Séisme et architecture

Le phénomène sismique

Un séisme ou tremblement de terre se traduit en surface par des vibrations du sol (ondes sismiques). Il provient de la fracturation en profondeur de l’écorce terrestre ; celle-ci est due à l’accumulation d’une grande énergie qui se libère, créant des failles, au moment où le seuil de rupture mécanique des roches est atteint. Cette définition est celle d’un séisme d’origine tectonique, qui est l’objet de notre étude.
Un séisme peut être profond ou superficiel selon son énergie qui se manifeste par la propagation d’ondes sismiques générant ainsi des mouvements de terre et des déformations au sol qui se répercutent sur la stabilité du bâti.
Les dégâts observés en surface sont fonction de l’amplitude, la fréquence et la durée des vibrations mais aussi de l’état du bâti et de la nature du sol.
Un séisme est notamment caractérisé par la position de son foyer et de son épicentre, son intensité diminue au fur et à mesure qu’on s’éloigne du foyer (que la distance épicentrale augmente).
Le foyer ou hypocentre est le point d’origine de la rupture de l’écorce terrestre. L’épicentre est le point de la surface se trouvant à la verticale du foyer. C’est là que la secousse est maximale.
L’énergie d’un séisme se transmet à partir du foyer par l’intermédiaire d’ondes élastiques : les ondes P ou primaires qui sont longitudinales et les ondes S ou secondaires qui sont transversales. La vitesse de propagation des ondes varie de 2 à 14 km/s.

Le risque sismique

Le risque sismique est la combinaison entre l’aléa sismique (la probabilité d’occurrence d’un séisme) en une zone donnée et la vulnérabilité des ouvrages qui s’y trouvent exposés.
La vulnérabilité des ouvrages, est leur capacité de résister à la magnitude d’un séisme. L’importance des dommages subis dépend ainsi très fortement de la vulnérabilité des constructions et du niveau de manifestation de l’aléa.
Pour les sismologues, déterminer le risque sismique en un endroit c’est déterminer l’accélération maximale que le sol est susceptible de subir lors d’un tremblement de terre.
Cependant, on ne peut pas savoir avec précision les mouvements du sol dus à de possibles futurs séismes tant que les méthodes de prédictions ne sont pas efficaces.
Les seuls éléments dont les sismologues disposent sont des statistiques sur l’occurrence et la magnitude des séismes dans une région. Ils sont donc obligés de raisonner en termes de probabilité. Ainsi ils procèdent à l’élaboration de courbes de l’aléa sismique et la cartographie de l’aléa sismique pour déterminer le niveau d’exposition des ouvrages au risque sismique usant des moyens de la sismicité instrumentale et d’imagerie satellitaire.

La prévention du risque sismique

Le risque sismique représente une menace contre laquelle il n’existe pas d’autre protection que la prise de dispositions permettant d’en minimiser les conséquences matérielles et humaines. Cette approche préventive implique une bonne connaissance du risque régional ainsi que la mise en place de dispositifs d’information et de préparation des services concernés et de la population. Elle passe surtout par le seul élément réellement efficace pour limiter les dégâts : l’adaptation des bâtiments et des infrastructures aux sollicitations dynamiques probables, via des méthodes de construction dites parasismiques et ce, dès la conception.
La seule manière efficace de se protéger des séismes est donc de prendre des mesures préventives. Elle est liée à un cadre technique et règlementaire spécifique à chaque pays et à chaque région géographique. La philosophie de la prévention est : constater, enregistrer, analyser, informer, prévenir pour se prémunir et atténuer de son impact au futur. La prévention repose sur 3 actions:
Sensibiliser et vulgariser la culture du risque sismique : informer et préparer les populations des zones à risques ainsi que de préparer les moyens de secours et à ces événements. informer donc du risque par l’élaboration de cartes sismiques, et le simuler par des scénarios de catastrophe, des plans séisme, etc.,
évaluer le risque sismique et le cartographier en vue de construire en conséquence selon des normes qu’il faut faire appliquer ;
développer la recherche en matière de construction parasismique en élaborant de nouvelles techniques de génie civil pour lutter contre les effets mécaniques des séismes.

La conception parasismique, le noyau d’une construction parasismique

La conception parasismique d’un bâtiment, ou plus généralement d’un ouvrage, consiste à opter pour une architecture qui lui confère un bon comportement lorsqu’il est exposé à un tremblement de terre. Sont concernés : forme d’ensemble du bâtiment et choix du système porteur, ainsi que son organisation en plan et en élévation, donc sa configuration et la disposition des éléments de la structure principale (le système de contreventement). Ces éléments participent nécessairement de l’architecture et relèvent donc du parti architectural recherché, dont le choix est opéré dès l’esquisse. Pour un séisme donné, l’importance des oscillations auxquelles un bâtiment sera soumis, ainsi que leur nature, dépendent fortement de son architecture. En cas de conception inadéquate, ces oscillations peuvent être très préjudiciables : torsion de l’ouvrage, oscillations asynchrones de ses différentes parties, concentrations des déformations sur certaines zones, etc. L’architecture d’un ouvrage détermine donc l’action sismique à laquelle il sera exposé lors d’un séisme.
Le rôle de la conception architecturale, est donc fondamental pour déterminer le comportement d’une construction frappée par un séisme, elle doit faire la synthèse des deux premiers principes : le choix du site, et le respect de la réglementation parasismique pour rechercher une architecture ou forme parasismique (dite aussi configuration), susceptible de conférer à la construction un bon comportement lors de sa sollicitation par un effort sismique, sans omettre d’intégrer la dimension constructive et les moyens disponibles (technologie, matériaux, contrôle qualité et maintenance). Une bonne conception architecturale, évite un surcoût du au renforcement de la structure par les calculs.
Les configurations de bâtiment qui confèrent à la construction une résistance au séisme par leur propre forme sont dites : architectures parasismiques.

La création architecturale dans le risque sismique

Dans le même ordre d’idées, que serait la créativité architecturale dans le risque sismique ? Le séisme est reconnu comme une contrainte à intégrer dans la complexité du processus syncrétique de la conception architecturale.
Pour l’architecte, construire parasismique ne signifie pas construire massif et dépourvu d’originalité architecturale. Il est évident donc pour lui qu’il doit apporter un supplément d’intelligence dans sa conception des édifices pour qu’ils soient capables de résister aux séismes. Son rôle est de trouver des solutions idoines en matière de sécurité et en matière de qualité architecturale.
Il doit bien évidemment, aussi, s’inscrire dans un travail d’équipe avec des spécialistes compétents. Si la conception sollicite les connaissances techniques des ingénieurs, elle doit aussi incorporer quelque chose de beaucoup plus énigmatique, le talent de l’architecte. Le rôle de ce dernier peut s’avérer fondamental dans le succès de l’œuvre.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
Chapitre 1 : L’APPROCHE SYSTEMIQUE, UNE METHODOLOGIE DE RECHERCHE
1. Introduction
2. L’approche systémique, essai de définition et repères historique
3. L’approche systémique, pourquoi? 
3.1 L’approche systémique, une logique de pensée focalisée sur les objectifs à atteindre
3.2 L’approche systémique un excellent instrument d’accès à la complexité
4. L’approche systémique, comment ?
4.1 La systémique, un savoir et des concepts
4.2 La systémique, une méthode et un apprentissage
5. Spécificité de « notre » système, celui de la production architecturale
6. Essai de construction d’une démarche adaptée
7. Conclusion
Chapitre 2: SEISME ET ARCHITECTURE
1. Introduction
2. Le séisme, essai d ’appréhension
2.1 Généralités sur le séisme
2.2 Le risque sismique
3. L’architecture, essai d’appréhension
3.1 L’architecture, aux confins de l’art et de la science
3.2 La mutation du champ théorique de l’architecture
4. Le séisme et l’architecture, essai d’appréhension dans le contexte algérien
4.1 La mise en place de la règlementation parasismique
4.2 Les enseignements tirés des expériences de séismes vécus
5. Conclusion
Chapitre 3: LE PROJET DE CONSTRUCTION
1. Introduction
2. Le projet de construction, un processus évolutif et interactif
2.1 Qu’est-ce que le projet ?
2.2 Schéma basique d’un processus de construction
3. Les différents processus dans le projet de construction, essai d’appréhension
3.1 Le projet architectural dans le projet de construction
3.2 Le projet de réalisation dans le projet de construction
4. Conclusion
Chapitre 4: ESSAI DE MODELISATION SYSTEMIQUE POUR L’OPTIMISATION DE LA QUALITE
1. Introduction
2. Synthèse de l’exploration systémique
2.1 Les limites du système : son environnement
2.2 Aspect fonctionnel
3. La qualité sous-tendue par le système de production architecturale
3.1 Le concept qualité dans le projet
3.2 Les niveaux de qualité dans le processus de production architecturale
4. Pour une optimisation de la qualité
4.1 La qualité globale, une contribution d’un travail collaboratif
4.2 La qualité globale, une contribution des méthodologies de gestion
5. Recentrement des objectifs de qualité pour notre système
5.1 La convergence du système vers un objectif principal de collaboration
5.2 Le partenariat : une forme de collaboration
6. Les trois modèles systémiques pour l’optimisation de la qualité architecturale et parasismique
6.1 La modélisation systémique du travail collaboratif de la conception
6.2 La modélisation systémique du travail collaboratif pluridisciplinaire dans le projet
7. Apport et limites des modèles systémiques
8. Conclusion
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE

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