Rapport Préliminaire

Rpublique Algrienne Dmocratique et Populaire

Ministre de lHabitat

Sisme de BOUMERDES 21 mai 2003

Rapport prliminaire

Pour que les hommes puissent sen tenir la vrit, ils devront pralablement avoir connaissance de lerreur.

Jos Saramago, Le Dieu manchot

DYNAMIQUE CONCEPTE.U.R.L. au capital de 8.000 RCS PARIS B 408 704 567Code APE 741 GN SIRET 408 704 567 00010

110, avenue Mozart 75016 PARISTlphone 01 45 27 33 48Fax 01 45 27 44 00Mobile 06 60 57 33 48E-mail : [email protected]

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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE 2 Ministre de lHabitat

Sisme de BOUMERDES 21 mai 2003 / Rapport prliminaire

Victor DAVIDOVICI Consultant 8 juin 2003

Rpublique Algrienne Dmocratique et Populaire

Ministre de lHabitat

Sisme de BOUMERDES

21 mai 2003

Rapport prliminaire

Sommaire 1. Introduction 2. Evnement sismique 3. Implication des bureaux dtudes, qualit de la construction et proposition

dvolution de la rglementation parasismique 4. Comportement des btiments avec voiles en bton arm 5. Mcanisme de ruine des structures portiques et murs de remplissage 6. Comportement des btiments avec portiques en bton arm et murs de

remplissage 7. Proposition de renforcement des btiments avec portiques en bton arm 8. Endommagement des coles 9. Proposition de renforcement des coles 10. Interrogations sur la conception des btiments 11. Actions prioritaires




1. Introduction Suite au sisme de Boumerdes du 21 mai 2003 et linvitation de Monsieur Mohamed Nadir HAMIMIDE, Ministre de lHabitat, je me suis rendu en Algrie du mercredi 28 mai au dimanche 1er juin. Cette mission avait pour objectif de faire une analyse indpendante des causes des multiples endommagements et effondrements de btiments et de proposer des actions prioritaires mettre en place dans limmdiat. Il est important de rappeler que, toujours linvitation de Monsieur le Ministre de lHabitat et pour faire part de mon exprience dans lapplication des rgles parasismiques travers le monde, jai t en Algrie du 12 au 14 mai 2003 et plus particulirement Boumerdes mme, le mardi 13 mai. A loccasion de ces deux missions jai rencontr les reprsentants des institutions suivantes : Centre National de Recherche Appliqu en Gnie Parasismique, Organisme de Contrle Technique de la Construction, Centre National dEtudes et de Recherches Intgres du Btiment, Laboratoire National de lHabitat et de la Construction, Centre National de lIngnierie de la Construction, SGP / GENEST Je tiens remercier lensemble des responsables rencontrs pour leur disponibilit dans cette priode de gestion de crise post sismique. Je remercie tout particulirement Monsieur le Ministre de lHabitat M. N. HAMIMIDE qui a facilit laccs aux zones sinistres et qui a trouv aussi le temps ncessaire pour recueillir mes toutes premires conclusions. Les conclusions du prsent rapport prliminaire peuvent bien entendu voluer en fonction dune analyse plus dtaille des donnes obtenues sur les divers sites et des discussions avec les responsables chargs du diagnostic de btiments.




2. Evnement sismique Le sisme de Boumerdes cest produit le mercredi 21 mai 2003 19h44 dune magnitude de 6,7 6,9 et une profondeur de 10 km. A partir de 19h00, la majeure partie de la population tait la maison, dautant plus quun match de football devait tre transmis la tlvision. Au moment de la rdaction du prsent rapport, les valeurs des acclrations enregistres ne sont pas encore connues. Toutefois les indications fournies permettent davancer lhypothse que les acclrations prises en compte par les Rgles RPA 99 pour la zone II en fonction de limportance du btiment devront tre augmentes : RPA 99, valeurs actuellement en vigueur 1,0 2,5 m/s Proposition daugmentation du niveau dacclration 2,0 3,5 m/s Bien entendu des effets de site gologiques et/ou topographiques peuvent modifier ces valeurs. 3. Implication des bureaux dtudes, qualit de la construction et propositions dvolution de la rglementation parasismique 3.1 Implication des bureaux dtudes Pendant la mission, jai rencontr beaucoup darchitectes et des reprsentants du bureau de contrle C.T.C. et du C.G.S., mais aucun ingnieur de bureau dtudes ou dentreprise. Jai gard limpression ( modifier ventuellement dans le rapport dfinitif) quentre la matrise duvre (architecte) et le bureau de contrle, il manque dans le processus de construction, lingnieur dtudes pour faire le projet et lingnieur dentreprise pour raliser le projet. On constate a priori un fonctionnement raccourci :

Architecte Bureau de Contrle Entreprise (ouvriers) Le processus de la construction exige de mettre en place des nouvelles relations pour obtenir le fonctionnement suivant : Architecte Bureau de Contrle Bureau dEtudes (ingnieurs et techniciens)

Entreprise (ingnieur et techniciens pour lancer et suivre lexcution, ouvriers)




3.2 Qualit de la construction Lobjectif final est lobtention dun btiment rsistant laction sismique.

Lagression sismique naccepte aucun compromis par rapport la rglementation en vigueur.

Lagression sismique constitue un essai en vraie grandeur qui met un

btiment lpreuve.

On a donc dpass les phases de conception, de modlisation ou de simulation.

On est dans la ralit.

La qualit dun btiment, qui est juge par son bon comportement laction sismique, est obtenue partir dun travail en quipe par la prise en compte de cette ralit : Conception architecturale (voir chapitre 10) ; collaboration troite entre larchitecte

et lingnieur Analyse par calcul du comportement du btiment : hypothse de base de gnie

civil, notes de calculs et plans dexcution ; collaboration troite entre lingnieur dtudes et celui du bureau de contrle

Vrification et approbation par le bureau de contrle des hypothses, des notes

de calculs et des plans dexcution avant le dbut des travaux, Examen de la possibilit de la mise en uvre du ferraillage ; collaboration troite

entre lingnieur dtudes et lentreprise Nous avons eu accs des plans de dtails dexcution sans que les armatures au droit des nuds soient prvues.

Prparation de la fourniture dun bton de qualit avant le dbut des travaux, Globalement pour les chantiers visits ou les btiments examins, on a constat une mdiocre qualit du bton utilis.

Approbation par le bureau de contrle de la bonne disposition des armatures avant btonnage ; collaboration troite entre le bureau dtudes, de contrle et de lentreprise

Mise en oeuvre darmatures et du bton ; autocontrle de lentreprise et contrle

continu de lorganisme de contrle externe.




3.3 Propositions dvolution de la rglementation Le constat de la ralit de la construction (conception architecturale, tudes, excution) et surtout celui du comportement des btiments dans la zone touche par le sisme de Boumerdes du 21 mai 2003, nous permet davancer les remarques suivantes concernant les Rgles Parasismiques Algrienne RPA 99 : La rdaction est claire et facile daccs aux bureaux dtudes, Les mthodes de calcul avec leur limite dutilisation sont parfaitement explicites, Le domaine dutilisation des mthodes de calcul simplifies est assez tendu, ce

qui facilite le travail des bureaux dtudes, La valeur du coefficient de comportement R (tableau 4.3) est de R = 3,5, dans le

cas du contreventement par portiques avec remplissage en maonnerie rigide est aussi dans le cas du contreventement par voiles en bton arm. Le comportement et la scurit des deux systmes de contreventement ne sont certainement pas les mmes. Une fois de plus le systme du contreventement par portiques et remplissage en maonnerie sest avr trs vulnrable, entre autre cause dune difficult importante de ralisation. Il est donc propos de rduire le coefficient de comportement pour les portiques avec murs de remplissage la valeur de R = 1,5. De plus, deux calculs avec deux modlisations diffrentes sont faire et un calcul spcifique pour les poteaux :

} Calcul des portiques sans la prsence des murs, mais en prenant en compte leur masse,

} Calcul des portiques avec la modlisation des murs dans leur position dfinitive.

} Pour le calcul des poteaux dangle, de faade et centraux, des coefficients de scurit spcifiques devront tre envisags,

Il est important de noter que contrairement la dfinition du rglement qui prvoit

que la maonnerie rigide soit compose par deux murs en brique creuse de respectivement 10 cm et 5 cm (Rgles RPA 99 3.4, 1.b) on a relev en ralit toutes les combinaisons envisageables (Fig. 3.1 3.12) :

10 cm (briques) + 10 cm (vide) + 10 cm (briques) 10 cm (briques) + 20 cm (vide) + 10 cm (briques) 15 cm (briques) + 10 cm (vide) + 15 cm (briques) 10 cm (briques) + 5 cm (vide) + 10 cm (briques)

La largeur minimale des joints parasismiques doit passer de 40 mm 60 mm




Fig. 3.1 Brique dpaisseur 15 cm



Fig. 3.4 Mur de remplissage au droit du portique : 10 cm + 20 cm (vide) + 10 cm

Fig. 3.5 Brique dpaisseur 5 cm devant le poteau sur 6 tages

Fig. 3.6 Mur de remplissage au droit du portique : 10 cm + 4 cm (vide) + 10 cm




Fig. 3.7 Placage en faade sur 7 tages avec de la brique de 5 cm ou de 10 cm non conforme aux

Rgles RPA 99

Fig. 3.8 Placage en faade avec de la brique de 10 cm non conforme aux Rgles RPA 99

Fig. 3.9 Btiment avec 7 niveaux au lieu de 6 niveaux limits par les Rgles RPA 99

Fig. 3.10 Btiment avec 8 niveaux au lieu de 6 niveaux limits par les Rgles RPA 99

Fig. 3.11 Manque de chanage vertical en bout de console pour assurer la stabilit de la

maonnerie

Fig. 3.12 Chanages verticaux en bout de console et autour des ouvertures. Trs bonne

disposition constructive

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministre de lHabitat



9

4. Comportement des btiments avec voiles en bton arm Par rapport dautres systmes constructifs tels que les portiques, les structures voiles en bton arm prsentent, particulirement en zone sismique, plusieurs avantages : Leur prsence limite les dformations latrales, Leur rigidit permet de protger les lments non-structuraux et quelques

poteaux existants, Leur prsence permet de saffranchir du difficile problme pos par la ralisation

des nuds des portiques, Elles permettent de ne pas tre pnalis dans le choix du coefficient de

comportement en cas de panneaux de remplissage. En conclusion, de multiples raisons dordre structural et conomique poussent promouvoir lutilisation de ces structures en zone sismique. Les images suivantes montrent lexcellent comportement des btiments comportant des voiles en bton arm dans la zone sinistre suite au sisme de Boumerdes du 21 mai 2003




10

Fig. 4.1 Btiment avec voiles en bton arm, trs bonne rsistance laction sismique

Fig. 4.2 Btiment en cours de construction avec voiles en bton arm, trs bonne rsistance

laction sismique

Fig. 4.3 Btiment en cours de construction avec voiles en bton arm, trs bonne rsistance

laction sismique

Fig. 4.4 Dtail de btiment en cours de construction avec voiles en bton arm

Fig. 4.5 Btiments construits environ en 1960 avec grands panneaux prfabriqus Bonne rsistance laction sismique

Fig. 4.6 Btiment en cours de construction dont la sauvegarde est due la prsence des cages dascenseur en voile en bton arm (fig. 4.11 et

4.12)




11

Fig. 4.7 Btiment en cours de construction dont la sauvegarde est due la prsence des cages

dascenseur en voile en bton arm







Fig. 4.11 La prsence des voiles en bton arm au droit de la cage dascenseur certainement sauv le btiment (fig. 4.6) de leffondrement

Fig. 4.12 La prsence des voiles en bton arm au droit de la cage dascenseur certainement sauv le btiment (fig. 4.6) de leffondrement




12

5. Mcanisme de ruine des structures portiques et murs de remplissage Les btiments constitus par une structure en portiques (poteaux et poutres) en bton arm avec des remplissages en maonnerie reprsentent entre 80 % 90 % des constructions ralises dans la zone sinistre par le sisme de Boumerdes du 21 mai 2003.

Fig. 5.1 Structure en portique (poteaux poutres), 80 % 90 % de la construction dans la zone sinistre

Quils soient pris en compte ou non dans les justifications de rsistance aux efforts sismiques, les panneaux de remplissage en maonnerie dveloppent, suivant leurs diagonales dans un sens puis dans lautre, des bielles actives fonctionnant en compression et constituant avec lossature un systme triangul (Fig. 5.2). Les consquences de la prsence de panneaux de remplissage dans un btiment comportant des portiques en bton arm peuvent se rsumer sous deux aspects : (a) - Interaction panneau - poteaux dans le plan du portique

Si lon considre un panneau soumis des forces agissant paralllement son plan (fig. 5.3), ce panneau a tendance se dformer en paralllogramme. Il se dcoupe alors dans la maonnerie une diagonale active comprime et une diagonale active tendue ; cette dernire cde en donnant lieu une fissure oblique. Lorsque les effets sinversent, cest au tour de lautre diagonale de cder (fig. 5.4) et on retrouve la classique fissuration en X (fig. 5.5).




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Fig. 5.2 Portique (poteaux poutres) avant laction sismique

Fig. 5.3 Sous laction sismique formation dune diagonale comprime et dune diagonale tendue

Fig. 5.4 Changement de direction du sisme : inversion des sollicitations des diagonales

Fig. 5.5 Aprs sisme, si le portique (poteaux et poutres) a t calcul et ralis suivant les rgles parasismiques, le panneau en maonnerie se trouve avec une fissuration en X




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(b) Sollicitation des poteaux dangle

Formation concomitante des bielles de compression dans la faade et dans le pignon situs de part et dautre de langle du btiment qui a pour consquence un dlestage plus important du poteau. La simplification consistant supposer que laction sismique sexerce seulement dans une direction horizontale, puis dans la direction perpendiculaire nest pas acceptable, surtout pour la vrification leffort tranchant des poteaux situs lintersection de deux panneaux rectangulaires. Les poteaux dangle sont les plus vulnrables :

parce quils reoivent le cisaillement dans les deux directions horizontales, mme si les deux efforts tranchants natteignent pas en mme temps leur valeur maximale,

parce quils ne reoivent comme charge verticale que le poids dun quart de trave, alors que la pousse de la bielle quils ont quilibrer est celle qui correspond une trave complte.

La destruction des poteaux dangle entrane celle des poteaux des pignons, les tages suprieurs viennent sasseoir entre les poteaux de pignons aprs avoir broy le rez-de-chausse.

Dans bon nombre de situations, les jonctions (noeuds) poteau-poutre sont restes pratiquement indemnes, ce qui dmontre que le portique na pas eu loccasion de fonctionner en tant que tel. En fait, leffondrement sest produit sous leffet initial, bien avant que les oscillations latrales aient atteint lamplitude voulue, et il correspond la rupture fragile des poteaux encadrant les panneaux de maonnerie. Dans dautres cas, les panneaux en maonnerie au rez-de-chausse, ont agi comme des fusibles avec un relatif bon comportement des tages. Enfin, il est important de souligner que la destruction dun panneau se traduit invitablement par la surcharge des panneaux restant, avec le risque de rupture en chane . Il est donc raisonnable denvisager la situation cre dans ce type de structures par la disparition dun ou plusieurs panneaux. Ce concept a t introduit dans la rglementation PS 92, article 12.2.3.4. Par ailleurs, le modle de calcul doit tenir compte, de faon aussi fidle que possible, des lments de remplissage, mme lorsque la rsistance de ces derniers nest pas prise en compte dans les calculs. Les poteaux de bton arm bordant les panneaux de maonnerie ngligs doivent tre vrifis dans les mmes conditions que si ces panneaux taient actifs.




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Fig. 5.6 Dispositions constructives conformes aux rgles PS :

Armatures transversales dans les zones critiques dextrmit des poteaux et des poutres, environ tous les 5 cm,

Armatures transversales dans les nuds au croisement poteau poutre,

Seulement deux surfaces de reprise de btonnage en pied et en tte du poteau,

Mise en uvre trs difficile ; exige des plans avec les dtails des nuds lchelle 1:1 et des ferrailleurs hautement spcialiss.

Zone

critiq

ue po

teau

Zone cri

tique po

utre

Surface de reprise de btonnage

Nud

: arm

atures

transv

ersale

s

Zone

critiq

ue po

teau

Zone

critiq

ue po

teau

Zone cri

tique po

utre

Zone cri

tique po

utre

Surface de reprise de btonnage

Nud

: arm

atures

transv

ersale

s

Nud

: arm

atures

transv

ersale

s




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Fig. 5.7 Dispositions constructives NON - CONFORMES aux rgles PS

Absence des armatures transversales dans les zones critiques dextrmit des poteaux et des poutres,

Absence des armatures transversales dans les nuds au croisement poteau poutre,

Mise en place dune talonnette en pied de poteau denviron 5 10 cm en mortier de mauvaise qualit

Quatre surfaces de reprise de btonnage en pied et en tte du poteau cause de la prsence des deux talonnettes,

Structure sans rsistance laction sismique.

Insuffisance des armat. transv. dans la zone critique du poteau

Nud : absence armatures transversales

Deux surfacesde reprise de

btonnage

5 10 cm de talonnette en bton arm de mauvaise qualit

Insuffisance des armat. transv. dans la zone critique de la poutre

Insuffisance des armat. transv. dans la zone critique du poteau

Nud : absence armatures transversales

Deux surfacesde reprise de

btonnage

5 10 cm de talonnette en bton arm de mauvaise qualit

Insuffisance des armat. transv. dans la zone critique de la poutre




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Fig. 5.8 Arrt du coulage du poteau environ 5 cm sous la sous face de la poutre. Absence

darmatures transversales dans le nud.


darmatures transversales dans le nud.


darmatures transversales dans le nud

Fig. 5.11 Endommagement cause de labsence darmatures transversales dans le nud

Fig. 5.12 Effondrement cause de labsence darmatures transversales dans le nud et dans

la zone critique du poteau






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Fig. 5.14 Talonnette et enrobage des armatures de 8 cm au lieu de 2 cm

Fig. 5.15 Talonnette de 10 cm en mortier de trs mauvaise qualit

Fig. 5.16 Bton de mauvaise qualit, absence darmatures dans la zone critique, talonnette de 6

cm

Fig. 5.17 Bton de mauvaise qualit, prsence du papier en-dessous de la talonnette de 6 cm

Fig. 5.18 Insuffisance darmatures transversales, bton de mauvaise qualit, rupture au droit de la

surface de reprise

Fig. 5.19 Insuffisance darmatures transversales, bton de mauvaise qualit, rupture au droit de la

surface de reprise




19





Fig. 5.22 Endommagement cause de labsence darmatures transversales dans le

nud et dans la zone critique du poteau



Leffondrement des btiments, dont la structure est ralise par des portiques en bton arm avec remplissage en maonnerie sexplique par le processus suivant : les bielles dveloppent (Fig. 5.24) leur extrmit suprieure une composante verticale ascendante qui tend dlester le poteau, et une composante horizontale qui tend le cisailler. Si en outre le btiment est soumis une acclration verticale ascendante, les poteaux peuvent se trouver dlests dans une proportion suffisante pour que leur rsistance leffort tranchant se trouve diminue de faon considrable : ruine par rupture au cisaillement.




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Fig. 5.24 Dispositions constructives NON CONFORMES aux rgles PS + interaction avec la maonnerie

Compression dans le poteau

Traction dansle chanage

Pousse due la

maonnerie

Compression dans le poteau

Traction dansle chanage

Pousse due la

maonnerie




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Fig. 5.25 Destruction de lextrmit du panneau du fait de la compression de la diagonale qui se

forme dans le mur

Fig. 5.26 Destruction des panneaux au RdCh.

Fig. 5.27 Destruction des poteaux et des panneaux, effondrement du btiment

Fig. 5.28 La prsence de lallge a limit le dplacement du poteau sur la hauteur libre a

provoqu son endommagement






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Fig. 5.31 Destruction de lextrmit du poteau du fait de labsence darmatures transversales et de

la prsence de la talonnette. On peut remarquer le plan de rupture

Fig. 5.32 Destruction de lextrmit du poteau du fait de labsence darmatures transversales

Fig. 5.33 Dtail courant des panneaux de remplissage non conformes aux Rgles RPA 99

Fig. 5.34 Destruction de lextrmit du poteau du fait de labsence darmatures transversales dans









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Fig. 5.37 Simulation des deux phases de dplacement sous laction sismique

Compres

sionTractionCompres

sionTraction

CompressionTractionCompressionTraction

Dplacement du btiment pendant sisme phase 1

Dplacement du btiment pendant sisme phase 2




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Fig. 5.38 Cas dun btiment dont les murs de RdCh. ont t dtruits et ont permis ainsi de dissiper lnergie induite par le sisme et probablement sauv le btiment

Dans la situation suivante :

distribution assez rgulire des murs de remplissage, niveau dagression sismique moyen (sans effet de site), insuffisance ou absence des dispositions constructives, mdiocre qualit du bton, sol de bonne ou moyenne qualit, btiment isoldestruction des murs au rez-de-chausse et parfois ltage avec endommagement des poteaux.




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Fig. 5.39 Destruction des murs au RdCh. et dune partie des poteaux


distribution irrgulire des murs de remplissage, niveau dagression sismique moyen (sans effet de site), insuffisance ou absence des dispositions constructives, mdiocre qualit du bton sol de bonne ou moyenne qualit, btiment isoldestruction partielle des poteaux et des murs au rez-de-chausse et ltage avec la ruine des poteaux.




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Fig. 5.40 Destruction totale du RdCh.


absence des murs de remplissage aux rez-de-chausse, niveau dagression sismique fort, insuffisance ou absence des dispositions constructives, mdiocre qualit du bton sol de bonne qualit, btiment isoldestruction des poteaux et des murs au rez-de-chausse




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Fig. 5.41 Effondrement du btiment


absence des murs de remplissage aux rez-de-chausse,transparence au rez-de-chausse

niveau dagression sismique fort, insuffisance ou absence des dispositions constructives, mdiocre qualit du bton sol de bonne qualit, btiment isoldestruction des poteaux et des murs sur toute la hauteur




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Fig. 5.42 Destruction du RdCh.

Fig. 5.43 Destruction des deux niveaux infrieurs

Fig. 5.44 Destruction du RdCh.

Fig. 5.45 Effondrement total dun btiment de 5 (?) tages

Fig. 5.46 Effondrement total dun btiment de 3 tages

Fig. 5.47 Effondrement total dun btiment de 6 tages




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Fig. 5.48 Dans le cas de btiments avec ossature en portiques (poteaux + poutres) sans joints sismiques suffisamment larges, ce sont toujours les btiments situs aux extrmits qui subissent les dgts les plus importants.


distribution irrgulire des murs de remplissage, niveau dagression sismique moyen (sans effet de site), sol de bonne qualit, insuffisance ou absence des dispositions constructives, mdiocre qualit du bton, btiments sans joints de dilatationeffondrement du btiment

CompressionTraction

CompressionTraction

CompressionTraction

CompressionTraction




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Fig. 5.49 Effondrement total par rapport au point fixe que constitue le btiment situ au

fond

Fig. 5.50 Effondrement total par rapport au point fixe que constitue le btiment situ au

fond

Fig. 5.51 Effondrement total par rapport au point fixe



Fig. 5.54 Effondrement total par rapport au point fixe gauche




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6. Comportement des btiments avec portiques en bton arm et murs de remplissage On a explicit au chapitre 5 le mcanisme de ruine du systme de structures portiques (poteaux + poutre) et murs de remplissage. Ainsi, on a pu mettre en vidence leur comportement parfaitement alatoire qui peut entraner des dgts allant de la destruction des panneaux en maonnerie jusqu leffondrement total du btiment, en passant par tous les cas intermdiaires. La vulnrabilit de ce systme de structures (poteaux + poutres + murs de remplissage) a t mise en vidence travers le monde Turquie, Chili, Roumanie, Japon, Italie, Mexique. La solution adopte a t le renforcement des structures existantes ou le remplacement dans les btiments en cours de construction par des voiles en bton arm. Les photos qui suivent illustrent bien le mauvais comportement des btiments portiques (poteaux + poutres) comportant des murs de remplissage suite au sisme de Boumerdes du 21 mai 2003 et aux rpliques qui ont suivies. Certes il existe un nombre important de btiments rests debout, apparemment sans aucun dommage visible. Mais cest uniquement d la prsence dun ensemble des facteurs favorables tels que : action sismique assez faible, sol plutt ferme en couches horizontales sans effet de site dorigine gologique, qualit du bton correcte, prsence darmatures en plus grand nombre que dhabitude, prsence de murs en nombre suffisant et disposs assez rgulirement, maonnerie de bonne qualit, position du btiment au milieu dun lot ; effet de groupe Enfin, parmi les dsordres identifis, on note le fonctionnement de certains poteaux comme poteaux courts . Ce comportement a t mis vidence lors du sisme dEl Asnam de 1980




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Fig. 6.1 Destruction des poteaux cause du fonctionnement en poteaux courts

Fig. 6.2 Dtail de destruction des poteaux cause du fonctionnement en poteaux courts

Fig. 6.3 Dtail de destruction des poteaux cause du fonctionnement en poteaux courts

Fig. 6.4 Dtail de destruction dun poteau cause du fonctionnement en poteau court

Fig. 6.5 Dtail de destruction dun poteau cause du fonctionnement en poteau court

Fig. 6.6 Impact sur le btiment voisin




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Fig. 6.7 Comportement alatoire des btiments ossature en portiques (poteaux + poutres) et

remplissage en maonnerie














34



Fig. 6.14 Comportement alatoire des btiments








35



Fig. 6.20 Charpente en bton arm en cours de construction avant sisme

Fig. 6.21 Charpente en bton arm en cours de construction aprs sisme






36

Fig. 6.24 Btiments avec poteaux, poutres et murs en maonnerie : comportement alatoire









37






Fig. 6.35 Btiments avec poteaux, poutres en cours de construction : comportement alatoire




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39










40










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7. Proposition de renforcement des btiments avec portiques en bton arm Dans la mesure o ltat de la structure montre quil ny a pas eu de dplacement rsiduel important, la procdure de renforcement est assez claire et rapide pour la mise en uvre : a. Obtenir les plans dexcution (architecte, coffrage et ferraillage), b. Obtenir les notes de calculs correspondantes, c. Obtenir ltude de sol, d. Etat des dgts, identifis par le bureau de contrle, accompagn des photos en

nombre suffisant et du diagnostic, e. Rparation des poteaux et des poutres endommags, pour assurer le transfert

des charges verticales, f. Etablir la note dhypothses de base en accord avec toutes les parties

concernes, g. Dfinir le niveau dacclration de calcul 2,0 3,5 m/s, h. Introduction lintrieur du btiment des voiles en bton arm, dont il faudra

dfinir : Lpaisseur : gnralement de 15 20 cm Le nombre : plus le nombre est important, plus leffort transmettre est

rduit et les dispositions constructives moins contraignantes, La disposition en plan pour viter ou limiter les torsions daxe vertical, La capacit du plancher transmettre les efforts vers les voiles, Les liaisons avec la structure existante.

i. Utilisation dun calcul simplifi pour dterminer les efforts horizontaux, j. Raliser des fondations spcifiques pour les voiles en bton arm relies avec les

semelles isoles des poteaux Dune manire gnrale, le systme de renforcement par voiles en bton arm permet une transmission plus efficace et moindre cot des efforts horizontaux de la structure existante la nouvelle structure, grce la prsence de nombreux points de liaison. La solution adopte ne peut tre que le rsultat dun travail en quipe compose des reprsentants :

du Matre dOuvrage, du Matre duvre, du Bureau dtudes,




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du Bureau de contrle.

Fig. 7.1 Renforcement des btiments par des voiles en bton arm disposs en pignons

Fig. 7.2 Renforcement des btiments par des voiles en bton arm disposs en faades

Voiles en bton armVoiles en bton arm

Voiles en bton armVoiles en bton arm




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43

8. Endommagement des coles Il semblerait quenviron 240 coles aient subi des dgts. Les coles sont gnralement composes de blocs rectangulaires de 2 3 niveaux, avec des fentres situes la partie suprieure du niveau. Les dgts peuvent tre rsums comme suit : Cisaillement des poteaux courts sur la hauteur des fentres, Endommagement des poteaux intrieurs, Dgradation des cloisons Lger entrechoquement au droit des joints de dilatation

Fig. 8.1 Cisaillement des poteaux courts sur la hauteur des fentres du RdCh.




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Fig. 8.2 Nud dextrmit, manque darmatures transversales

Fig. 8.3 Endommagement des poteaux courts et dplacement au droit du joint de dilatation

Fig. 8.4 Destruction par cisaillement du poteau court

Fig. 8.5 Destruction par cisaillement du poteau court




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9. Proposition de renforcement des coles Dans la mesure o ltat de la structure montre quil ny a pas eu de dplacement rsiduel important, la procdure de renforcement est assez claire et rapide pour la mise en uvre. La solution est plus facile pour la mise en uvre cause de la rgularit en plan et en lvation des blocs composant les coles. a. Obtenir les plans dexcution (architecte, coffrage et ferraillage), b. Obtenir les notes de calculs correspondantes, c. Obtenir ltude de sol, d. Etat des dgts identifis, accompagn des photos en nombre suffisant, e. Rparation des poteaux endommags pour assurer le transfert des charges

verticales, f. Etablir la note dhypothses de base, g. Dfinir le niveau dacclration de calcul 2,0 3,5 m/s, h. Introduction lintrieur du btiment des voiles en bton arm, dont il faudra

dfinir : Lpaisseur du voile Le nombre de voiles La position en plan, La capacit du plancher transmettre les efforts vers les voiles, Les liaisons avec la structure existante.

i. Utilisation dun calcul simplifi pour dterminer les efforts horizontaux, j. Raliser des fondations spcifiques pour les voiles en bton arm La solution finale ne peut tre que le rsultat dun travail en quipe compos des reprsentants : du Matre dOuvrage, du Matre duvre, du Bureau dtudes, du Bureau de contrle.




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Fig. 9.1 Proposition de renforcement par voiles en bton arm

Structure existante

Voiles en bton arm

Structure existante

Voiles en bton arm

Structure existante

Voiles en bton arm




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10. Interrogations sur la conception des btiments Lors des diverses visites, nous nous sommes interrogs sur des choix qui, a priori ne sont pas compatibles avec la construction en zone sismique : a. Faire des entailles dans le btiment, chaque niveau, droit de la cage

descalier ne peut quaffaiblir le btiment (Fig. 10.1, 10.2 et 10.3). La prsence dune poutre qui prolonge le plancher au droit du vide (Fig. 10.4) amliore le comportement densemble, tout en restant insuffisant.

b. Daprs la rglementation parasismique, les joints doivent avoir une largeur

minimale de 4 cm vide de tout matriaux. Aucun btiment existant ou en cours de construction ne respecte cette exigence (Fig. 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9, 10.10).

c. Les porte--faux ne sont pas interdits en zone sismique.

Cependant, nous nous interrogeons sur le bien fond de ce choix pour les btiments o la faade aurait pu descendre directement sur les fondations. Solution plus conomique et plus sre en cas daction sismique. (Fig. 10.11 et 10.12).

d. On a constat une forte densit de constructions avec des rues trs troites qui

ne peuvent que ralentir ou mme empcher larrive de secours en situation de crise (Fig. 10.13 10.21).




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Fig. 10.1 On peut remarquer lentaille au centre du btiment et sur toute la hauteur

Fig. 10.2 On peut remarquer lentaille au centre du btiment effondr

Fig. 10.3 On peut remarquer lentaille au centre du btiment effondr

Fig. 10.4 On peut remarquer lentaille au centre du btiment avec des poutres

Fig. 10.5 Joint de 10 cm remplis avec du polystyrne

Fig. 10.6 Absence de joint entre les btiments




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Fig. 10.7 Absence de joint entre les btiments

Fig. 10.8 Ouverture des btiments vers le haut aprs entrechoquement

Fig. 10.9 Joint de 2 cm remplis avec du polystyrne

Fig. 10.10 Absence de joint entre le btiment souple gauche et le btiment rigide droite

Fig. 10.11 Porte--faux bas du RdCh. au-dessus dun sous-sol en retrait

Fig. 10.12 Porte--faux haut du RdCh.




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Fig. 10.13 Btiments en construction sur la route dAn Taya

Fig. 10.14 Terrasse lourde, excentre, pouvant entraner la ruine du btiment

Fig. 10.15 Btiments en construction au bord dune falaise

Fig. 10.16 Btiments en construction au bord dune falaise

Fig. 10.17 Forte densit de constructions avec

rues trs troites

Fig. 10.18 Forte densit de constructions




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Fig. 10.19 Forte densit de constructions ; plateau de Boumerdes






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11. Actions prioritaires Un schma est donn ci-aprs concernant des actions juges prioritaires la date de la rdaction du rapport prliminaire.

a. Provoquer un choc dans la culture de construction en gnral et dans la construction parasismique en particulier, en imposant des constructions avec voiles en bton arm, en lieu et place des portiques (poteaux et poutres) et murs de remplissage. Les btiments avec des voiles en bton arm ont prouv de leur efficacit aux actions sismiques les plus svres, depuis le Chili (1960) et jusquau Japon (1995) en passant par la Roumanie (1977) et la Turquie.

b. Etablir clairement la chane des professionnels (responsables) intervenant dans la construction de btiments : faciliter lmergence des bureaux dtudes spcialises.

c. Editer en urgence un document comportant les complments et les

modifications aux Rgles RPA 99. d. Renforcer durgence les coles avant la rentre des classes : voiles en bton

arm. e. Renforcer durgence les btiments dans la zone sinistre (poteaux + poutres +

remplissage en maonnerie) avec des voiles en bton arm. Il sagit des btiments existants habits avant le sisme, des btiments termins en instance dattribution, des btiments en cours de construction.

f. Rflchir sur le renforcement des btiments dAlger qui constituent le

patrimoine national. g. Installer des usines de fabrication de bton prt lemploi ; producteurs

homologus et contrls. h. Ouvrir un centre de formation aux mtiers du btiment. i. Former en urgence des ingnieurs de bureaux dtudes. j. Former des architectes de faon trs pratique. k. Renforcer les quipes du bureau de contrle CTC pour assurer un contrle

100 % du gros uvre. l. Organiser, pour la russite de toutes ces actions, une coordination unique par

la mise en place dune cellule de reconstruction avec toutes les prrogatives ncessaires. En fonction des priorits la cellule sera charge de toutes les phases de renforcement.




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Par exemple, si lon retient loption de renforcer les coles par des voiles en bton arm, les tudes et les travaux prparatoires peuvent commencer tout de suite, afin de livrer les coles pour la rentre scolaire.

Le sisme est lpreuve de la vrit pour lensemble du bti et surtout pour tous les acteurs participant lacte de construire. Il sagit maintenant de transformer cette douloureuse preuve par la mise en uvre dune dmarche rflchie, devant aboutir en priorit au renforcement des btiments existants et ensuite la mise en place systmatique du systme de construction par voiles en bton arm. Ainsi la vie pourra tre sauvegarde lors des sismes venir.

Savoir pour prvoir, prvoir pour agir

Auguste CONTE

Savoir pour prvoir, prvoir pour agir

Auguste CONTE

Alger et Paris, 8 juin 2003

Victor DAVIDOVICI

01 08 Rapport prliminaire 08.06.03.pdf09 19 Rapport prliminaire 08.06.03.pdf20 27 Rapport prliminaire 08.06.03.pdf28 42 Rapport prliminaire 08.06.03.pdf43 46 Rapport prliminaire 08.06.03.pdf47 53Rapport prliminaire 08.06.03.pdf

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Rapport Préliminaire