MAITRISE DU REGLEMENT
PARASESMIQUE DES OUVRAGES
D’ART
R.P.O.A 2008
Nehaoua Adel Directeur des ressources d’ingenierie
06/0...
Sommaire
PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART
06/02/2015
2
GENERALITÉ
MESURES
R.P.O.A 2008
Introduction
PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART
 Le séisme est la principale catastrophe à laquelle est exposée l’Algérie.
...
GENERALITES
06/02/2015
4
06/02/2015
5
LE RISQUE SISMIQUE
06/02/2015
6
REPARTITION DES SEISMES
06/02/2015
7
LES PLAQUES LITHOSPHERIQUES
Rides ou rift Zones de subduction
Failles
transformantes
06/02/2015
8
TROIS TYPES DE LIMITE DE PLAQUE
06/02/2015
9
SÉISMES = RUPTURES = FORMATION DE FAILLES
06/02/2015
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TROIS CLASSES DE SÉISMES
 en fonction de la profondeur à laquelle ils se produisent:
1. les séismes normaux...
Ride ou rift = zone de divergence
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SEISMES SUPERFICIELS
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SEISMES INTRAPLAQUES
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LES FRONTIÈRES CONVERGENTES CONCENTRENT
LES TROIS CATÉGORIES DE SÉISMES
5%
15%
75%
Zones divergentes
Zones convergentes
Zones de décrochement
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DISSIPATION DE L’ÉNERGIE SISMIQUE DE L...
 Un matériau rigide soumis à des contraintes de cisaillement, se déforme
de manière élastique puis de manière plastique
...
DÉFINITIONS
 Foyer ou hypocentre :
 L'endroit où démarre la rupture est appelé foyer du séisme ou
hypocentre (0 à 700 km...
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STRUCTURE SISMIQUE
LES DIFFÉRENTS TYPES D’ONDES (1)
 Déclenchement d’un séisme = Propagation d’un
front d'ondes sismiques
 Deux types d'ond...
Ondes P = ondes premières/ondes
de Compression. Dans tous les états
de la matière
Les particules se déplacent selon un
mou...
Ondes L (ondes de Love) =
ondes de cisaillement qui
oscillent dans un plan
horizontal
Impriment au sol un
mouvement de vib...
Propriété qui permet de localiser un
séisme = Propagation des ondes P
plus rapide que celle des ondes S
Ondes sismiques en...
En un lieu donné, ondes P puis décalage et enregistrement des ondes
S
Exemple: retard de 6 minutes des ondes S par rapport...
Les vitesses de propagation des
deux types d'ondes (S et P) dans la
croûte terrestre
établies = courbes étalonnées
Pour un...
Pour une station:
temps d'arrivée de l'onde P: tp = t0 +
(d/Vp)
temps d'arrivée de l'onde S: ts = t0 +
(d/Vs)
Différence e...
Le séisme se trouve sur le périmètre d’un
cercle de rayon d1 centré sur une première
station d’enregistrement
d1
Avec une ...
EFFET DES ONDES SUR LES CONSTRUCTIONS
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Ondes L et R
 gamme des "basses
fréquences » (< à 1 hertz)
 nocives ...
LA MAGNITUDE
 Energie développée au foyer du séisme
 La magnitude est mesurée par le logarithme de
l’amplitude maximale ...
ECHELLE DE RICHTER INSTAURÉE EN 1935
 Calculée à partir de la quantité d'énergie dégagée au foyer
 Fournit la magnitude ...
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ECHELLE DE RICHTER
L’INTENSITÉ
 Plusieurs échelles pour évaluer l’intensité des tremblements de
terre
1. Echelle de Mercalli développée en 1...
Perception à l’intérieur
Enregistrement par les sismomètres
Perception à l’extérieur
Quelques dommages
Dommages légers aux...
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LES SÉISMES ENTRE 1990 ET 2001
UN RISQUE MAJEUR
06/02/2015
33
Conséquences secondaires:
• Glissements de terrains,
éboulements
• Incendies
• Tsunamis
143...
• Enjeux : hommes, centres de vie, environnement
• Destruction des biens (habitations,
infrastructures…)
• Pertes humaines...
 Nature du sous sol (amplifications des ondes)
 Instabilité des versants (réaction en chaîne)
 Types de bâtiments ou ou...
SISMICITÉ DE L’ALGÉRIE
 L’Algérie est connue pour être le siège d’une sismicité
importante caractérisée par des séismes m...
Distribution des séismes dans la région Méditerranéenne
SISMICITÉ DE L’ALGÉRIE
06/02/2015
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PRINCIPAUX SÉISMES CONNUS EN ALGÉRIE
Localité Date Magnitude ou
Intensité
Dégâts
Alger 03/01/1365 Fort Plusieurs victimes,...
GÉODYNAMIQUE DU BASSIN MÉDITERRANÉEN:
LA COLLISION ENTRE LES PLAQUES AFRICAINE ET EURASIENNE EST RESPONSABLE
DE LA SURVENA...
ALÉA ET RISQUE SISMIQUE EN ALGÉRIE DU NORD
 L’aléa est une notion relative à l’aspect géologique et
tectonique, c’est ce ...
 Le risque sismique est une fonction qui met en jeu trois paramètres :
l’aléa sismique, la vulnérabilité et la préparatio...
06/02/2015 42
LA SISMICITÉ EN ALGÉRIE 1716-1975
Tlemcen
Saida
Beni-Saf
Oran
Mascara
Relizane
Tiaret Ain-Oussara
Chlef
Cherchell
Blida
Alger
Tizi-Ouzou
Sour-el-Ghouzlan
Bo...
CONTEXTE TECTONIQUE DE LA RÉGION D’ALGER ET
RISQUE SISMIQUE
 Des failles sont présentes dans le bassin de la
Mitidja et i...
D’EL ASNAM 1980 À ZEMMOURI 2003 ÉTAT DE LA PRÉVENTION
SISMIQUE
 Le séisme d’El Asnam est le plus violent séisme qu’a conn...
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  1. 1. MAITRISE DU REGLEMENT PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART R.P.O.A 2008 Nehaoua Adel Directeur des ressources d’ingenierie 06/02/2015 1 Société des Etudes Techniques Sétif 21 MARS2010
  2. 2. Sommaire PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART 06/02/2015 2 GENERALITÉ MESURES R.P.O.A 2008
  3. 3. Introduction PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART  Le séisme est la principale catastrophe à laquelle est exposée l’Algérie.  De nos jours, la sécurité d’un pays est plus menacée, non plus par des agressions militaires armées, mais par le danger peut survenir suite à une catastrophe naturelle à laquelle le pays en question ne peut faire face et/où suite à une vacance du pouvoir. 06/02/2015 3
  4. 4. GENERALITES 06/02/2015 4
  5. 5. 06/02/2015 5 LE RISQUE SISMIQUE
  6. 6. 06/02/2015 6 REPARTITION DES SEISMES
  7. 7. 06/02/2015 7 LES PLAQUES LITHOSPHERIQUES
  8. 8. Rides ou rift Zones de subduction Failles transformantes 06/02/2015 8 TROIS TYPES DE LIMITE DE PLAQUE
  9. 9. 06/02/2015 9 SÉISMES = RUPTURES = FORMATION DE FAILLES
  10. 10. 06/02/2015 10 TROIS CLASSES DE SÉISMES  en fonction de la profondeur à laquelle ils se produisent: 1. les séismes normaux ou superficiels (profondeur<60 km) = frontières de plaques divergentes et frontières de plaque convergentes (fosses océaniques) 2. les séismes intermédiaires (60<profondeur<300 km) = frontières de plaques convergentes 3. les séismes profonds (jusqu’à 700 km de profondeur) = frontières de plaques convergentes
  11. 11. Ride ou rift = zone de divergence 06/02/2015 11 SEISMES SUPERFICIELS
  12. 12. 06/02/2015 12 SEISMES INTRAPLAQUES
  13. 13. 06/02/2015 13 LES FRONTIÈRES CONVERGENTES CONCENTRENT LES TROIS CATÉGORIES DE SÉISMES
  14. 14. 5% 15% 75% Zones divergentes Zones convergentes Zones de décrochement 06/02/2015 14 DISSIPATION DE L’ÉNERGIE SISMIQUE DE LA PLANÈTE
  15. 15.  Un matériau rigide soumis à des contraintes de cisaillement, se déforme de manière élastique puis de manière plastique  Au point de rupture, il se rompt 06/02/2015 15 DEFORMATION Élastique : le matériau reprend sa forme et son volume lorsque la contrainte est relâchée Plastique : le matériau reste déformé lorsque la contrainte est relachée Point de rupture: libération de l’énergie accumulée lors de la déformation plastique Séisme = rupture Accumulation + Relâchement des contraintes LES DÉFORMATIONS
  16. 16. DÉFINITIONS  Foyer ou hypocentre :  L'endroit où démarre la rupture est appelé foyer du séisme ou hypocentre (0 à 700 km profondeur)  Epicentre :  L'épicentre microsismique est le point de la surface du sol le plus proche du foyer (latitude, longitude)  L'épicentre macrosismique = lieu de plus forte intensité ressentie -Peut être différent de l'épicentre réel 06/02/2015 16
  17. 17. 06/02/2015 17 STRUCTURE SISMIQUE
  18. 18. LES DIFFÉRENTS TYPES D’ONDES (1)  Déclenchement d’un séisme = Propagation d’un front d'ondes sismiques  Deux types d'ondes :  Ondes de fond qui se propagent à l'intérieur de la terre (ondes S et ondes P)  Ondes de surface qui se propagent seulement en surface (ondes de Love et ondes de Rayleigh) 06/02/2015 18
  19. 19. Ondes P = ondes premières/ondes de Compression. Dans tous les états de la matière Les particules se déplacent selon un mouvement avant-arrière dans la direction de la propagation de l'onde Ondes S = ondes de cisaillement seulement dans les solides. Les particules oscillent dans un plan vertical, à angle droit par rapport à la direction de propagation de l'onde 06/02/2015 19 LES DIFFÉRENTS TYPES D’ONDES (2) ONDES DE FOND
  20. 20. Ondes L (ondes de Love) = ondes de cisaillement qui oscillent dans un plan horizontal Impriment au sol un mouvement de vibration latéral Les ondes de Rayleigh = vague les particules du sol se déplacent selon une ellipse = vague qui affecte le sol lors des grands tremblements de terre 06/02/2015 20 LES DIFFÉRENTS TYPES D’ONDES (3) ONDES DE SURFACE
  21. 21. Propriété qui permet de localiser un séisme = Propagation des ondes P plus rapide que celle des ondes S Ondes sismiques enregistrées en plusieurs endroits du globe Enregistrement par sismomètres Les vibrations verticales et horizontales du sol sont transmises à une aiguille qui les inscrit sur un cylindre qui tourne à une vitesse constante 06/02/2015 21 ENREGISTREMENT DU SÉISME (1)
  22. 22. En un lieu donné, ondes P puis décalage et enregistrement des ondes S Exemple: retard de 6 minutes des ondes S par rapport aux ondes P 06/02/2015 22 ENREGISTREMENT DU SÉISME (2)
  23. 23. Les vitesses de propagation des deux types d'ondes (S et P) dans la croûte terrestre établies = courbes étalonnées Pour une distance entre séisme et point d’enregistrement de 2000 Km, l'onde P mettra 4,5 min et l'onde S mettra 7,5 min = décalage de 3 min Dans l’exemple, distance correspondant à un décalage de 6 min = 5000 Km 06/02/2015 23 Temsdepropagation(minutes) LES DIFFÉRENTS TYPES D’ONDES (3)
  24. 24. Pour une station: temps d'arrivée de l'onde P: tp = t0 + (d/Vp) temps d'arrivée de l'onde S: ts = t0 + (d/Vs) Différence entre les deux relations précédentes : ts - tp = d . ( 1/Vs - 1/Vp) On connaît les vitesses des ondes P et S dans la croûte et on admet que : (1/Vs - 1/Vp) = 1/8 D’où : d = 8 * (ts - tp) On établit des abaques et on obtient directement d en fonction de (ts - tp) basée sur la différence de propagation des ondes P et S 06/02/2015 24 LOCALISATION D’ÉPICENTRE LA MÉTHODE DES CERCLES
  25. 25. Le séisme se trouve sur le périmètre d’un cercle de rayon d1 centré sur une première station d’enregistrement d1 Avec une seconde station, on détermine la distance (d2) séparant cette station de l’épicentre du séisme Les deux points d’intersection des deux cercles définissent les deux localisations possibles de l’épicentre du séisme enregistré Avec une troisième station, détermination de la distance (d3) séparant cette station de l’épicentre du séisme Un seul point d ’intersection possible entre les trois cercles définit la position précise de l ’épicentre du séisme enregistré d1 d2 d3 d2 d1 06/02/2015 25 LOCALISATION D’ÉPICENTRE LA TRIANGULATION
  26. 26. EFFET DES ONDES SUR LES CONSTRUCTIONS 06/02/2015 26 Ondes L et R  gamme des "basses fréquences » (< à 1 hertz)  nocives pour les bâtiments élevés - destructrices à des distances plus grandes que les ondes P et S (quelques dizaines de kilomètres) Ondes P et S  gamme des "hautes fréquences » (> à 1 hertz) - dangereuses pour diverses catégories de bâtiments bas
  27. 27. LA MAGNITUDE  Energie développée au foyer du séisme  La magnitude est mesurée par le logarithme de l’amplitude maximale des ondes, mesurée en microns, à partir d’un sismomètre placé à une distance d’environ 100 km par rapport à l’épicentre M = log A/T + F()  A amplitude en microns  T période en secondes  F() terme empirique = amortissement du signal sismique en fonction de la distance et de la profondeur 06/02/2015 27
  28. 28. ECHELLE DE RICHTER INSTAURÉE EN 1935  Calculée à partir de la quantité d'énergie dégagée au foyer  Fournit la magnitude (M) d'un séisme: log (E) = 11,4 + 1,5M  Un séisme de magnitude 8,5 est 100 millions de fois plus fort qu’un séisme de magnitude 3  Valeur objective = une seule valeur pour un séisme donné  A ce jour, plus fort séisme = 9,5 sur l'échelle de Richter (Chili).  Depuis janvier 2000, nouvelle échelle adoptée par les pays européens :  EMS 98 (European Macroseismic Scale 1998) 06/02/2015 28
  29. 29. 06/02/2015 29 ECHELLE DE RICHTER
  30. 30. L’INTENSITÉ  Plusieurs échelles pour évaluer l’intensité des tremblements de terre 1. Echelle de Mercalli développée en 1902 et modifiée en 1956 2. Echelle MSK (Medvedev, Sponheuer et Karnik, 1964)  Ces deux échelles comportent douze degrés notés généralement en chiffres romains de I à XII Intensité déterminée par: -Ampleur des dégâts causés par un séisme -perception de la population varient en fonction de la distance à l'épicentre. Echelle subjective Echelle variable géographiquement 06/02/2015 30
  31. 31. Perception à l’intérieur Enregistrement par les sismomètres Perception à l’extérieur Quelques dommages Dommages légers aux « bonnes constructions » destruction des « mauvaises » Dommages considérables Modification des paysages 06/02/2015 31 ECHELLE DE MERCALLI
  32. 32. 06/02/2015 32 LES SÉISMES ENTRE 1990 ET 2001
  33. 33. UN RISQUE MAJEUR 06/02/2015 33 Conséquences secondaires: • Glissements de terrains, éboulements • Incendies • Tsunamis 1436 Naples-Brindisi Italie 30 000 morts 1531 Lisbonne Portugal 30 000 morts 1693 Catane Italie 60 000 morts 1737 Calcutta Inde ~50 000 morts 1797 Quito Equateur 40 000 morts 1906 San Francisco Etats-Unis 700 morts 1908 Messine Italie 65 000 morts 1920 Ganzu (ou Kan-sou) Chine 180 000 morts 1923 Tokyo Japon 143 000 morts 1976 Tangshan Chine 800 000 morts 1980 El-Asnam Algérie 3 500 morts 1985 Mexico Mexique 20 000 morts 1995 Kobe Japon 5 000 morts 1999 Izmit Turquie 20 000 morts
  34. 34. • Enjeux : hommes, centres de vie, environnement • Destruction des biens (habitations, infrastructures…) • Pertes humaines (morts, blessés…) • Impacts environnementaux (glissement de terrain, pollution…) • Aléa : probabilité du séisme Risque 06/02/2015 34 ALÉAS ET ENJEUX SISMIQUES
  35. 35.  Nature du sous sol (amplifications des ondes)  Instabilité des versants (réaction en chaîne)  Types de bâtiments ou ouvrages  Topographie 06/02/2015 35 ETUDE DES « EFFETS DE SITE » :
  36. 36. SISMICITÉ DE L’ALGÉRIE  L’Algérie est connue pour être le siège d’une sismicité importante caractérisée par des séismes modérés parfois violents comme ceux d’Alger de 1365, 1716, Oran 1790, Blida 1825, Orléanville 1954, El Asnam 1980, Constantine 1985, Tipasa 1989, Mascara 1994, Ain Temouchent 1999 et Zemmouri 2003.  Cette sismicité concerne essentiellement la partie tellien compris entre l’Atlas Saharien et le littoral méditerranéen. Cette sismicité est associée à la collision entre les deux plaques tectoniques Afrique et Eurasie. Les séismes se produisent en général au niveau de la frontière entre plaques.  Pour notre cas la frontière qui sépare l’Afrique de l’Eurasie traverse l’Algérie d’Ouest en Est et c’est le long de cette frontière que les séismes algériens se produisent. 06/02/2015 36
  37. 37. Distribution des séismes dans la région Méditerranéenne SISMICITÉ DE L’ALGÉRIE 06/02/2015 37
  38. 38. PRINCIPAUX SÉISMES CONNUS EN ALGÉRIE Localité Date Magnitude ou Intensité Dégâts Alger 03/01/1365 Fort Plusieurs victimes, avec 100 répliques dans la même nuit Alger - Mitidja 03/02/1716 X 20000 morts Alger détruite Oran 09/10/1790 IX-X 2000 morts ressenti à Malte Blida 02/03/1825 X 7000 morts destruction de Blida peu de dégâts à Alger Jijel 22/08/1856 X Raz de Marée le long du littoral d’Alger à Annaba. Orléanville 09/09/1954 6.7 1243 morts et 20000 habitations détruites M’Sila 12/02/1946 5.6 264 morts et 1000 maisons détruites El Asnam 10/10/1980 7.3 2633 morts, 8369 blessés, 348 Disparus, des milliers sinistrés Mascara 18/08/1994 5.7 171 morts et plusieurs habitations détruites Ain Temouchent 22/12/1999 5.7 28 morts et plusieurs habitations détruites Zemmouri 21/05/2003 6.8 Plus de 2200 morts et des milliers de personnes sinistrées 06/02/2015 38 Sismicité de l’Algérie
  39. 39. GÉODYNAMIQUE DU BASSIN MÉDITERRANÉEN: LA COLLISION ENTRE LES PLAQUES AFRICAINE ET EURASIENNE EST RESPONSABLE DE LA SURVENANCE DES SÉISMES LE LONG DE LA FRONTIÈRE 06/02/2015 39
  40. 40. ALÉA ET RISQUE SISMIQUE EN ALGÉRIE DU NORD  L’aléa est une notion relative à l’aspect géologique et tectonique, c’est ce qui existe dans la nature (failles, plis, bassins sédimentaires, terrains glissants ou liquéfiables). Concernant ce paramètre on ne peut que l’évaluer par des études détaillées. On ne peut ni le changer ni le modifier.  Le risque sismique par contre est un paramètre que l’on peut calculer et nous pouvons le réduire.  Un facteur déterminant dans la prévention contre les séismes c’est la vulnérabilité. Pour ce paramètre, nous avons d’une part la vulnérabilité du bâti et d’autre part la vulnérabilité des personnes. 06/02/2015 40
  41. 41.  Le risque sismique est une fonction qui met en jeu trois paramètres : l’aléa sismique, la vulnérabilité et la préparation qu’ont les pouvoir publique à l’intervention, qui sont liés par une fonction très simple : Risque = ( Aléa * Vulnérabilité ) / préparation à l’intervention  Dans cette équation, l’aléa est le seul paramètre fixe que l’on ne peut pas changer.  La vulnérabilité des personnes peut être modifiée par la formation et l’information.  Celle relative au bâti peut être aussi modifiée par le diagnostic correct et sérieux et par le confortement, quand celui-ci est possible, des structures vulnérables. Celles qui ne peuvent subir de confortement doivent être détruites et remplacées par d’autres moins vulnérables.  Le troisième facteur concerne la préparation à l’intervention; plus l’intervention est rapide et efficace, moins le bilan est important. 06/02/2015 41 ALÉA ET RISQUE SISMIQUE EN ALGÉRIE DU NORD
  42. 42. 06/02/2015 42 LA SISMICITÉ EN ALGÉRIE 1716-1975
  43. 43. Tlemcen Saida Beni-Saf Oran Mascara Relizane Tiaret Ain-Oussara Chlef Cherchell Blida Alger Tizi-Ouzou Sour-el-Ghouzlan Boussaada Bejaia Setif Batna Constantine Jijel Collo Guelma Annaba Tebessa Mer Mediterranée X IX VIII VII VI < V Carte des Intensites Maximales Obsérvées (IMO) de 1716-2003 Mise à jour Janvier 2006 (A. Ayadi) Ain-Temouchent 06/02/2015 43 LA SISMICITÉ EN ALGÉRIE 1716-2003
  44. 44. CONTEXTE TECTONIQUE DE LA RÉGION D’ALGER ET RISQUE SISMIQUE  Des failles sont présentes dans le bassin de la Mitidja et il faut prendre les dispositions qui s’imposent pour en éviter une probable catastrophe.  Des failles marines peuvent exister mais actuellement il y a très peu d’information sur ce milieu. Des études précises doivent êtres faites pour mettre en évidence l’existence en mer de failles actives et préciser le type et mode de rupture. 06/02/2015 44
  45. 45. D’EL ASNAM 1980 À ZEMMOURI 2003 ÉTAT DE LA PRÉVENTION SISMIQUE  Le séisme d’El Asnam est le plus violent séisme qu’a connu l’Algérie depuis le début du XX siècle. Les pertes occasionnées ont étaient nombreuses et lourdes. Depuis le séisme d’El Asnam 1980, des rapports ont été établis, des recommandations ont été faites mais hélas en 2003 le séisme de Zemmouri est venu nous rappeler que nous n’avons pas bien capitalisé l’expérience d’El Asnam.  En 1980, nous avons eu 2633 morts et des milliers de blessés  En 2003 à Zemmouri nous avons eu 2278 et des milliers de blessés.  La différence entre les deux séismes c’est que celui d’El Asnam (M=7.3) été plus fort que celui de Zemmouri (M=6.8) mais les dégâts sont comparables. Ceci nous montre bien que nous avons vite oublié ce qui c’est passé à El Asnam pour reproduire les mêmes erreurs à Zemmouri. 06/02/2015 45

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