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Mon projet se trouve en zone sismique, dois-je choisir des chevilles spécifiques ?

Quels sont les éléments importants pour dimensionner des chevilles en zone sismique ?

Introduction

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Selon l’emplacement et le type de projet, les risques sismiques sont différents. Dans les départements d’outre-mer (Martinique, Guadeloupe, Réunion et Guyane), où l’activité sismique est très forte (c’est-à-dire que la terre tremble souvent et très fortement), le risque est plus élevé qu’en région parisienne. D’un autre côté, les répercussions de la défaillance d’un hôpital ou des moyens de communications stratégiques peuvent être très graves.

Ainsi, en fonction de leurs rôles dans le bâtiment, de l’emplacement ou de la nature du projet, les exigences à prendre en compte lors du dimensionnement de chevilles ne sont pas les mêmes et il est important de savoir comment choisir la cheville adaptée en fonction de ces critères.

Quand faut-il considérer la sismicité de la zone lorsque l’on dimensionne une cheville ?

Le zonage sismique : définition

Le zonage sismique est le découpage d’un territoire en zones qui partagent un aléa sismique comparable. Les zonages sismiques les plus récents sont établis à partir d’études d’évaluation probabilistes de l’aléa sismique sur le territoire en question.

Le zonage sismique en France

Le premier zonage sismique français date de 1969.

L’évolution des connaissances scientifiques, ainsi que la mise en place du code européen de construction parasismique (Eurocode 8) ont rendu nécessaire son actualisation. Sa dernière version, datée du 22 octobre 2010 et entrée en vigueur au 1er mai 2011, est issue d’une évaluation affinée de l’aléa sismique par méthode probabiliste avec une période de retour de référence fixée à 475 ans comme le demande l’Eurocode 8.

Le zonage actuel divise le territoire national en cinq zones de sismicité croissante :

  • Une zone de sismicité 1 (très faible) où l’application des règles de construction parasismique n’est pas nécessaire pour les ouvrages « à risque normal » ;
  • Quatre zones de sismicité 2 à 5 (faible à forte) où les règles de construction parasismique sont applicables aux bâtiments et ponts « à risque normal ».

La zone 5, regroupant les îles antillaises, correspond au niveau d’aléa le plus élevé du territoire national.

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La catégorie de bâtiment

Une fois que la zone sismique a été définie pour un projet donné, il s’agit d’évaluer la catégorie de bâtiment.

Première catégorie

Il s’agit des bâtiments où les risques pour les vies humaines et les conséquences économiques et sociales d’une ruine des équipements et installations sont faibles ou négligeables.

Cela comprend donc les bâtiments où il n’y a pas d’activité humaine nécessitant un séjour de longue durée.

Deuxième catégorie

Il s’agit des bâtiments où la ruine des structures, équipements et installations auraient des conséquences moyennement importantes sur les vies humaines et sur les aspects économico-sociaux.

Cela comprend donc :

  • Les bâtiments d’habitation individuelle ;
  • Les établissements recevant du public des 4ème et 5ème catégories ;
  • Les bâtiments dont la hauteur est inférieure ou égale à 28 mètres ;
  • Les bâtiments destinés à l’exercice d’une activité industrielle pouvant accueillir simultanément un nombre de personnes au plus égal à 300 personnes ;
  • Les bâtiments abritant les parcs de stationnement ouverts au public.

Troisième catégorie

Il s’agit des bâtiments où la ruine des structures, équipements et installations auraient des conséquences importantes sur les vies humaines et sur les aspects socio-économiques :

Cela comprend donc:

  • Les établissements scolaires ;
  • Les établissements recevant du public de 1ère, 2ème et 3ème catégorie ;
  • Les bâtiments dont la hauteur dépasse 28 mètres ;
  • Les autres bâtiments pouvant accueillir simultanément plus de 300 personnes ;
  • Les bâtiments des établissements sanitaires et sociaux, à l’exception de ceux des établissements de santé qui dispensent des soins de courte durée ou concernant des affections graves pendant leur phase aigüe en médecine, chirurgie et obstétrique et qui sont mentionnées à la catégorie d’importance IV ;
  • Certains bâtiments des centres de production collective d’énergie.

Quatrième catégorie

Il s’agit des bâtiments où la ruine des structures, équipements et installations aurait des conséquences extrêmes sur les vies humaines et sur les aspects socio-économiques.

Cela comprend donc :

  • Bâtiments pour les besoins de sécurité civile et de défense nationale ;
  • Bâtiments contribuant au maintien des communications ;
  • Bâtiments de contrôle de la circulation aérienne des aérodromes ;
  • Bâtiments des établissements de santé ;
  • Bâtiments de production ou de stockage d’eau potable ;

Le choix des chevilles

Toutes les chevilles ne sont pas homologuées pour les applications en zone sismique. C’est la réglementation (Eurocode 8 et Rapport Technique TR 045 de l’EOTA) qui impose le type d’ancrage à utiliser.

En fonction de l’aléa sismique et de la classe d’importance du bâtiment, des catégories de performance supérieures peuvent être exigées :

  • Catégorie de perfomance sismique C1 : évaluation des capacités de la cheville en terme de résistance à l’état limite ultime ;
  • Catégorie de performance sismique C2 : évaluation des capacités de la cheville à la fois en terme de resistance à l’état limite ultime et en terme de déplacement à l’état de limite de limitation des dommages et état limite ultime.

Pour être qualifiée en catégorie C1 ou C2, une cheville doit être testée selon des programmes spécifiques qui sont définis par l’ETAG 001 Annexe E ou le Rapport Technique TR 049 de l’EOTA. Ces essais complémentaires permettent de tenir compte des effets de la fissuration du béton et sous des cycles d’ouverture/fermeture des fissures dans l’évaluation des performances de la cheville.

Les tests réalisés lors d’une qualification pour la catégorie de performance C2 sont les plus sévères (essai complémentaire d’ouverture/fermeture des fissures et largeur des fissures augmentée à 0.8 mm). Pour la catégorie C1, les essais se limitent à une simulation des cycles de charge en traction et en cisaillement avec des largeurs de fissures limitées à 0.5 mm.

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Enfin, comme le mentionne clairement le Rapport Technique TR 045 de l’EOTA, la plupart des applications n’autorisent que les systèmes de chevillage de catégorie C2 dans les zones sismiques :

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Vous pouvez retrouver la liste des chevilles qui répondent à ces exigences sur notre site Internet.

Conclusion

En fonction du zonage sismique et du type de bâtiment, des catégories de performances sismiques peuvent être exigées pour les chevilles.

C’est aux ingénieurs qui dimensionnent ces ancrages qu’il incombe de choisir des solutions conformes et adaptées à leurs applications en zone sismique.

Une fois l’aptitude à l’emploi justifiée, les ancrages doivent être dimensionnés selon les codes de calcul applicables. En Europe, en attendant la parution prochaine de l’Eurocode 2 Partie 4, c’est le Rapport Technique TR 045 de l’EOTA qui définit les règles de calcul des chevilles en zone sismique.

Des logiciels de conception comme PROFIS Engineering peuvent également vous aider à effectuer des calculs de charges sismiques.

Un article à paraitre très prochainement sur notre page LinkedIn Ingénierie – Hilti France, reviendra plus en détail sur ces méthodes de calcul.

Auteur : Clément Cerniot

Blog ingénierie

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