Pourquoi les tremblements de terre se produisent-ils ?
Il y a des millions d'années, il n'y avait qu'un seul grand continent sur Terre. En raison de mouvements à l'intérieur de la Terre, elle s'est progressivement déchirée, créant des plaques individuelles qui se sont éloignées les unes des autres sur la roche liquide. C'est ainsi que sont nés nos continents tels que nous les connaissons aujourd'hui. Notre planète étant ronde, ces plaques se sont retrouvées tôt ou tard dans les profondeurs de notre sous-sol.
L'impact de ces énormes couches rocheuses libère beaucoup d'énergie et vous pouvez ressentir les effets d'une telle force sur le sol. La terre tremble, souvent pendant quelques secondes ou minutes , mais c'est suffisant pour faire des ravages. Des fissures apparaissent dans le paysage et la destruction ne s'arrête pas à des villes entières.
Si un séisme se produit, la force du séisme est déterminée sur la base de l'évaluation sismographique. Il existe une échelle permettant de classer l'événement. Il en résulte une valeur appelée magnitude. Le passage d'une valeur à l'autre signifie que la magnitude du séisme est multipliée par dix, voire par trente. Ainsi, une magnitude de 8 à 9 correspond à un séisme dix fois pire.
- Amplitude inférieure à 4,0 : généralement aucun dommage
- Amplitude supérieure à 5,0 : quelques dégâts importants
- Amplitude supérieure à 7,0 : dégâts dévastateurs étendus dans de vastes zones
Il y a environ 1 000 tremblements de terre de moindre ampleur par jour, mais les humains ne les remarquent presque pas. La situation est différente pour les événements plus importants. Nous vous présentons l'un des exemples de tremblement de terre les plus célèbres du XXIe siècle.
Le séisme de 2011 en Haïti
En 2011, un séisme majeur a frappé Haïti, faisant des centaines de milliers de morts. Haïti est l'une des régions les plus pauvres du monde et est située directement à la frontière entre les plaques des Caraïbes et de l'Amérique du Nord. Habituellement, les deux plaques glissent l'une sur l'autre verticalement, mais comme c'est souvent le cas, la pratique ne suit pas nécessairement la théorie.
Par exemple, la plaque caraïbe se déplace vers l'est d'environ 20 mm par an et est comprimée par la plaque nord-américaine. En termes techniques, ce décalage est appelé rejet. Pendant 40 ans, cette section est restée dangereusement calme - un signe d'avertissement clair. Après tout, des tremblements de terre historiques se sont déjà produits ici.
Pendant environ une minute et 13 kilomètres sous la surface, il s'est produit : Un séisme de magnitude 7,0 a secoué la région. A seulement 25 km de la capitale. Neuf autres répliques ont suivi. De grandes parties des bâtiments sont détruites et des bidonvilles entiers glissent sur les pentes des montagnes. Environ 316 000 personnes meurent , 310 000 sont blessées et près de 2 millions des 11 millions de personnes sont sans abri. Mais comment un séisme dans une zone sismique connue a-t-il pu faire autant de morts ?
Il n'y avait aucun plan de prévention pour un tel cas. Le tremblement de terre s'est produit environ une heure avant la tombée de la nuit et il n'y avait pas d'électricité. Le manque d'infrastructures et le manque de médicaments dans des structures médicales mal équipées, ainsi qu'un système de santé inadéquat, ont entraîné des violences et des pillages. Ces circonstances ont fait plus de victimes.
La région ne s'en est pas encore remise à ce jour, malgré les aides financières. La corruption, la pauvreté et la violence restent un mélange mortel qui retient Haïti. Comment en est-on arrivé là et pouvons-nous, en tant qu'ingénieurs civils, garantir que les effets de tels séismes sont moins graves ?
Formes de séismes
Il existe différentes formes de tremblement de terre. Si une activité volcanique se produit, des tremblements de terre se produisent en raison des mouvements à l'intérieur de la Terre. Par exemple, l'Islande doit souvent faire face à ce type de tremblement de terre.
La plupart des tremblements de terre sur notre planète sont de nature tectonique. C'est ici que les plaques tectoniques se rencontrent, comme ce fut le cas lors de la catastrophe d'Haïti. La libération d'énergie lorsque la croûte terrestre' se déplace sous le niveau de la mer crée également des tsunamis.
Il existe de nombreuses cavités dans le sous-sol géologique. Si l'un d'eux s'effondre, un séisme d'effondrement peut se produire. En 2000 et 2009, quelque chose comme cela s'est produit à Hambourg, où des dômes de sel, c'est-à-dire des structures souterraines de sel, se sont effondrés.
Comment rendre les bâtiments antisismiques
Les tremblements de terre sont des phénomènes naturels qui ne peuvent tout simplement pas être évités. Même avec la technologie d'aujourd'hui, la prévision des tremblements de terre ne fonctionne que quelques secondes avant l'événement. Le temps, au mieux, de s'échapper d'un bâtiment vers un grand espace ouvert ou sous l'encadrement d'une porte. Il ne nous reste donc plus qu'à faire en sorte que nos structures soient aussi résistantes que possible aux séismes.
Heureusement, seules quelques régions d'Allemagne sont réellement exposées aux tremblements de terre. Nous vous invitons à consulter notre outil de géolocalisation afin de déterminer dans quelle mesure votre région fait partie de ces zones. S'il est déterminé lors de la planification de la construction que des séismes d'une certaine force sont possibles, une attention particulière est accordée à la ductilité lors de la construction. Cela signifie que les bâtiments doivent être capables de résister aux déformations résultant d'un séisme de force appropriée sans que les structures ne se défassent.
Outil de géolocalisationPar exemple, les projectiles mous qui ne sont soutenus que par des poteaux et à peine par des murs doivent être évités. Ce n'est que sur des appuis qu'il est trop instable pour un bâtiment lorsque le sol commence à bouger. Une défaillance de la structure serait préprogrammée.
De plus, il convient d'utiliser des appuis les plus longs possibles afin que les efforts de cisaillement ne soient pas trop élevés et qu'ils n'entraînent pas de ruptures par cisaillement en cas d'urgence. Les sauts de rigidité, c'est-à-dire les transitions abruptes entre des composants de formes différentes, nuisent également de manière significative à la stabilité d'un bâtiment. De plus, les conceptions compactes sont avantageuses, avec des bords clairs et sans structures courbes astucieuses.
En cas de tremblement de terre, les vibrations provoquent une rotation du bâtiment autour du centre de gravité , c'est-à-dire généralement le centre du plan du sol. Idéalement, le centre de résistance de la structure est également situé ici. La symétrie peut donc sauver un bâtiment. Et surtout : Mieux vaut avoir trop de statique que pas assez ! Si l'un des éléments de la structure est défaillant, les autres doivent pouvoir l'amortir en conséquence.
Voilà pour la planification. Quoi d'autre peut rendre un bâtiment antisismique ? Ici, nous jetons le terme « isolation sismique » dans l'espace. Le bâtiment est ainsi découplé du sous-sol. Comment cela fonctionne-t-il ? Lorsque le sol bouge, les appuis sismiques vibrent avec lui et absorbent ces mouvements. Le séisme ne se transmet pas ou pas du tout au bâtiment situé au-dessus du découplage. Il existe même des amortisseurs pour les structures.
Conclusion : Bâtiment parasismique
Nous affirmons donc que le danger de tremblements de terre dans les différentes régions de notre terre peut être classé assez bien grâce aux enregistrements sismiques. Cela nous permet de prédire si et dans quelle mesure un bâtiment doit être protégé contre les tremblements de terre à un endroit donné. Nous pouvons au moins protéger nos bâtiments de la destruction par les tremblements de terre naturels - et donc aussi la vie des personnes qui s'y trouvent.
Il est à espérer qu'à un moment donné, notre technologie sera en mesure de prévoir les séismes de manière fiable et à temps afin qu'un maximum de personnes puissent se mettre en sécurité en cas d'urgence. Les programmes de calcul de structure de Dlubal' permettent de tester et de calculer les effets des séismes sur un modèle de bâtiment planifié. Nous rendons ainsi plus sûrs les bâtiments calculés avec notre logiciel.
Merci de l'intérêt que vous portez à ce sujet important. Nous sommes impatients de vous revoir pour le prochain épisode de notre podcast - nous nous entendons ou nous lisons !