[PGRN] [Programme de recherche départemental]

Projet CG38 - PGRN piloté par le LGIT

Titre du projet

Vulnérabilité sismique de certains bâtiments dans l'agglomération grenobloise : études préliminaires
[ article Farsi & Bard 2003 pdf ]

Type d'aléa
Risque sismique
Année

1996

Mots-clés
Risque sismique - Vulnérabilité du bâti - Fréquences propres - Bruit de fond - Fonctions de transfert - Interaction sol-structure
Champs disciplinaires
Sismologie, géotechnique, dynamique des structures


1) Organismes et auteurs


Organisme pilote
LGIT
Organisme(s) associé(s)
*
Coordonnateur
Pierre-Yves BARD (LGIT / LCPC)
Participants
Mohammed FARSI (LGIT / Centre Génie Sismique Alger)


2) Contexte du projet


Site(s) d'étude
Vieux quartiers grenoblois Saint-Laurent, Très-Cloîtres, résidence Condillac du campus de Saint-Martin d’Hères, HLM (Hoche et l’Arlequin…), tour Vercors (Ile Verte).
Contexte de l'étude
Ce projet s’inscrit dans le cadre de la thèse de Mohammed Farsi.
Programme plus vaste
*
Initiation du projet
Projet initié par le PGRN
Montant du financement (k€)
6,098 k€ (40 kF)
Part du CG38 - PGRN
100 %
(Co)-Financements
*
Appréciation du rôle du financement CG38 - PGRN
Ces crédits ont financé les mesures sur Grenoble, permettant de lancer la problématique de recherche.


3) Objectifs, méthodes et résultats

Objectifs
Proposer des techniques de diagnostic de vulnérabilité et de risque sismique.

Etude comparative de différentes méthodes d’estimation de la vulnérabilité sismique pour certains bâtiments, couplée à des mesures in situ destinées à tester les formules des recommandations AFPS90 et à déterminer si le mouvement des grands immeubles influe sur le mouvement du sol.

Méthodologie
Etudes méthodologiques sur la vulnérabilité du bâti existant :
- méthode des matrices de vulnérabilité ;
- méthode de l’indice de vulnérabilité ;
- dimensionnement parasismique simple a posteriori (estimation des niveaux de sollicitation auxquels le bâtiment peut résister).

Mesures de fréquences propres de vibrations à partir du bruit de fond sismique en étage et au rez-de-chaussée sur près de 50 immeubles.

Mesure du bruit de fond au rez-de-chaussée et analyse de son contenu spectral en relation avec les fréquences propres du bâtiment.

Résultats
Estimation des périodes propres des immeubles pour quelques dizaines de bâtiments HLM de l’agglomération grenobloise, ainsi que des fonctions de transfert sol - toit.

Prédiction d’un taux moyen d’endommagement de 20 à 50% pour les bâtiments en maçonnerie et de 7 à 15% pour le béton armé en cas de séisme « réglementaire » d’intensité VIII (à multiplier par 2 pour un séisme d’intensité IX).

Recommandation de la méthode de mesure de la fréquence propre d’un bâtiment (simple, fiable et économique).

Mise en évidence d’une interaction sol-structure significative tendant à confirmer l’hypothèse selon laquelle le mouvement des grosses structures peut modifier le mouvement du sol.



4) Débouchés du projet

Utilisateurs finaux potentiels
Chercheurs en sismologie (LGIT…), concepteurs en génie parasismique (AFPS…) et gestionnaires du risque : OPALE et OPAC38
Production scientifique
- Méthodologie innovante
- Production de connaissances locales / régionales
- Production de connaissances théoriques
- Production de connaissances pratiques / opérationnelles
Produits délivrables
- Méthodologie d'évaluation préliminaire de la vulnérabilité du bâti existant

- Données sur la vulnérabilité aux séismes de bâtiments de l'agglomération grenobloise
Partenariats
*
Retombées du projet

Ce projet a permis de poser la « première brique » de la méthode.

Perspective : vérification de la possibilité offerte par les « fonctions de transfert bruit de fond » (FTBF) de tirer des informations sur le comportement dynamique des structures à partir de la comparaison d’enregistrements de bruit de fond réalisés simultanément au dernier étage et au rez-de-chaussée ou au sol : comparaison entre les fonctions de transfert réelles (mesurées sous séisme) et ces « FTBF » (objet de l’étude suivante en 1997-1998, cf. projet PGRN 1997 de P.-Y. Bard).

La poursuite de ce projet en 1997 a débouché sur le projet ACI « Catastrophes Naturelles » (2001-2004).

Bourse doctorale LCPC (1997-2000) pour approfondir le sujet (thèse de Ph. Guéguen).



5) Valorisation du projet

Publications et communications

Publications directement associées :

1. Farsi M. et Bard P.-Y., 1997. Estimation des périodes propres de bâtiments et vulnérabilité du bâti existant dans l’agglomération de Grenoble (France), « Journal of Earthquake Engineering ».

2. Farsi M., Bard P.-Y. (2003) Estimation des périodes propres de bâtiments et vulnérabilité du bâti existant dans l'agglomération de Grenoble, Revue Française de Génie Civil, vol. 8, n°2/3, pp.149-179. [ pdf ]

3. Farsi, M. and P.-Y. Bard, 1998. Estimation of building periods and vulnerability in the urban area of Grenoble (France), Proceedings of the XIth European Conference on Earthquake Engineering, Paris, September 6-11, (Bisch, Labbé & Pecker, editors), Theme T7, 1998, Balkema.

4. M. Farsi (1993 - 1996) : Identification du comportement dynamique de diverses structures de génie civil par analyse d'enregistrements vibratoires. Vulnérabilité du bâti existant. Thèse de l’Université Joseph Fourier, 194 pages + annexes.

Conséquences plus lointaines :

1. François Dunand : Pertinence du bruit de fond sismique pour la caractérisation dynamique et l'aide au diagnostic de structures de génie civil. Thèse UJF, Financement Véritas / CNRS (contrat Cifre), soutenue le 28 janvier 2005.

2. Dunand, F., P.Y. Bard, J.L. Chatelain, Ph. Guéguen, T. Vassail, M.N. Farsi, 2002. Damping and frequency from randomdec method applied to in situ measurements of ambient vibrations. Evidence for effective soil structure interaction. Proceedings of the XIIth European Conference on Earthquake Engineering, London, September 10-14, (Elsevier Svience Ltd), Paper 869.

3. Bard, P.-Y., F. Dunand, Ph. Guéguen, J.-L. Chatelain, B. Guillier et T. Vassail, 2003. Caractérisation du comportement dynamique des sols et structures par mesures de vibrations ambiantes : développements récents et questions en suspens. Actes du Colloque International "Risque, Vulnérabilité & Fiabilité dans la Construction", 11-12 Octobre 2003, Alger (Algérie), Vol. II, p.634-652.

4. Dunand, F. & P.-Y. Bard, 2004. Evidence of Soil-Structure Interaction from ambient vibrations -Consequences on design spectra, Third Joint United States-Japan Workshop on Soil-Structure Interaction, March 29-30, 2004, Vallombrosa Center in Menlo Park, California

5. Dunand, F., P.-Y. Bard, A.-M. Duval, P. Guéguen et S. Vidal, 2003. Périodes et amortissement des bâtiments niçois à partir d'enregistrements de bruit de fond. VIème Colloque National de l’AFPS, Ecole Polytechnique, 1-3 Juillet 2003, Vol. I, 291-298.

6. Dunand, F., P.-Y. Bard, P. Guéguen, J.-L. Chatelain, B. Pilot et T. Vassail, 2003. Auscultation dynamique d'un bâtiment: comparaisons séismes / bruit de fond et avant / après travaux. VIème Colloque National de l’AFPS, Ecole Polytechnique, 1-3 Juillet 2003, Vol. II, 145-152.

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