Dossiers | 17-01-2012

Nouvelle réglementation
sismique | Course
contre la montre pour le BTP

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Les professionnels du bâtiment ont du pain sur la planche afin d'intégrer au plus vite les nouvelles règles de construction parasismique issues de l'Eurocode 8. En effet, dans quelques mois, la période de transition prendra fin et les anciennes règles deviendront caduques cédant la place à un calcul des structures à partir du zonage, du type de bâtiment et de la qualité du sol.
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Depuis l'entrée en vigueur du nouveau zonage sismique, le risque 0 n'existe plus en France.
© Stockbyte
Marquant une importante rupture dans le secteur de la construction, la France s'est dotée, depuis le 1er mai 2011, d'un nouveau ''zonage sismique''. A savoir une carte du territoire sur laquelle sont reportées les zones d'aléas systémiques, à savoir la probabilité d'un certain niveau de secousse du sol sur une zone et une période donnée. En pratique, c'est le décret n°2010-1255 du 22 octobre 2010 qui fixe la délimitation des nouvelles zones. Alors que l'ancien découpage utilisait les indicateurs 0 (sismicité négligeable), I a (aléas très faible), I b (sismicité faible), II (sismicité moyenne) et III (sismicité forte), le décret distingue la zone 1 (probabilité très faible d'apparition d'un séisme à un endroit donné), la zone 2 (faible), la zone 3 (modéré), la zone 4 (moyen) et la zone 5 (fort – uniquement aux Antilles NDLR). « La conséquence, c'est que le risque 0 n'existe plus », souligne Wilfried Pillard, directeur technique à l’Union de la maçonnerie et du gros œuvre de la FFB (Fédération française du bâtiment).
« Désormais, toutes les communes sont concernées, dont 59 % [21.433 communes NDLR] par un risque supérieur à 1. » Une petite révolution, sachant qu'à l'heure de l'ancien découpage, 84 % des communes n'étaient soumises à aucune réglementation sismique. Notons, par exemple, l'apparition pure et simple d'une zone sismique dans le Nord. La réalité géotechnique du territoire n'a pourtant pas changé... En réalité, sur la base d'une meilleure connaissance scientifique de l'aléa sismique (lire l'encadré) c'est le niveau de sécurité qui a été rehaussé dans des zones où, avant, la réglementation n'était pas appliquée.

Nouveau code


Simultanément au nouveau zonage, de nouvelles règles de conception ont vu le jour. Fixées par un arrêté du 22 octobre 2010, modifiées plus tard par un arrêté du 19 juillet 2011, elles sont – à l'instar de la nouvelle carte de zonage – applicables à tous les bâtiments dont le permis de construire a été déposé après le 1er mai 2011. Objectif : s'assurer qu'en cas de séisme les vies humaines sont protégées, les dommages matériels limités et que les structures importantes pour la protection civile (pompiers, hôpitaux, etc.) restent opérationnelles. En pratique, ces nouvelles règles sont calquées sur les règles Eurocode 8 (EC8), un code européen regroupant des règles techniques de construction et des normes de dimensionnement des structures. Des données destinées, en premier lieu, aux concepteurs des bâtiments (architectes et bureaux d'études). « D'une manière générale, le passage à Eurocode 8 fait la part belle aux bureaux d'étude-structure », remarque Frédéric Henry, responsable de la commission prévention construction à l'Agence qualité construction (AQC), une association loi 1901 qui regroupe des organismes de contrôle, des centres techniques, des architectes, etc. « Le grand changement, c'est la méthode de calcul. Du coup, leur intervention devient incontournable. »
Les anciennes règles restent en vigueur

En pratique, jusqu'au 31 octobre 2012, les règles parasismiques (PS), dites
« règles PS92 », restent en vigueur. Celles-ci sont définies dans un arrêté
datant du 16 juillet 1992. Seule condition pour les professionnels : majorer
les « valeurs d'accélérations ». A savoir, un coefficient de calcul représentant
la force sismique transmise aux bâtiments par le sol. « A chaque zone est
associée une accélération sismique », explique Paul Sauvage, responsable
du pôle diffusion des connaissances au Centre d'études et de recherche
de l'industrie du béton (CERIB). « Plus la zone est risquée, plus l'accélération
est importante. » Concrètement, plus la valeur du coefficient augmente
et plus le calcul final se retrouve « gonflé » afin d'augmenter le niveau général
de la sécurité de la structure bâtie. Ce qui peut avoir un impact, par exemple,
sur la quantité de matériaux utilisés sur le terrain. En pratique, pour
les ouvriers et les maîtres d'ouvrage, cela peut se traduire, par exemple, par
une augmentation de la quantité d'acier à couler dans les fondations ou encore
sur l'épaisseur des murs à construire.

Nouveau calcul


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A la date butoir du 31 octobre 2012,
toutes les constructions neuves devront
répondre à l'Eurocode 8.
© Stockbyte
Ce nouveau calcul intègre notamment les dernières avancées en matière de génie parasismique. En outre, il favorise la dissipation de l'énergie du séisme dans le bâtiment. Afin de faciliter l'apprentissage de l'Eurocode 8 par les professionnels, l’Etat a instauré une période de transition de dix-huit mois, laquelle court jusqu'au 31 octobre 2012. En attendant, le calcul habituel, issu des règles classiques de la construction parasismique (PS92), reste légalement utilisable, à condition de majorer certaines valeurs. Mais, à la date butoir, toutes les constructions neuves devront répondre à l'Eurocode 8. « Les professionnels du secteur ne sont pas prêts. Pas même les bureaux d'études qui doivent encore, pour la plupart, mettre à jour leurs logiciels », note Roger Bertuli, ingénieur chez Babet, un bureau d'étude structure, et membre du comité scientifique et technique de l'Association française du génie parasismique (AFPS).

Types de bâtiments


En pratique, la nouvelle méthode de calcul des structures se fonde sur deux données de base : le type de bâtiment à construire et la zone dans lequel il se trouve. Après s'être référés à la carte de zonage, les architectes et bureaux d'étude-structure doivent déterminer la catégorie de risque de la construction, entre risque « normal » et risque « spécial ». La première catégorie  correspond aux bâtiments, équipements et installations pour lesquels, en cas de séismes, les conséquences n'auront d'effets que sur les occupants et voisinage immédiat. La catégorie dite « spéciale » correspond à des structures pour lesquelles les conséquences d'un sinistre mettent en péril la sécurité de personnes bien au-delà du voisinage immédiat. C'est par exemple le cas des centrales nucléaires, des barrages, des ponts ou encore des usines Seveso qui disposent d'une réglementation propre et ne sont pas concernés par la nouvelle réglementation.
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Christophe Sira, ingénieur en charge
des études macrosismiques au Bureau central sismologique français.
© BCSF
Meilleure connaissance de l'aléa sismique

A l'aide de sismographes, les scientifiques observent en permanence, des séismes sur le sol français, lesquels résultent comme dans tout le bassin méditerranéen, de la convergence des plaques africaines et eurasiennes. Or la plupart du temps, ils sont de trop faible importance pour être ressenties. Pour autant ces secousses existent et sont enregistrées dans les bases de données des organismes d'études, tels que par exemple celles du BCSF. Ensuite, l'ensemble des données est compilé suivant une méthode probabiliste. Un indice de sismicité en résulte : l'aléa sismique, c'est-à-dire la probabilité d’un certain niveau de secousse du sol sur une période donnée. Pour autant, celui-ci ne peut donner que des estimations et non une prédiction. « La complexité des paramètres à prendre en compte est  trop grande », explique Christophe Sira, ingénieur en charge des études macrosismiques au BCSF. « Il y a par exemple, des piégeages d'ondes entre différentes couches géologiques, lesquelles génèrent des amplifications de la secousse qui restent difficiles à quantifier. » Toutefois, la connaissance de l'aléa s'est nettement améliorée depuis 1992 et 1969, dates des précédentes réglementations. D'où l'apparition d'un nouveau zonage en France, en 2011.


Bâtiment « normal »


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Chaînage visant à rigidifier la construction afin d'éviter l'effondrement sous la poussée horizontale de l'effort sismique.
© Cerib
Dans le cas d'un bâtiment « normal », le constructeur doit ensuite préciser la nature de la construction, laquelle peut être de quatre types. En pratique le bâtiment peut être de type 1 (avec activité humaine sans séjour de longue durée), par exemple un hangar isolé ou un garage attenant à une habitation. De type 2 (habitations collectives ou locaux d'entreprises et tous les bâtiments destinés à recevoir du public, dans la limite de 300 personnes et 28 mètres de hauteur au plafond). De type 3 (tous les bâtiments de plus de 28 mètres de hauteur au plafond et destinés à recevoir plus de 300 personnes ainsi que tous les établissements scolaires). Ou encore de type 4 (bâtiments indispensables pour continuer d'assurer la sécurité, la défense, les secours et les communications en cas de sinistre), lequel requiert un niveau de sécurité maximal. Notons que des dispositions particulières existent concernant la rénovation de bâtiments et la construction de certaines maisons individuelles de type 2.

Nature du sol


Outre le zonage et le type de bâtiment, un dernier élément entre en ligne de compte au moment du calcul de la structure d'un bâtiment en zone sismique selon la nouvelle réglementation en vigueur, à savoir la qualité du sol. Vase, tourbe, sable fin ou sols gorgés d'eau sont autant de terrains qui impliquent d'adapter le niveau d'exigence apporté à la structure. En outre, il convient également de vérifier que le sol ne cache pas, en réalité, un gouffre sans fond que révélerait, à coup sûr, un séisme, précipitant la construction dans l'abîme... « En cas de séisme, le sol bouge dans tous les sens, d'où l'importance de l'étudier avant tout projet de construction », rappelle Roger Bertuli. « Chaque sol possède sa fréquence de vibration propre. Autrement dit, il existe une “période” spécifique à chaque sol, au sens scientifique du terme. Par exemple sur un rocher, très dur, la période est plus courte que sur un sol argileux. Du coup, la vibration y est moindre... et la construction plus stable ! » En fait, chaque type de sol est associé à un coefficient qui représente la force sismique transmise. En multipliant ce nombre à l'intérieur du calcul, le résultat donne une vision plus juste de l'aléa. Dès lors, certaines mesures peuvent être prises par les ouvriers du gros œuvre, sur le terrain.
Le cas des maisons individuelles

La nouvelle réglementation offre la possibilité d'utiliser des règles simplifiées, dites PS-MI, pour construire certaines maisons individuelles (bâtiment de type 2). La norme NF P 06-014, datant de mars 1995, détaille la réglementation PS-MI dont les règles n’impliquent pas de calculs laborieux. « Elles sont descriptives, ce qui facilite leur mise en œuvre par n'importe quel maçon », explique Paul Sauvage, responsable du pôle diffusion des connaissance au CERIB. Attention, toutes les maisons ne sont pas concernées... « Seulement celles qui ont une forme simple, carrée ou rectangulaire », souligne Wilfried Pillard, directeur technique à l’Union de la maçonnerie et du gros œuvre de la Fédération française du bâtiment (FFB). « Les bâtiments en forme de L ou de U ne sont pas concernés. » En outre, la mauvaise qualité du sol ou un terrain trop pentu exclut d'office la construction du champ d'application des PS-MI. En revanche, si toutes les conditions sont réunies, ces règles sont applicables en zone de sismicité 2, 3 et 4 et le resteront après le passage à l'Eurocode 8. En zone 5 (aux Antilles), un équivalent existe sous la forme des règles dites « CPMI-Antilles ».

Renforcements


Sur le terrain, l'ouvrier peut par exemple améliorer l’épaisseur des chaînages, un élément de construction en béton armé, qui solidarise les parois et les planchers d'un bâtiment, soit en le ceinturant horizontalement, soit en le renforçant aux angles via un support vertical. Objectif : éviter la rupture des murs, l'arrachement de l'ossature ou encore de la toiture. En effet, la poussée sismique se ressent verticalement mais également horizontalement. Un peu comme si un géant poussait le bâtiment afin de le faire tomber... Le bâtiment est donc soumis à des forces d'inertie venant d'en bas, des deux cotés et même, par un effet d'élasticité, d'en haut. Pour contrer ces effets, les fondations peuvent faire l'objet de mesures afin d'éviter le glissement ou l'affaissement de la structure. Une règle consiste à alléger le sommet du bâtiment tout en alourdissant sa base, de manière à placer le centre de gravité au plus bas. « Une autre technique consiste à installer des “longrines” (poutres entre deux fondations, NDLR) afin de rigidifier la structure souterraine », suggère Frédéric Henry. En outre, qu'ils soient en béton, bois, métal ou encore en pierre, lors d'un séisme, les bâtiments ont tendance à se tordre et se déformer sur plusieurs centimètres, risquant donc (littéralement) de se percuter. D'où l'importance de prévoir entre deux constructions un « joint sismique », c'est-à-dire un espace vide suffisamment important pour éviter la collision.

© Guillaume Pierre, agence TCA-innov24.

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