDES (2)ONDES DE FOND

Page 20: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Ondes L (ondes de Love) =

ondes de cisaillement qui

oscillent dans un plan

horizontal

Impriment au sol un

mouvement de vibration

latéral

Les ondes de Rayleigh =

vague les particules du sol

se déplacent selon une

ellipse = vague qui affecte le

sol lors des

grands tremblements de

terre

06

/02

/201

5

20

LES DIFFÉRENTS TYPES D’ONDES (3)ONDES DE SURFACE

Page 21: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Propriété qui permet de localiser un

séisme = Propagation des ondes P

plus rapide que celle des ondes S

Ondes sismiques enregistrées en

plusieurs endroits du globe

Enregistrement par sismomètres

Les vibrations verticales et

horizontales du sol sont

transmises à une aiguille qui les

inscrit sur un cylindre qui tourne à

une vitesse constante

06

/02

/201

5

21

ENREGISTREMENT DU SÉISME (1)

Page 22: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

En un lieu donné, ondes P puis décalage et enregistrement des ondes

S

Exemple: retard de 6 minutes des ondes S par rapport aux ondes P

06

/02

/201

5

22

ENREGISTREMENT DU SÉISME (2)

Page 23: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Les vitesses de propagation des

deux types d'ondes (S et P) dans la

croûte terrestre

établies = courbes étalonnées

Pour une distance entre séisme et

point d’enregistrement de 2000 Km,

l'onde P mettra 4,5 min et l'onde S

mettra 7,5 min = décalage de 3 min

Dans l’exemple, distance

correspondant à un décalage de 6 min

= 5000 Km

06

/02

/201

5

23

Te

ms

de

pro

pa

ga

tion

(min

ute

s)

LES DIFFÉRENTS TYPES D’ONDES (3)

Page 24: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Pour une station:

temps d'arrivée de l'onde P: tp = t0 +

(d/Vp)

temps d'arrivée de l'onde S: ts = t0 +

(d/Vs)

Différence entre les deux relations précédentes

:

ts - tp = d . ( 1/Vs - 1/Vp)

On connaît les vitesses des ondes P et S dans

la croûte et on admet que :

(1/Vs - 1/Vp) = 1/8

D’où : d = 8 * (ts - tp)

On établit des abaques et on obtient

directement d en fonction de (ts - tp)

basée sur la différence de propagation des ondes P et S

06

/02

/201

5

24

LOCALISATION D’ÉPICENTRE

LA MÉTHODE DES CERCLES

Page 25: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Le séisme se trouve sur le périmètre d’un

cercle de rayon d1 centré sur une première

station d’enregistrement

d1

Avec une seconde station, on détermine la

distance (d2) séparant cette station de

l’épicentre du séisme

Les deux points d’intersection des deux

cercles définissent les deux localisations

possibles de l’épicentre du séisme

enregistré

Avec une troisième station, détermination de

la distance (d3) séparant cette station de

l’épicentre du séisme

Un seul point d ’intersection possible entre

les trois cercles définit la position précise

de l ’épicentre du séisme enregistré

d1

d2

d3

d2

d1

06

/02

/201

5

25

LOCALISATION D’ÉPICENTRE

LA TRIANGULATION

Page 26: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

EFFET DES ONDES SUR LES CONSTRUCTIONS0

6/0

2/2

01

5

26

Ondes L et R

gamme des "basses fréquences » (< à 1 hertz)

nocives pour les bâtiments élevés

- destructrices à des distances plus grandes que les ondes P et S (quelques dizaines de kilomètres)

Ondes P et S

gamme des "hautes fréquences » (> à 1 hertz)

- dangereuses pour diverses catégories de bâtiments bas

Page 27: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

LA MAGNITUDE

Energie développée au foyer du séisme

La magnitude est mesurée par le logarithme de

l’amplitude maximale des ondes, mesurée en

microns, à partir d’un sismomètre placé à une

distance d’environ 100 km par rapport à l’épicentre

M = log A/T + F()

A amplitude en microns

T période en secondes

F() terme empirique = amortissement du signal sismique en fonction de la distance et de la profondeur

06

/02

/201

5

27

Page 28: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

ECHELLE DE R ICHTER INSTAURÉE EN 1935

Calculée à partir de la quantité d'énergie dégagée au foyer

Fournit la magnitude (M) d'un séisme: log (E) = 11,4 + 1,5M

Un séisme de magnitude 8,5 est 100 millions de fois plus fort qu’un séisme de magnitude 3

Valeur objective = une seule valeur pour un séisme donné

A ce jour, plus fort séisme = 9,5 sur l'échelle de Richter (Chili).

Depuis janvier 2000, nouvelle échelle adoptée par les pays européens :

EMS 98 (European Macroseismic Scale 1998)

06

/02

/201

5

28

Page 29: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

06

/02

/201

5

29

ECHELLE DE R ICHTER

Page 30: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

L’ INTENSITÉ

Plusieurs échelles pour évaluer l’intensité des tremblements de terre

1. Echelle de Mercalli développée en 1902 et modifiée en 1956

2. Echelle MSK (Medvedev, Sponheuer et Karnik, 1964)

Ces deux échelles comportent douze degrés notés généralement en chiffres romains de I à XII

Intensité déterminée par:

-Ampleur des dégâts causés par un séisme

-perception de la population varient en fonction de la distance à l'épicentre.

Echelle subjective

Echelle variable géographiquement

06

/02

/201

5

30

Page 31: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Perception à l’intérieur

Enregistrement par les sismomètres

Perception à l’extérieur

Quelques dommages

Dommages légers aux

« bonnes constructions »

destruction des « mauvaises »

Dommages considérables

Modification des paysages

06

/02

/201

5

31

ECHELLE DE MERCALLI

Page 32: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

06

/02

/201

5

32

LES SÉISMES ENTRE 1990 ET 2001

Page 33: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

UN RISQUE MAJEUR0

6/0

2/2

01

5

33

Conséquences secondaires:

• Glissements de terrains,

éboulements

• Incendies

• Tsunamis

1436 Naples-Brindisi Italie 30 000 morts

1531 Lisbonne Portugal 30 000 morts

1693 Catane Italie 60 000 morts

1737 Calcutta Inde ~50 000 morts

1797 Quito Equateur 40 000 morts

1906 San Francisco Etats-Unis 700 morts

1908 Messine Italie 65 000 morts

1920 Ganzu (ou

Kan-sou)Chine 180 000 morts

1923 Tokyo Japon 143 000 morts

1976 Tangshan Chine 800 000 morts

1980 El-Asnam Algérie 3 500 morts

1985 Mexico Mexique 20 000 morts

1995 Kobe Japon 5 000 morts

1999 Izmit Turquie 20 000 morts

Page 34: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

• Enjeux : hommes, centres de vie, environnement

• Destruction des biens (habitations,

infrastructures…)

• Pertes humaines (morts, blessés…)

• Impacts environnementaux (glissement de

terrain, pollution…)

• Aléa : probabilité du séisme

Risque

06

/02

/201

5

34

ALÉAS ET ENJEUX SISMIQUES

Page 35: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Nature du sous sol (amplifications des ondes)

Instabilité des versants (réaction en chaîne)

Types de bâtiments ou ouvrages

Topographie

06

/02

/201

5

35

ETUDE DES « EFFETS DE SITE » :

Page 36: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

SISMICITÉ DE L’ALGÉRIE

L’Algérie est connue pour être le siège d’une sismicité

importante caractérisée par des séismes modérés parfois

violents comme ceux d’Alger de 1365, 1716, Oran 1790, Blida

1825, Orléanville 1954, El Asnam 1980, Constantine 1985,

Tipasa 1989, Mascara 1994, Ain Temouchent 1999 et

Zemmouri 2003.

Cette sismicité concerne essentiellement la partie tellien

compris entre l’Atlas Saharien et le littoral méditerranéen.

Cette sismicité est associée à la collision entre les deux

plaques tectoniques Afrique et Eurasie. Les séismes se

produisent en général au niveau de la frontière entre plaques.

Pour notre cas la frontière qui sépare l’Afrique de l’Eurasie

traverse l’Algérie d’Ouest en Est et c’est le long de cette

frontière que les séismes algériens se produisent.

06

/02

/201

5

36

Page 37: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Distribution des séismes dans la région Méditerranéenne

SISMICITÉ DE L’ALGÉRIE0

6/0

2/2

01

5

37

Page 38: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

PRINCIPAUX SÉISMES CONNUS EN ALGÉRIE

Localité Date Magnitude ou

Intensité

Dégâts

Alger 03/01/1365 Fort Plusieurs victimes, avec 100 répliques dans la

même nuit

Alger - Mitidja 03/02/1716 X 20000 morts Alger détruite

Oran 09/10/1790 IX-X 2000 morts ressenti à Malte

Blida 02/03/1825 X 7000 morts destruction de Blida peu de dégâts

à Alger

Jijel 22/08/1856 X Raz de Marée le long du littoral d’Alger à

Annaba.

Orléanville 09/09/1954 6.7 1243 morts et 20000 habitations détruites

M’Sila 12/02/1946 5.6 264 morts et 1000 maisons détruites

El Asnam 10/10/1980 7.3 2633 morts, 8369 blessés, 348 Disparus, des milliers

sinistrés

Mascara 18/08/1994 5.7 171 morts et plusieurs habitations détruites

Ain Temouchent 22/12/1999 5.7 28 morts et plusieurs habitations détruites

Zemmouri 21/05/2003 6.8 Plus de 2200 morts et des milliers de personnes

sinistrées

06/02/2015 38

Sismicité de l’Algérie

Page 39: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

GÉODYNAMIQUE DU BASSIN MÉDITERRANÉEN: LA COLLISION ENTRE LES PLAQUES AFRICAINE ET EURASIENNE EST RESPONSABLE

DE LA SURVENANCE DES SÉISMES LE LONG DE LA FRONTIÈRE

06

/02

/201

5

39

Page 40: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

ALÉA ET RISQUE SISMIQUE EN ALGÉRIE DU NORD

L’aléa est une notion relative à l’aspect géologique et

tectonique, c’est ce qui existe dans la nature (failles, plis,

bassins sédimentaires, terrains glissants ou liquéfiables).

Concernant ce paramètre on ne peut que l’évaluer par des

études détaillées. On ne peut ni le changer ni le modifier.

Le risque sismique par contre est un paramètre que l’on

peut calculer et nous pouvons le réduire.

Un facteur déterminant dans la prévention contre les

séismes c’est la vulnérabilité. Pour ce paramètre, nous

avons d’une part la vulnérabilité du bâti et d’autre part la

vulnérabilité des personnes.

06

/02

/201

5

40

Page 41: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Le risque sismique est une fonction qui met en jeu trois paramètres :l’aléa sismique, la vulnérabilité et la préparation qu’ont les pouvoirpublique à l’intervention, qui sont liés par une fonction très simple :

Risque = ( Aléa * Vulnérabilité ) / préparation à l’intervention

Dans cette équation, l’aléa est le seul paramètre fixe que l’on ne peutpas changer.

La vulnérabilité des personnes peut être modifiée par la formation etl’information.

Celle relative au bâti peut être aussi modifiée par le diagnosticcorrect et sérieux et par le confortement, quand celui-ci est possible,des structures vulnérables. Celles qui ne peuvent subir deconfortement doivent être détruites et remplacées par d’autres moinsvulnérables.

Le troisième facteur concerne la préparation à l’intervention; plusl’intervention est rapide et efficace, moins le bilan est important.

06

/02

/201

5

41

ALÉA ET RISQUE SISMIQUE EN ALGÉRIE DU NORD

Page 42: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

06/02/2015 42

LA SISMICITÉ EN ALGÉRIE 1716-1975

Page 43: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

Tlemcen

Saida

Beni-Saf

Oran

Mascara

Relizane

Tiaret Ain-Oussara

Chlef

Cherchell

Blida

Alger

Tizi-Ouzou

Sour-el-Ghouzlan

Boussaada

Bejaia

Setif

Batna

Constantine

Jijel

Collo

Guelma

Annaba

Tebessa

Mer Mediterranée

X IX VIII VII VI < V

Carte des Intensites Maximales Obsérvées (IMO)

de 1716-2003Mise à jour Janvier 2006 (A. Ayadi)

Ain-Temouchent

06

/02

/201

5

43

LA SISMICITÉ EN ALGÉRIE 1716-2003

Page 44: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

CONTEXTE TECTONIQUE DE LA RÉGION D’ALGER ET

RISQUE SISMIQUE

Des failles sont présentes dans le bassin de laMitidja et il faut prendre les dispositions quis’imposent pour en éviter une probablecatastrophe.

Des failles marines peuvent exister maisactuellement il y a très peu d’information sur cemilieu. Des études précises doivent êtres faitespour mettre en évidence l’existence en mer defailles actives et préciser le type et mode derupture.

06

/02

/201

5

44

Page 45: PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART

D’EL ASNAM 1980 À ZEMMOURI 2003 ÉTAT DE LA PRÉVENTION

SISMIQUE

Le séisme d’El Asnam est le plus violent séisme qu’a connul’Algérie depuis le début du XX siècle. Les pertes occasionnéesont étaient nombreuses et lourdes. Depuis le séisme d’El Asnam1980, des rapports ont été établis, des recommandations ont étéfaites mais hélas en 2003 le séisme de Zemmouri est venu nousrappeler que nous n’avons pas bien capitalisé l’expérience d’ElAsnam.

En 1980, nous avons eu 2633 morts et des milliers de blessés

En 2003 à Zemmouri nous avons eu 2278 et des milliers deblessés.

La différence entre les deux séismes c’est que celui d’El Asnam(M=7.3) été plus fort que celui de Zemmouri (M=6.8) mais lesdégâts sont comparables. Ceci nous montre bien que nous avonsvite oublié ce qui c’est passé à El Asnam pour reproduire lesmêmes erreurs à Zemmouri.

06

/02

/201

5

45


Recommended