Méthode ATC-21 (1998) - Free

Méthode Japonaise (1990)
JBDPA (1990), Standard for seismic capacity assessment of existing
reinforced concrete buildings, Japanese Building Disaster Prevention
Association, Ministry of Construction, Tokyo, Japan. Description Principe Cette méthode, utilisée au Japon depuis 1975, a été publiée sous la forme
d'un standard de la Japanese Building Disaster Prevention Association en
1990 (JBDPA, 1990).
Trois procédures (niveaux 1, 2 et 3) de fiabilité croissante sont proposées
pour évaluer la performance sismique d'un ouvrage. Les niveaux 2 et 3
exigent des calculs d'ingénieur relativement complexes et ne seront pas
détaillés dans ce qui suit. La performance sismique du bâtiment est représentée par un indice de
performance sismique, IS, qui doit être calculé pour chaque étage et dans
les deux directions principales, selon l'équation :
IS = E0 SD T
Où E0 est l'indice structural de base, SD le paramètre relatif à la
conception structurale, et T le paramètre
Une cote structural de base (BSH : Basic Structural Hasard) est attribuée
au bâtiment selon son principe constructif, identifié parmi 15 types de
structures courantes en Amérique du nord, et selon la sismicité de la
région. Cette cote varie de 1,6 pour les ossatures en béton armé avec
remplissage en maçonnerie situées en zone de forte sismicité, à 7,4 pour
les structures en bois de charpente en zone de faible sismicité. La cote
structurale de base est ensuite modifiée par l'ajout ou la soustraction de
facteurs de modification de performance SM établis selon les déficiences
observées pour les différentes classes de bâtiment. Les caractéristiques
structurales considérées par les facteurs de modification SM sont la
hauteur du bâtiment, les irrégularités géométriques et structurales en plan
et en élévation, l'année de conception qui présuppose l'application d'un
certain code de construction, le type de sol. Une grille standardisée,
contenant les valeurs des coefficients à appliquer, est fourni pour
faciliter le pointage de ces éléments.
La cote finale varie théoriquement entre 0 et 9,8 et correspond à la
probabilité d'effondrement d'un bâtiment pour le séisme maximum probable,
selon la relation :
S=-log10(probabilité d'effondrement)
Champ d'application La FEMA-155 est une méthode rapide d'évaluation de la vulnérabilité
destinée à sélectionner les bâtiments présentant a priori un risque
inacceptable. Il est généralement recommandé de procéder au diagnostic
détaillé (par exemple suivant la procédure FEMA-310) des bâtiments dont la
cote est inférieure à 2, c'est-à-dire des bâtiments dont la probabilité
d'effondrement est supérieure à 1 %.
La méthode est calibrée pour les 15 types de constructions les plus
courants et les différentes zones sismiques des USA.
Données et compétences nécessaires . Données nécessaires : Les données nécessaires pour établir le diagnostic sont réunies à l'aide
d'une fiche de relevé normalisée remplie par simple examen visuel,
extérieur et éventuellement intérieur, du bâtiment. L'analyse des plans de
structure n'est pas indispensable mais peut aider à conclure sur le
principe constructif, la régularité du contreventement, ou encore la date
de construction par exemple. La classe de sol (types A à F) peut en
revanche difficilement être identifiée sur place : il est nécessaire de se
référer aux cartes géologiques, géotechniques ou aux sondages existants sur
la zone d'étude. Par ailleurs . Compétences à mobiliser : La procédure FEMA-155 étant relativement simple, elle peut être appliquée
par un technicien, spécialiste ou non en bâtiment, ayant lu avec attention
le manuel très détaillé décrivant la méthode. Il est également fortement
recommandé qu'un ingénieur expérimenté en vulnérabilité sismique soit
mobilisé, au moins pendant la première phase du projet, pour s'assurer de
la bonne mise en ?uvre des diagnostics. Sa présence peut également être
utile pour identifier, le cas échéant, des principes constructifs
particuliers à un territoire pour lesquels la méthode doit être adaptée. Temps et coût de la méthode : Le pointage in situ des facteurs de vulnérabilité doit prendre environ 30
mn à 1 h si l'accès à l'intérieur du bâtiment est possible. Toutefois, du
temps et des financements doivent être prévus pour le recueil préalable des
données (données géotechniques, carte de zonage sismique, plans, etc.).
Cette phase peut être longue mais est importante pour la fiabilité du
diagnostic. De plus, il faut considérer que les données recueillies seront
réutilisées si un diagnostic détaillé est prescrit. Il faudra par ailleurs ne pas oublier la formation des techniciens
« releveurs » dans l'estimation financière du projet.
Commentaires relatifs à la méthode * SES AVANTAGES o Sa simplicité et sa pédagogie La mise en ?uvre de la procédure FEMA-154 est simple et rapide. Elle ne
nécessite pas de compétences élevées en calcul parasismique des structures
et le diagnostic se base essentiellement sur l'examen visuel du bâtiment.
En outre, la méthode est accompagnée dans sa seconde édition (BSSC, 2002a)
d'un manuel d'explication très complet comprenant :
. des conseils pour les phases de préparation et de gestion des projets
de diagnostic, abordant en particulier la question du coût
. des conseils pour l'analyse visuelle des bâtiments et l'identification
des facteurs de vulnérabilité destinés à la formation des techniciens
« releveurs »
. une aide pour l'utilisation des résultats, par exemple à des fins de
programmation de diagnostics détaillés
. de nombreux exemples d'applications o le type de résultats La cote attribuée au final au bâtiment agrège la vulnérabilité du bâtiment
et le niveau d'aléa sismique. C'est donc une mesure directe du risque
sismique (plus précisément du risque d'effondrement) à partir de laquelle
peuvent être établies des nécessités (en valeur absloue) et des priorités
(relativement aux autres bâtiments) d'intervention. o Les compétences techniques requises Moyennant une bonne formation, par exemple un apprentissage mené en début
de mission avec un ingénieur expert sur quelques bâtiments représentatifs,
le diagnostic peut être mené par un technicien généraliste. o Le coût Le coût de revient par bâtiment est faible et la méthode peut être
appliquée à grande échelle pour effectuer une première sélection des
bâtiments présentant a priori un risque inacceptable.
* SES INCONVENIENTS o Paramètres pris en compte dans la vulnérabilité La qualité du contreventement, c'est-à-dire son dimensionnement vis-à-vis
de l'action sismique et le respect des dispositions parasismiques
(ductilité, monolithisme, etc.), reste un paramètre clé du comportement du
bâtiment. Difficile à identifier par un simple examen visuel, elle n'est
prise en compte qu'implicitement à travers la connaissance de l'antériorité
ou de la postériorité de l'année de construction par rapport à l'entrée en
vigueur des codes successifs. o La fiabilité des résultats Compte tenu de sa simplicité, une marge d'erreur non quantifiable est à
attendre. Ainsi certains bâtiments jugés à risque pourront être déclarés
conformes par un diagnostic détaillé, et inversement. Proposition : Ce type de méthode ne doit pas être utilisé pour les bâtiments dont la
ruine serait inacceptable. Elle doit être réservée pour les actions de
réduction globale du risque sismique portant sur un parc de bâtiments
courants. o La transposition au cas français Les coefficients associés au principe constructif (cote BSH), et aux
facteurs de vulnérabilité (cote SM), sont calibrés pour le contexte
américain. De ce fait, la méthode est difficile à transposer en Europe et
en particulier en France, qui diffère des USA par les types de construction
courants, le niveau d'aléa et les pratiques de dimensionnement parasismique
associées. Citons entre autres :
. la faible différenciation des types de maçonnerie dans la méthode
FEMA-155. Seules les maçonneries de blocs de béton et de briques
sont considérées, la pierre étant un matériau de construction peu
utilisé aux USA
. la prépondérance des types acier et bois quasiment absents en
France
. les différences notables de conception entre la France et les USA,
en particulier pour les bâtiments à murs voiles
. ... Par ailleurs, du fait de son architecture même, la méthode est
difficilement transposable à un niveau d'aléa différent puisque les cotes
dépendent de ce niveau d'aléa.
BSSC (2002a). Rapid visual screening of buildings for potential seismic
hazards : a handbook (Report N°FEMA-154, 2nd edition). Buildings Seismic
Safety Council, Washington D.C. BSSC (2002b). Rapid visual screening of buildings for potential seismic
hazards : supporting documentation (Report N°FEMA-155, 2nd edition).
Buildings Seismic Safety Council, Washington D.C.