Table des matières
Introduction
Séismes et Monuments Historiques : un problème d’actualité en France
.1 Patrimoine
.1.1 Enjeu financier, humain, matériel
.1.2 Enjeu sociétal, Construction et transmission d’un héritage
.1.3 Enjeu artistique : Notion du Beau, Savoirs constructifs, Leçon d’Architecture
.2 Démarche sécuritaire
.2.1 Nouveau zonage et nouveau code de construction sismique
.2.2 Faible renouvellement du patrimoine bâti
.2.3 Politique d’ouverture des monuments historiques
.3 Accroissement des capacités techniques
.3.1 Modélisation
.3.2 Confortement
I Séisme et dynamique des structures, le cas particulier des Monuments Historiques
I.1 Dimensionnement en zones sismiques
I.1.1 Qu’est ce qu’un séisme
a Tectonique des plaques
b Mécanisme des séismes
c Foyer/Epicentre
d Différentes ondes
e Caractérisation d’un séisme
I.1.2 Sismicité moyenne en France métropolitaine
a Aléa
b Vulnérabilité
c risque sismique – zonage
d Cas de la Savoie : failles et séismes historiques
I.2 Quelques éléments de dynamique du bâtiment sous séisme
I.2.1 Cas du système dynamique à 1 degré de liberté (1 ddl)
a Mouvement libre non-amorti : C = 0
b Mouvement libre amorti : C 6= 0
c Sollicitations périodiques et fonctions de transfert
d Décomposition des signaux
I.2.2 Spectre d’oscillateur, accélérogramme et spectre de réponse
a Réponse à un créneau
b Réponse à une impulsion
c Réponse à un séisme
I.2.3 Analyse modale d’un système à n degrés de liberté : différentes techniques
a Notions de modes propres
b Recombinaison modale
I.3 Problèmes spécifiques aux Monuments Historiques
I.3.1 Volonté de conservation : les Chartes Internationales
I.3.2 Stratégies et pratiques innovantes pour le confortement
a Isolation sismique
b Systèmes en alliage à mémoire de forme
c Transmetteurs de Chocs Sismiques (TCS)
I.3.3 Connaissance de l’état réel du bâtiment
a Géométrie
b Morphologie
c Actions
d Dommages et altérations
e Histoire
I.3.4 Les campagnes de tests pour qualifier les matériaux
Tests non destructifs et tests peu invasifs pour la maçonnerie
a Tests non destructifs
b Tests peu invasifs
c Tests en laboratoire
II Étudier une structure maçonnée sous séismes : différentes approches pour analyser la maçonnerie
II.1 Approches globales du contrôle du comportement sismique des bâtiments
II.1.1 Analyses expérimentales
a Les essais statiques
b Essais sur table vibrante
II.1.2 Analyses numériques
a Analyses statiques équivalentes
b Analyses dynamiques non-linéaires
II.1.3 Essais pseudo-dynamiques ou hybrides – murs de réaction
II.2 La maçonnerie : un matériau complexe
II.2.1 Descriptif des maçonneries
a Nomenclature des différentes maçonneries
b Description des matériaux
II.2.2 Comportement sous sollicitations des maçonneries
a Comportement global de la maçonnerie
b Critères de rupture
II.2.3 Conclusions et attentes pour la modélisation
II.3 Différentes approches de modélisations pour une maçonnerie historique
II.3.1 Modélisations micromécaniques de la maçonnerie
a La micro-modélisation détaillée
b Modèle micro-mécanique simplifié : FEM avec éléments discrets (FEMDE)
c Modèle micro-mécanique discret. (DEM)
II.3.2 Modélisations macro-mécaniques de la maçonnerie
a Modélisation en plasticité parfaite
b Modélisation en élasticité linéaire
c Prise en compte des phénomènes inélastiques
II.3.3 Modélisations multi-échelles de la maçonnerie
III Cas d’étude : la chapelle du hameau de Boudin, Beaufort-sur-Doron
III.1 Contexte-Description de l’édifice
III.1.1 Le patrimoine cultuel baroque de Savoie
a Les Hautes Vallées de Savoie : une architecture vernaculaire remarquable
b Le baroque savoyard
c Le choix de la chapelle du hameau de Boudin, à Hauteluce dans le Beaufortain
III.1.2 Situation géographique et risque sismique
a Localisation
b Risque sismique
c Histoire et Richesse de la chapelle
III.1.3 Données structurelles
a Description de la structure
b Relevés
c Inspection visuelle
d Test non destructifs et peu invasifs
III.2 Choix du type de modélisation – Mise en place du modèle
III.2.1 Construction du maillage et simplifications adoptées
a Définition du type de modèle
b Simplifications structurelles
III.2.2 Caractéristiques des matériaux utilisés
a Maçonnerie
b Dalles du sol
c Charpente – Couverture
III.2.3 Conditions aux limites : interaction sol – structure
a Approche directe : Massif de terrain
b Conditions d’appuis
c Remarques
III.2.4 Identification dynamique du comportement de la structure
a L’identification dynamique
b Le recalibrage du modèle numérique
III.3 Analyse du modèle
III.3.1 Analyse statique
a Sous poids propre : validation du modèle
b Validation de la simplification de la charpente et du porte à faux
c Quelques remarques
III.3.2 Analyse dynamique
a Chargement utilisé
b Analyse modale
c Confirmation de deux points à améliorer
III.3.3 Utilisation des critères
a Données d’entrée et fonctionnement de la boucle de tri
b Critère en traction
c Critère en compression
d Critère en cisaillement
III.3.4 Points forts du modèle et améliorations souhaitables
a Conclusions
b Limites et perspectives
Conclusion générale
Annexes i
III.4 La Charte Internationale Sur la Conservation et la Restauration des Monuments
et des Sites : Charte de Venise
III.5 Les différentes failles
III.6 Prise en main de Cast3M, Comparaison analytique et numérique
c Calculs analytiques
d Calculs par Cast3M
e Remarques
III.7 La chapelle du hameau de Boudin, relevé photographique
III.8 La chapelle du hameau de Boudin, relevé géométral
