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Inventaire sismique des bâtiments. Adaptation de la méthode suisse de l’OFEG d’étape 1 à un contexte franco-métropolitain

06.10.2014
L’Office Fédéral des Eaux et de la Géologie (OFEG) en Suisse propose une démarche en 3 étapes pour classifier, hiérarchiser et identifier les bâtiments pour lesquels un risque d’effondrement en cas de séisme est notable/probable et un renforcement est pertinent. Cette méthodologie est basée sur une première phase qui consiste à inventorier un parc bâti selon des critères pertinents relatifs à son exposition et sa vulnérabilité au risque sismique.

Ce projet a consisté en l’adaptation de cette méthode au contexte franco-métropolitain en vue de l’application sur un parc bâti français. Il repose sur l’originalité de l’application d’une telle méthode d’inventaire sismique en France Métropolitaine et propose une méthode "inspirée" de la méthode originale, qui intègre les spécificités françaises ainsi qu’un retour d’expérience de l’application de la méthode suisse effectuée en Italie.

Contexte de réalisation

A ce jour, en France, les inventaires sismiques de bâtiments sont plutôt rares. On peut citer le démonstrateur de la Base de données « Bâti Antilles » (Bertil et al. 2008), qui compile des informations de plusieurs sources sur les diagnostics de vulnérabilité d’une série de bâtiments de classe C et D aux Antilles, combinées à leur localisation sous SIG. Certaines collectivités ont établi des diagnostics de vulnérabilité de leurs bâtiments, plus ou moins accompagnés d’une phase d’inventaire géolocalisé. On peut évoquer également la liste des établissements recevant du public (ERP) incluant les Services Départementaux d’Incendie et de Secours (SDIS) ou les Services Interministériels de Défense et de Protection Civile (SIDPC), mais ce recensement intègre uniquement la composante "catégorie de bâtiment" selon la fréquentation de l’établissement.     

Ces diagnostics de vulnérabilité ont comme objectif l’analyse de la vulnérabilité des structures en vue d’évaluer la pertinence, ou non - et d’identifier la solution à mettre en œuvre - d’un renforcement sismique, comme par exemple le guide de renforcement du CSTB (groupe de travail AFPS 2010-2012). Ces fiches ne visent en revanche pas l’établissement d’un inventaire exhaustif des bâtiments ni d’une hiérarchisation entre bâtiments. Elles citent à titre d’information l’usage du bâtiment, son effectif, ou sa fréquentation, sa surface, et le résultat final fournit un constat plus ou moins qualitatif de la vulnérabilité de la structure, une liste des points à améliorer ainsi que des pistes de renforcement. Par la suite, il appartient au maitre d’ouvrage ou au propriétaire du parc bâti d’utiliser et d’interpréter ces diagnostics et d’appliquer, ou non, les recommandations qui ont été émises.

Dans le cas français, il existe une hiérarchisation implicite et non formalisée des bâtiments vis à vis du risque sismique, à savoir que les diagnostics de vulnérabilité pour des bâtiments dans des zones peu sismiques ou pour des bâtiments à faible enjeu ne sont pas envisagés actuellement. Le principal atout de la méthode de l’Office Fédéral des Eaux et de la Géologie (OFEG) (étape 1) est qu’elle formalise des critères de classification à partir de la combinaison de critères intrinsèques à la vulnérabilité du bâtiment, de critères d’aléa sismique régional et local et de critères d’importance économique (la fréquentation du bâtiment), pour obtenir un résultat qui permet une hiérarchisation des actions à mener. L’inventaire sismique proposé intègre enfin un petit outil d’aide à la décision, permettant l’identification des bâtiments prioritaires nécessitant de passer à l’étape 2, c’est-à-dire qui demandent une analyse plus poussée de la résistance du bâtiment au séisme nominal.

Le bâtiment analysé est celui de gauche, de forme circulaire et donc considéré avec une forme régulière.

Le bâtiment analysé est celui de gauche, de forme circulaire et donc considéré avec une forme régulière.Le bâtiment est séparé du bâtiment annexe par un joint sismique et par une passerelle métallique. WK=0

Bâtiment avec une saillie en plan. WK=1

Le bâtiment étudié (celui de droite) n’a pas de joints avec le bâtiment voisin ; ils présentent en outre des planchers à niveaux décalés. WK=1

Objectifs

La présente étude a permis d’appliquer en démonstrateur et en France métropolitaine, une méthode d’inventaire sismique des bâtiments de niveau 1 inspirée de celle utilisée en Suisse.

Cette méthode d’inventaire s’utilise dans ce pays depuis quelques années. Elle repose sur une série d’hypothèses qui sont très liées au contexte suisse, aussi bien au niveau des évolutions des différentes règles parasismiques, qu’au niveau de l’aléa sismique ou encore au type de données disponibles pour chaque bâtiment.

Cette étude a discuté la pertinence des paramètres pour le cas franco-métropolitain, leur évaluation et la façon dont les informations nécessaires peuvent être récoltées. Fondamentalement, cette première phase d’inventaire doit rester sommaire et basée sur des données facilement accessibles et/ou disponibles à partir d’une visite sur site, de la consultation de plans et d’entretiens avec les gestionnaires de l’établissement. Les analyses plus poussées sont ainsi réservées aux phases 2 et 3, qui ne concernent pas l’ensemble du parc immobilier.

L’objectif est de montrer l’intérêt de l’application de ce type d’inventaire en Métropole, par rapport à l’approche qui consisterait à recenser et juger prioritaires tous les bâtiments de catégories d’importance C et D* en zones de sismicité modérée ou moyenne construits avant l’entrée en vigueur des codes parasismiques.

Programme des travaux

Le travail a comporté trois étapes :

  • estimer la pertinence, en France métropolitaine, des critères choisis par l’OFEG en Suisse, pour définir et élaborer l’analyse de chaque bâtiment, portant sur :
    • l’importance économique et sociétale de chaque bâtiment ;
    • l’aléa sismique et la probabilité d’un effondrement ;
    • le niveau de conception parasismique ;
    • les facteurs de vulnérabilité de chaque construction.
  • comment évaluer sur le terrain ces critères afin d’obtenir un classement en groupes de priorité, à partir d’un calage des facteurs en fonction de cas synthétiques ;
  • application sur quatre parcs bâtis dans différentes zones de sismicité de la Métropole (lycées publics du département 66, bâtiments publics des départements 31, 65, 84 et 04).

Résultats obtenus

La méthode d’étape 1 proposée par l’OFEG ne s’avère pas tout à fait pertinente pour une application en France métropolitaine sans un minimum de modifications, surtout relatives à la prise en compte de l’aléa/du zonage sismique de la France et de l’évolution de ses règles parasismiques.

Il a été décidé, en début de projet, que la méthode finale devait permettre de couvrir l’ensemble du territoire franco-métropolitain, y compris les zones de sismicité très faible. Des paramètres adaptés ont donc été proposés en vue de hiérarchiser les bâtiments. Ces paramètres sont notamment : la variation en probabilité de subir des dommages à cause des séismes entre les différents territoires de la métropole, l’entrée en vigueur des différents codes parasismiques en France, les évolutions dans la cartographie de l’aléa et les caractéristiques constructives.

Cette méthode a pour objectif d’améliorer les classifications "simplistes" des bâtiments, réalisées actuellement en fonction uniquement de l’âge de construction, de la catégorie d’importance et de la zone de sismicité. Les résultats issus de l’application de la méthodologie proposée dans des zones de sismicité modérée et moyenne ont montré qu’elle permet en effet d’aller plus loin dans cette hiérarchisation. L’âge de construction, bien que lié à des critères qui influencent beaucoup la vulnérabilité sismique d’un bâtiment (changements dans les pratiques et techniques constructives, évolutions des codes constructifs), ne peut en effet pas expliquer complètement sa vulnérabilité. Les résultats sont plutôt satisfaisants, en effet, lors de l’application à un parc bâti réel, les bâtiments vulnérables avec un vrai enjeu sociétal ont été identifiés comme prioritaires. Les résultats montrent toutefois également quelques limites, notamment liées à l’accessibilité à certaines données ou encore la prise en compte des situations complexes sur le terrain (découpage en différents bâtiments au sein d’un même établissement).

Finalement, l’application sur plusieurs cas réels a démontré que, même si une telle méthodologie (et plus particulièrement sa première étape) ne peut pas répondre à toutes les questions, elle s’avère un outil d’aide à la décision utile et pertinent pour la gestion d’un parc bâti, en intégrant des critères d’exposition au risque sismique. Il faut signaler que cet outil propose des critères a priori faciles à obtenir par un maître d’ouvrage, la simplicité d’acquisition de la donnée étant au cœur même de la démarche de l’OFEG.

PARTENAIRE

  • MEDDE/ DGPR/ SRNH /BRNT

RAPPORT PUBLIC

  • BRGM/RP-62874-FR - Inventaire sismique des bâtiments. Adaptation de la méthode suisse de l'OFEG d'étape 1 à un contexte franco-métropolitain. Rapport final - Télécharger le rapport

* classification et règles de construction parasismique applicables aux bâtiments