commémoration de la journée du 21/05/2003 Boumerdes

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2 commémoration de la journée du 21/05/2003 Boumerdes
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils commémoration de la journée du 21/05/2003 Boumerdes la prévention par une reglementation technique de la construction plus fiable PR Abdelkrim CHELGHOUM Professeur en Numérique et Génie Parasismique Directeur de recherche (USTHB) Président G.P.D.S (laboratoire Génie Parasismique, Dynamique et Sismologie) Président Club des Risques Majeurs Consultant Principal GAIM Ltd Derbyshire (GB)

3 La mort de milliers d’hommes
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils La mort de milliers d’hommes Introduction

4 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils La destruction de villes entières Introduction

5 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Engendrement de crises économiques Introduction

6 Conditions de site locales
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils La cause de ces dégâts DÉGÂTS Niveau du séisme Qualité de la construction Type de sol Conditions de site locales Effet de site Introduction

7 Définition d’un évènement sismique
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Définition d’un évènement sismique Site Parcours Source Les facteurs qui gouvernent un événement sismique Introduction Partie I Partie II Conclusion

8 Types d’effets de site GPDS
CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Types d’effets de site Effets de site topographiques Effets de site liés à la constitution du sous sol Foyer Introduction Partie I Partie II Conclusion

9 Types d’effets de site GPDS
CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Types d’effets de site Les effets de site topographiques Introduction Partie I Partie II Conclusion

10 Les effets de site sédimentaires
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Types d’effets de site Les effets de site sédimentaires Introduction Partie I Partie II Conclusion

11 Causes des effets de site
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Causes des effets de site  Contraste de rigidité vertical Contraste de rigidité latéral Variation latérale du substratum Topographie de surface Introduction Partie I Partie II Conclusion

12 Le séisme de México City 1985 Le séisme de Kozani (Grèce)1995
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Quelques exemples sur les effets de site Le séisme de México City 1985 Le séisme de Kozani (Grèce)1995 Introduction Partie I Partie II Conclusion

13 Méthodes d’évaluation des effets de site
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Méthodes d’évaluation des effets de site MÉTHODES EXPÉRIMENTALES Rapports spectraux Fonctions récepteurs Méthode de NAKAMURA Fonctions  de Green empiriques Inversion généralisée MÉTHODES NUMÉRIQUES Méthodes simples Méthodes avancées Calcul manuel Analyse simple par ordinateur Méthodes analytiques Méthodes de rai Éléments de frontière Éléments finis Différences finies Introduction Partie I Partie II Conclusion

14 Prise en compte réglementaire des effets de site
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Prise en compte réglementaire des effets de site REGLES PS92 H B C D (i) A (I) b c a  1 y  = pour I-i  0,40 Si H>10m et i<I/  =1+0,8(I-i-0,4) pour 0,40  I-i  0,90  =1, pour I-i  0,90 Classe Description Vs (m/s) A Sol rocheux Sable, gravier ou argile surconsolidée ³800 ³400 B Gravier ou Sable de densité moyenne argile moyennement raide 200  Vs < 350 C Sol lâche ou de raideur faible < 200 Classification des sols Facteur d’amplification topographique Introduction Partie I Partie II Conclusion

15 Prise en compte réglementaire des effets de site
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Prise en compte réglementaire des effets de site LE CODE SISMIQUE CHINOIS GBJ 11-89  Classe Description Vs (m/s) SCI Sol rocheux ³800 SCII Sol ferme ³500 SCIII Sol semi ferme Sol semi mou 250 < V s < 500 140 < V s < 250 SCIV Sol mou < 140 Classification des sols Distance épicentrale Période Tg SC I SC II SC III SC IV Séisme en champ proche Séisme en champ lointain Spectre de réponse selon conditions de site Introduction Partie I Partie II Conclusion Périodes caractéristiques des site Tg(s)

16 Effets de site induits à Corso lors du séisme de Boumerdes
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Effets de site induits à Corso lors du séisme de Boumerdes CARTE DE CORSO Introduction Partie I Partie II Conclusion

17 Reconnaissance géotechnique
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Reconnaissance géotechnique RECONNAISSANCE GÉOTECHNIQUE Trois profils de sol sur le site des silos tout autour de la structure Deux profils de sol sur le site de la cité des 122 logements Cité 122 logements Introduction Partie I Partie II Conclusion

18 Analyse simple par ordinateur
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Méthode et hypothèse de calcul  MÉTHODE ADOPTÉE Analyse simple par ordinateur Réponse sismique de profils de sol Les profils de sol sont subdivisés en colonnes verticales espacées de 3m Chaque colonne est considérée comme un profil de sol isolé Chaque couche de sol est définie par : hi, i, i et Vsi L’onde excitatrice est introduite sous forme d’accélérogramme La non linéarité est prise en compte par un schéma itératif en supposant un comportement linéaire équivalent Introduction Partie I Partie II Conclusion

19 Formulation théorique
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Formulation théorique CALCUL DE LA REPONSE SISMIQUE DES PROFILS DE SOL Hypothèses sur les profils de sol  Caractéristiques de l’onde sismique Introduction Partie I Partie II Conclusion

20 Position des profils de sol par rapport aux silos
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Position des profils de sol par rapport aux silos Profil -3- Profil -2- Profil -1- NORD SILOS DE STOCKAGE DES GRAINS Introduction Partie I Partie II Conclusion

21 Étude du site des silos Résultats du profil-1- Profil -1-
NORD SILOS DE STOCKAGE DES GRAINS Profil -1- Introduction Partie I Partie II Conclusion

22 Accélération maximale en surface libre le long du profil-1-
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Accélération maximale en surface libre le long du profil-1- Introduction Partie I Partie II Conclusion

23 Représentation de l’accélération maximale en surface libre
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Représentation de l’accélération maximale en surface libre Distance (m) EST OUEST Introduction Partie I Partie II Conclusion

24 Amplification maximale et fréquence fondamentale
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Amplification maximale et fréquence fondamentale Introduction Partie I Partie II Conclusion

25 Résultats du profil-2- Profil -2-
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Résultats du profil-2- Profil -3- Profil -2- Profil -1- NORD SILOS DE STOCKAGE DES GRAINS Profil -2- Introduction Partie I Partie II Conclusion

26 Accélération maximale en surface libre
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Accélération maximale en surface libre Introduction Partie I Partie II Conclusion

27 Amplification maximale et fréquence fondamentale
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Amplification maximale et fréquence fondamentale Introduction Partie I Partie II Conclusion

28 Profil -3- Étude du site des silos Résultats du profil-3-
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Résultats du profil-3- Profil -3- Profil -2- Profil -1- NORD SILOS DE STOCKAGE DES GRAINS Profil -3- Introduction Partie I Partie II Conclusion

29 Accélération maximale en surface libre le long du profil-3-
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Accélération maximale en surface libre le long du profil-3- Introduction Partie I Partie II Conclusion

30 Représentation de l’accélération maximale en surface libre
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Représentation de l’accélération maximale en surface libre Distance (m) EST OUEST Introduction Partie I Partie II Conclusion

31 Amplification maximale et fréquence fondamentale
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Amplification maximale et fréquence fondamentale Introduction Partie I Partie II Conclusion

32 Accélération maximale en surface
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Accélération maximale en surface Introduction Partie I Partie II Conclusion

33 GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Amplification sismique entre le substratum et la surface libre Introduction Partie I Partie II Conclusion

34 Fonction de transfert entre le substratum et la surface libre
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Fonction de transfert entre le substratum et la surface libre Introduction Partie I Partie II Conclusion

35 Spectre de réponse tout autour des silos
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  Spectre de réponse tout autour des silos Introduction Partie I Partie II Conclusion

36 COMPARAISON DES RÉSULTATS
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  COMPARAISON DES RÉSULTATS La batterie endommagée Sur le site étudié, ils existent plusieurs silos répartis en 5 batteries La batterie située à l’extrémité EST du site a été cisaillée à deux niveaux lors du séisme du 21 mai 2003 de Boumerdes Introduction Partie I Partie II Conclusion

37 Étude du site des silos COMPARAISON DES RÉSULTATS
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  COMPARAISON DES RÉSULTATS 22 m 68 m Une batterie regroupe 9 silos en béton armé sa masse est de 8, kg sa rigidité est de 10, N/m sa fréquence propre de vibration est donnée par : Introduction Partie I Partie II Conclusion

38 La batterie est entrée en résonance avec les vibrations du sol
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  COMPARAISON DES RÉSULTATS La fréquence propre d’une batterie de silos est de l’ordre de 5,6 Hz La batterie est entrée en résonance avec les vibrations du sol La fréquence fondamentale des colonnes de sol du côté EST est comprise entre 5,5 et 5,75 Hz Introduction Partie I Partie II Conclusion

39 La batterie est entrée en résonance avec les vibrations du sol
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des silos  COMPARAISON DES RÉSULTATS La fréquence propre d’une batterie de silos est de l’ordre de 5,6 Hz La batterie est entrée en résonance avec les vibrations du sol La fréquence fondamentale des colonnes de sol du côté EST est comprise entre 5,5 et 5,75 Hz Introduction Partie I Partie II Conclusion

40 Étude du site des de la cité des 122 logements
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des de la cité des 122 logements Plan de localisation des profils de sol et Groupe ERIAD (Silos) S.E N.W E W Nord Profil -280- Cité des 122 logements -270- Introduction Partie I Partie II Conclusion

41 Résultats du profil -270- Cité des 122 logements
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des de la cité des 122 logements Résultats du profil -270- Groupe ERIAD (Silos) S.E N.W E W Nord Profil -280- Cité des 122 logements -270- Introduction Partie I Partie II Conclusion

42 Accélération maximale en surface libre
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des de la cité des 122 logements Accélération maximale en surface libre Introduction Partie I Partie II Conclusion

43 Amplification maximale et fréquence fondamentale
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des de la cité des 122 logements Amplification maximale et fréquence fondamentale Introduction Partie I Partie II Conclusion

44 Résultats du profil -280- Cité des 122 logements
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des de la cité des 122 logements Résultats du profil -280- Groupe ERIAD (Silos) S.E N.W E W Nord Profil -280- Cité des 122 logements -270- Introduction Partie I Partie II Conclusion

45 Accélération maximale en surface libre
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des de la cité des 122 logements Accélération maximale en surface libre Introduction Partie I Partie II Conclusion

46 Amplification maximale et fréquence fondamentale
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des de la cité des 122 logements Amplification maximale et fréquence fondamentale Introduction Partie I Partie II Conclusion

47 COMPARAISON DES RÉSULTATS
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Étude du site des de la cité des 122 logements COMPARAISON DES RÉSULTATS  La fréquence de vibration des bâtiments effondrés est estimée selon le RPA 99 CT = 0,05 (Portiques autostables en béton armé) 9,18m 12,24m hN = (Hauteur totale des bâtiments de 3 et 4 niveaux) 3,06Hz pour les bâtiments de 3 niveaux f = 3,80Hz pour les bâtiments de 4 niveaux La fréquence de vibration des colonnes du profil-280  3 Hz La fréquence de vibration des colonnes du profil-270  3,75 Hz Survenance du phénomène de résonance Introduction Partie I Partie II Conclusion

48 L’accélération enregistrée à Kaddara lors du séisme du
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Méthode et hypothèses de calcul  Composante EW L’accélération enregistrée à Kaddara lors du séisme du 21 mai 2003 à Boumerdes   Introduction Partie I Partie II Conclusion

49 L’accélération enregistrée à Kaddara lors du séisme du
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Méthode et hypothèses de calcul  Composante EW L’accélération enregistrée à Kaddara lors du séisme du 21 mai 2003 à Boumerdes   Introduction Partie I Partie II Conclusion

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51 CONCLUSION RECOMMANDATIONS
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils CONCLUSION RECOMMANDATIONS Les effets de site sont d’une importance vitale Les paramètres qui contrôlent ces effets sont : mécaniques géométriques L’estimation des effets de site nécessite la connaissance de : structure du sous-sol profondeur du substratum rocheux contraste d'impédance entre le substratum et le sol mou géométrie du subsurface L’interaction des ondes de surface avec les irrégularités du subsurface ont un rôle important sur l’amplification sismique. Des prospections géophysiques et géotechniques pour des simulations développées. La prise en charge des effets de site devient indispensable dans les étapes de calcul. Introduction Partie I Partie II Conclusion

52 Risques majeurs : une réalité pour le tissu urbain existant !!
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Risques majeurs : une réalité pour le tissu urbain existant !! Quantification du risque sismique ou autre. Risque =Aléa * Enjeu   

53 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Aléa (Seismic Hazard): Probabilité (par exemple Annuelle) une secousse sismique atteigne ou dépasse une certaine intensité. Risque (Seismic Risk): Espérance mathématique de pertes (vies humaines et biens exposés). Vulnérabilité (Vulnerability): d’une construction : ratio du coût des dommages probables au coût de la construction

54 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Objectif Recherché: Risque acceptable. Coût acceptable. Prescription de non - effondrement. Prescription de limitation des dommages.

55 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Études fines des sols d’assise Enchaînement d’événements - phénomènes induits successifs Plans d’aménagement urbains et régionaux - limiter l’ampleur de ces effets 

56 Exemple enchaînements d’évènements déclenchés par un séisme:
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Exemple enchaînements d’évènements déclenchés par un séisme: Tremblement de terre → Glissement de terrain - liquéfaction – tassement éboulement → Inondation   

57 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils TEST DE LIQUEFACTION

58 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils

59 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Tremblement de terre → Incendies isolés → Embrasement total   

60 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Tremblement de terre → contamination eau potable → Épidémies   

61 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Tremblement de terre → Tsunami → Inondation de lieux éloignés 

62 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Faciliter les opérations de secours Faciliter l’organisation de la vie après le sinistre Faciliter et accélérer la remise en l’état des installations et la reconstruction des ouvrages endommagés. 

63 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Les biens à protéger, par ordre de priorité, dans une région à forte activité sismique Centres de commandements (présidence de la République, ministères , protection civile, Assemblées ...etc. ) Installations économiques Infrastructures de base de la ville ou de la région : « lifelines » (lignes de la vie) Hôpitaux et cliniques Habitations Services sociaux 

64 Mesures de prévention en matière de protection contre le séisme
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Mesures de prévention en matière de protection contre le séisme Délimitation des zones à haut risque. choix du site. répartition des activités et de la population. modes d’utilisation du sol.   

65 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils réseaux routier, ferroviaire et aéroportuaire. conception générale de systèmes d’alimentation conception détaillée des divers éléments de l’agglomération urbaine (forme des édifices, disposition des rues, aménagement du paysage, etc.….) 

66 TYPOLOGIE DES CONSTRUCTIONS
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils TYPOLOGIE DES CONSTRUCTIONS Catégorie A : Composant la majorité des maisons de la Casbah et quartiers mitoyens, construction en pisé, argile, en pierre tout-venant, avec raidisseurs en bois : (Casbah d’Alger, de Constantine, Dellys, Cherchell, Oran etc.

67 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Catégorie B : Immeubles en murs porteurs : pierre taillée, mœllons et planchers métalliques en voûtin. Constructions mixtes maçonnerie et Acier. Ce type de construction représente 95% du bâti ancien (tissu colonial) et constituant l’essentiel des centres villes et principales artères des grandes métropoles telle que Alger (Rue Didouche Mourad, Rue Ben Mhidi, Bab el oued, Bel-cour, Ruisseau et quartiers mitoyens),Oran, Constantine et Annaba. Immeubles ( en Rez de Chaussés +5 étages en général)

68 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Catégorie C : Constructions nouvelles en poteaux-poutres, (portiques autostables) représentant la majorité des maisons individuelles, bâtiments et ouvrages publics (système traditionnel).

69 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Catégorie D : Constructions en caissons (Béton Armé) et constructions mixtes (voiles+portiques) Ce type de construction a vu le jour depuis l’avènement du séisme de Chlef du 10/10/1980 et généralisé depuis le séisme de Boumerdes du 21/05/2003

70 CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils
GPDS CABINET d’Etudes, Expertises, Contrôle et Conseils Catégorie E Ouvrages dits « intelligents » « Smart buildings » dont la conception est basée sur les principes de base du « Génie Parasismique »