Utilisation et avantages du béton armé dans le domaine antisismique

Le béton armé est un matériau résistant à de nombreux types de sollicitations, alliant la stabilité du ciment à l’élasticité du métal. Une structure en béton armé est en effet à la fois stable et élastique grâce à la résistance à la compression du béton associée à la résistance à la traction de l’acier.

La structure  reste une étape du processus de conception particulièrement délicate, d’autant plus si la construction a lieu dans une zone à risque sismique élevé. Heureusement, les logiciels de calcul de structure nous aident, en mettant en œuvre diverses solutions en fonction du matériau, y compris le béton armé, et en garantissant l’analyse sismique de la structure conformément aux normes en vigueur.

Voyons donc ensemble quand un bâtiment est défini comme antisismique et pourquoi le béton armé est le matériau le plus utilisé dans ce domaine.

Que se passe-t-il à un bâtiment pendant un séisme ?

Que se passe-t-il à un bâtiment et à ses éléments résistants lorsqu’ils sont sollicités par un séisme ? 

Au fur et à mesure que les forces sismiques sollicitent le bâtiment, provoquant son oscillation, l’axe neutre des piliers, qui est naturellement fixe au centre du pilier lui-même, commence à pénétrer dans la section. Plus les forces sismiques horizontales augmentent, plus l’axe neutre se déplace vers les bords de la section, jusqu’à en sortir. Cette réaction se manifeste par des fissures de plus en plus larges sur la partie tendue et des compressions de plus en plus élevées sur la partie comprimée.

La raison de ces phénomènes réside dans le fait que dans les instants suivants de l’oscillation, la force de gravité et donc la compression sur la section du pilier ne s’épuise pas immédiatement mais continue d’agir.

Les techniques et les matériaux utilisés pour faire face aux oscillations sismiques sont multiples et sont conçus et dimensionnés en fonction du cas spécifique et des besoins concrets. Certains travaux antisismiques visent à sauvegarder la vie humaine mais pas nécessairement les bâtiments, parmi ceux-ci on trouve certainement les tirants ou les réseaux fixés aux maçonneries. D’autres travaux antisismiques, plus récemment mis en œuvre, visent à préserver non seulement la vie des personnes mais aussi l’intégrité de la structure. Parmi ceux-ci, on trouve les dispositifs antisismiques (amortisseurs et isolateurs).

Le béton armé est-il un matériau antisismique ?

Dans le paragraphe précédent, nous avons mentionné quelques techniques antisismiques, de mise en œuvre plus ou moins récente, en précisant que c’est le cas individuel qui dictera les meilleures solutions de conception. Une chose est sûre, en ce qui concerne les matériaux, le béton armé reste le meilleur et le plus recommandé pour la construction de bâtiments antisismiques en raison de sa résistance et de son élasticité.

La principale raison pour laquelle le béton armé reste le matériau le plus recommandé pour les constructions antisismiques est que les ondes de choc du séisme sont capables, proportionnellement à leur intensité, de réduire en miettes littéralement les structures en maçonnerie porteuse traditionnelle. Les structures en béton armé, en revanche, caractérisées par leur ossature métallique typique, sont capables de réagir au séisme en se pliant sous les sollicitations des ondes, sans céder pour autant.

C’est pourquoi l’utilisation du béton armé est recommandée pour la conception et la construction de bâtiments antisismiques ou d’ouvrages publics situés dans des zones à risque sismique.

Structure en béton armé

Quels sont les avantages du béton armé en matière parasismique ?

Les raisons pour lesquelles la réglementation recommande l’utilisation du béton armé pour les constructions parasismiques résident dans les caractéristiques intrinsèques de ce matériau. Le béton armé est en effet un matériau : 

• ductile : caractéristique qui lui confère une grande capacité d’absorption des ondes sismiques ;
• léger : par rapport aux structures porteuses en maçonnerie traditionnelle, la structure porteuse en béton armé est moins lourde et subit potentiellement moins de dommages lors d’un séisme.

Ces caractéristiques représentent déjà en elles-mêmes des avantages qui favorisent l’utilisation du béton armé en cas de risque sismique. À cela s’ajoute un autre avantage, à savoir la possibilité de construire des bâtiments sans contraintes structurelles. L’armature métallique et le coffrage peuvent en effet être façonnés à volonté sans compromettre la stabilité structurelle. Cette capacité du béton armé libère des contraintes structurelles et permet de soigner les détails lors de la phase d’exécution.

Caractéristiques du béton armé

Quand une maison est-elle définie comme antisismique ?

Le béton armé est donc le matériau recommandé et le plus utilisé pour la construction de bâtiments antisismiques. Mais quelles caractéristiques une maison doit-elle avoir pour être qualifiée de telle ? 

Les exigences fondamentales qu’une maison antisismique doit avoir sont : 

• résistance même dans des situations de sollicitation limite ;
• résistance à plusieurs secousses successives ;
• habitabilité et habitabilité même après un tremblement de terre ;
• capacité de résister aux dommages ou de pouvoir être ramenée aux conditions de sécurité initiales avec des interventions ni trop longues ni trop coûteuses.

En résumé, un bâtiment pour être qualifié d’antisismique doit avoir une résistance élevée et être capable de la maintenir à la fois après un fort événement sismique et après de nombreuses années depuis sa construction.

Pour les professionnels travaillant dans une zone à risque sismique élevé, il est essentiel de connaître les réglementations, les matériaux et les techniques de conception et d’adaptation sismique. C’est pourquoi je vous recommande d’essayer gratuitement le logiciel de calcul de structure qui permet, entre autres, la conception structurelle et l’analyse sismique dans le strict respect des normes en vigueur.