Choisir l’acier

Si l’homme ne peut rien contre le phénomène géologique lui-même, il peut et doit agir sur ses conséquences, et en premier lieu celles qui touchent à la vie humaine. Une nécessité qui passe d’abord par la construction d’immeubles capables de subir les secousses sismiques et les déformations qu’elles engendrent sans s’effondrer sur leurs occupants.

Les études réalisées lors des missions post-sismiques montrent en effet que c’est l’une des causes majeures de mortalité lors des tremblements de terre. Utiliser l’acier dans la construction, mettant à profit ses qualités intrinsèques de résistance, de ductilité, de légèreté et de fiabilité, est l’un des moyens à la fois les plus efficaces et les plus économiques pour atteindre cet objectif.

Les retours d’expériences de séismes montrent que les ouvrages à ossature métallique résistent et mieux encore que d’autres types de construction. Dans les régions à fort risque sismique, comme le Japon ou la côte ouest des États-Unis, de très nombreux bâtiments sont en conséquence réalisés en acier y compris pour les immeubles de grande hauteur. Un choix qui s’explique par les qualités intrinsèques du matériau acier, et les spécificités de sa mise en oeuvre dans la construction.

La ductilité de l’acier est un facteur essentiel du bon comportement des ouvrages sous séisme. Les éléments qui constituent la structure métallique ont la capacité de se déformer et s’étirer, sans rupture ou sans ruine prématurée. Cette qualité physique du matériau est primordiale car elle constitue une réelle réserve de résistance et participe à la dissipation de l’énergie sismique sous forme d’énergie de déformation plastique dans les liaisons surabondantes des structures hyperstatiques. L’acier est aussi très résistant permettant de créer des structures fines et légères (5 à 6 fois moins lourdes qu’en béton par exemple).
Réduire les masses mises en mouvement en cas de séisme, c’est réduire en proportion l’inertie du bâtiment et donc les sollicitations qu’il subit. La finesse des éléments permet aussi de conférer à l’ouvrage une grande flexibilité et une grande capacité de déformation. Le séisme agissant comme un déplacement imposé, les efforts sollicitant l’ouvrage sont moindres qu’avec un bâtiment rigide. Enfin, matériau homogène et isotrope, l’acier résiste aussi bien en traction qu’en compression ; c’est un atout considérable vis-à-vis des sollicitations alternées spécifiques aux séismes.

– grande ductilité
– résistance mécanique élevée à la traction, la compression et le cisaillement
– rapport résistance / masse volumique élevé
– homogénéité et isotropie permettant d’encaisser des contraintes alternées
– haute rigidité et durabilité
– grande capacité d’absorption d’énergie
– excellente ténacité, ou capacité à s’opposer à la propagation des fissures
– endurance sous les charges cycliques
– facilité de mise en oeuvre d’assemblages à la fois rigides, résistants et ductiles
– fiabilité due à la facilité de diagnostic, de contrôle et de garantie sur les produits

Depuis le 1er mai 2011, la réglementation parasismique évolue en France avec d’une part l’entrée en vigueur de l’Eurocode 8 qui établit les « règles de conception et dimensionnement des structures pour leur résistance aux séismes », et d’autre part une carte modifiée du zonage de l’aléa sismique sur le territoire national en accord avec ces nouveaux principes de dimensionnement.

L’ancien zonage national était basé sur une approche statistique. La nouvelle carte sismique se fonde désormais sur une approche probabiliste prenant en compte les périodes de retour de référence du risque sismique envisagé. Elle découpe le territoire en cinq zones de sismicité croissante de très faible à forte, et évalue pour chacune, le niveau d’aléa sismique qui indique le niveau d’accélération du sol susceptible d’y être atteint au cours d’une période de temps donné (475 ans). Ce sont désormais quelque 20 000 communes, contre 5 000 actuellement, qui sont concernées par l’application des règles de construction parasismique. En métropole, la sismicité la plus importante est de niveau 4, seules la Martinique et la Guadeloupe se situent en zone 5.