En janvier 2010, un séisme dévastateur a frappé une région densément peuplée d'Haïti, faisant des centaines de milliers de blessés et de morts. Ce bilan catastrophique s'explique principalement par les défaillances structurelles des bâtiments et l'absence de normes de construction parasismique dans ce pays insulaire. Aujourd'hui, les ingénieurs civils mettent au point de nouvelles techniques faisant appel à des amortisseurs afin de réduire les effets des séismes de grande ampleur.
Un enjeu majeur pour la sécurité des bâtiments
Les tremblements de terre exercent une force considérable sur les structures et les bâtiments. Selon un article de Terra Daily, l'activité sismique transmet une énergie brute sous deux formes : l'énergie cinétique et l'énergie de déformation. L'énergie cinétique fait osciller les bâtiments latéralement, tandis que l'énergie de déformation altère l'intégrité structurelle de l'édifice. L'un comme l'autre de ces modes de transfert d'énergie peut provoquer des dégâts catastrophiques aux habitations et aux commerces. La plupart des bâtiments sont conçus pour supporter leur propre poids, mais tous ne sont pas capables d'encaisser les contraintes supplémentaires liées à une activité sismique.
Les amortisseurs sismiques
Les amortisseurs sismiques fonctionnent comme des amortisseurs de chocs et empêchent l'effondrement complet des bâtiments soumis à des contraintes sismiques. Ils sont conçus pour absorber la majeure partie de l'énergie d'un séisme, à la manière des amortisseurs et des suspensions d'une voiture qui encaissent les cahots d'une route de campagne. La plupart des amortisseurs sismiques s'inspirent des systèmes hydrauliques : un amortisseur rempli de fluide est intégré dans les murs et la charpente du bâtiment. Ces dispositifs visent à minimiser l'énergie brute exercée par un tremblement de terre en la réorientant, ou en conférant au bâtiment une flexibilité accrue pour résister à des forces extrêmes.
Les structures à ossature bois
Dans les régions en développement, la plupart des bâtiments sont construits avec une ossature en bois. Or, les ingénieurs civils manquent encore de connaissances sur la manière de concevoir ces structures pour résister aux forces sismiques. Selon Terra Daily, les constructions en bois représentaient environ la moitié des 40 milliards de dollars de pertes causées par le séisme de Northridge de 1994, dans la région de Los Angeles. Ce constat a poussé les ingénieurs civils du Rensselaer Polytechnic Institute à lancer un projet visant à tester des amortisseurs sismiques sur des structures à ossature bois. Le système NEESWood est un projet international de 1,24 million de dollars qui consiste à installer des amortisseurs sismiques à l'intérieur des murs d'une maison de ville grandeur nature de 1 800 pieds carrés (environ 167 m²), afin d'absorber l'énergie produite lors d'un événement sismique typique.
Le système de plaques coulissantes sismiques
La plaque coulissante sismique, ou SSP (Seismic Slide Plate), est un amortisseur conçu par la société MM Systems Corp. Le système SSP est utilisé pour les structures porteuses telles que les parkings et les stades. Il emploie des profilés en aluminium extrudé de trois mètres (10 pieds) associés à un dispositif de recentrage sismique, qui permet au bâtiment de fléchir et de bouger efficacement pendant un séisme. Le dispositif est installé au ras d'un coffrage en béton flexible, et le dispositif de recentrage agit comme un joint utilisant un système à bille et ressort pour absorber le poids et les mouvements. Caractéristique remarquable des systèmes à plaques coulissantes : ils servent également de barrières acoustiques, d'étanchéité et coupe-feu dans la plupart des applications.
L'amortisseur magnétorhéologique
Un article récent de Science Daily présente un amortisseur révolutionnaire appelé amortisseur magnétorhéologique (MR). Les ingénieurs civils de l'École d'ingénierie et des sciences appliquées de l'Université de Washington affirment que les amortisseurs MR peuvent réduire les effets d'un séisme jusqu'à 50 %. L'appareil se compose de trois plaques métalliques horizontales superposées, les deux plaques extérieures étant reliées aux extrémités du bâtiment. Un réseau sophistiqué de capteurs transmet l'intensité sismique à un ordinateur central, auquel l'amortisseur MR répond en conséquence. Il contient un fluide unique qui se solidifie dès qu'une charge électrique est introduite par une batterie. Le courant électrique génère un champ magnétique dans les particules de fer du fluide, ce qui fait adhérer les plaques entre elles. Tout le processus s'effectue en une fraction de seconde et amortit efficacement les vibrations d'un événement sismique.
Source : https://jardin.98905.com/home-repair-maintenance/earthquake-damage/1007011737.html