Construction en Zone Sismique - Socotec

LA CONSTRUCTION EN ZONE SISMIQUE
Journée PS – La Rochelle/T1/ 5 septembre 2005

FRANCE : SÉISME DE ROGNES (1909)

FRANCE : SÉISME D ’ANNECY (15 juillet 96)

HISTORIQUE (mondial)
1436 Naples Italie 30 000 morts
1531 Lisbonne Portugal 30 000 morts
1693 Catane Italie 60 000 morts
1737 Calcutta Inde  50 000 morts
1797 Quito Équateur 40 000 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 Quindio Colombie 1 200 morts
1999 Izmit Turquie 18 000 morts
1999 Chi-Chi Taïwan 3 000 morts
2001 Salvador San Salvador 1 000 morts
2001 Ahmedabad Inde 100 000 morts

SÉISME DE TURQUIE (août 1999)

ZONES D ’ACTIVITÉ EN EUROPE

HISTORIQUE (Europe de 1980 à 1995)
Date Lieu Magnitude Nombre de Coût financier

morts (millions de F)
1980 Portugal (Açores) 6,8 56 > 60
1980 Mer Egée 6,4 1 > 150
1980 Iripinia (Italie du sud) 6,8 4580 > 150
1981 Grèce (Athènes,Corinthe) 6,8 16 > 150
1981 Grèce (Alklonides) 6,8 20 > 150
1983 Grèce (Vonitsa) 6,2 7 Entre 30 et 60
1983 Belgique (Liège) 4,7 2 > 120
1984 Italie (Pérouse) 5,3 0 > 150
1984 Italie (Abruzzes) 5,4 3 > 60
1984 Italie (Abruzzes) 5,8 7 > 150
1986 Grèce (Kalamata) 5,9 20 > 150
1988 Grèce (Killini) 5,8 0 > 150
1992 Pays-Bas (Roermond) 6,9 0 > 780
1995 Grèce (Grevena) 6,5 0 > 150
1995 Grèce (Aigion) 6,5 26 > 150
TOTAL 4738 > 2550

HISTORIQUE (France du 13 au 21 janvier 99)

QU’EST-CE QU’UN SÉISME ?

MESURE DE L’IMPORTANCE D’UN SÉISME

COMPARAISON
DES DIFFÉRENTES ÉCHELLES D’INTENSITÉ
M S K 1964 I II III IV V VI V II V III IX X XI XII

EMI * I II III IV V VI V II V III IX X XI XII
M E RC A LLI (m odifiée 1956) I II III IV V VI V II V III IX X XI XII
JA P O N 0 I II III IV V VI V II
URSS I II III IV V VI V II V III IX X XI XII
acc. m ax . du sol en g 0,002 0,004 0,008 0,015 0,03 0,06 0,13 0,25 0,5 1 2 4
* échelle m acroscopique d'intensité utilisée dans les règles P S 69 .

** accélération m oyenne du sol : il s'agit de la m oyenne des accélérations enregistrées lors des trem blem ents de terre de m êm e intensité.

MESURE DE L’IMPORTANCE D’UN SÉISME
Échelles d’intensité : Échelles de magnitude :

 échelle de Mercalli  échelle de Richter
 échelle MSK
2
M1 I
3
Duré
e(s e c
) 2 1
2 24 3
4
Accé
lé ra n(%
tio g) 9 2
2 37 5
0
Magnitud eM 2 3 5 6 7 8
In
ten
s itéI I-II V VI-V
II VIII IX
-X XI

DÉMARCHE DE LA PROTECTION SISMIQUE
DEUX OBJECTIFS :
 PROTECTION DES VIES HUMAINES
 LIMITATION DES DOMMAGES MATÉRIELS

DÉMARCHE DE LA PROTECTION SISMIQUE
Avant le séisme
Construction parasismique SÉISME
Feedback
Les enseignements obtenus après séismes Après le séisme
Évolution des connaissances et de la Analyse des conséquences
réglementation
Résultats des recherches

REGLEMENTATION SISMIQUE
Textes légaux
Loi n° 87-565 du 22 juillet 1987
Art. 41 Prévention des risques naturels et réglementaires
Décret n° 91-461du 14 mai 199
Prévention du risque sismique
OUVRAGES A RISQUE NORMAL A RISQUE SPECIAL
Exigence croissante de comportement sous séisme
PROTECTION STATISTIQUE INTRINSEQUE (spécifique)
CLASSES INSTALLATIONS CLASSEES - INSTALLATIONS NUCLEAIRES DE BASE

D’OUVRAGES
A B C D DONT « SEVESO » - CENTRALES NUCLEAIRES
Risque croissant
RISQUE Analyse sismotectonique

SISMIQUE Zones sismiques : 0 Ia Ib II III
spécifique pour chaque site
- Arrêté du 29 mai 1997 applicable aux bâtiments - Arrêté du 10 mai 1993

- Arrêté du 15 septembre 1995 applicable aux ponts applicable aux installations classées
- Règles PS 92 / NF P 06 - 013 - Règles fondamentales de sûreté

- Règles PS - MI 89 / 92 NF P 06 – 014 - Règles applicables au génie civil
- Guide AFPS 1992 pour les ponts des Centrales Nucléaires

DÉCRET DU 14 MAI 1991
 Vise les bâtiments, équipements  Il donne le découpage du

et installations nouveaux, territoire national en 5 zones
qu’il répartit en deux catégories : de sismicité croissante :
 bâtiments à risque normal  zone 0
divisés en 4 classes  zone Ia
(Cf. arrêté du 29 mai 1997)
 zone Ib
 bâtiments à risque spécial
(Cf. arrêté du 10 mai 1993)  zone II
 zone III

DÉCRET DU 14 SEPTEMBRE 2000
 Il porte modification
 du code de la construction
 de l’habitation
 du décret n° 91-461 du 14 mai 1991
relatif à la prévention du risque sismique.

CIRCULAIRE DU 31 OCTOBRE 2000
Cette circulaire précise que, pour les constructions

soumises au contrôle technique obligatoire, le champ du
contrôle technique obligatoire s’étend sans ambiguïté au
contrôle du respect des règles de construction
parasismique.Ce
En outre, pour les maîtres d’ouvrages publics, le CCTG
applicables aux marchés publics de contrôle technique
retient d’office la réalisation des missions L + S + PS en
zone sismique.

DÉCRET DU 14 MAI 1991

NOUVEAU ZONAGE

NOUVEAU ZONAGE

NOUVEAU ZONAGE

ARRÊTÉ DU 29 MAI 1997
• Prescrit l'application de la norme NF P 06-013 Article 3 : bâtiments existants
«Règles de construction parasismique,
applicables aux bâtiments», dites règles PS92. Les règles PS92 s'appliquent, lors d'interventions sur bâtiments
existants si l'on procède :
• Fixe les valeurs minimales de l'accélération • Au remplacement total des planchers en superstructures.
nominale aN en fonction de la zone de sismicité
et de la classe du bâtiment. • Aux additions par juxtaposition de locaux :
à des bâtiments existants de classes C ou D, dont elles sont
• Définit les règles de classification des bâtiments désolidarisées par des joints,
nouveaux dans les quatre classes A, B, C et D. à des bâtiments existants de classe B dont elles sont, ou non,
solidaires.
• Accepte l'application des règles PS-MI 89,
révisées 92 (norme NF P 06-014) en substitution • Pour la totalité des bâtiments, additions éventuelles comprises,
aux règles PS92 pour les maisons individuelles à au moins une des conditions suivantes :
situées en zone de sismicité II au plus. addition par surélévation avec création d'au moins un niveau
supplémentaire, même partiel (classes B, C ou D),
• Précise, à son article 3, les conditions dans addition par juxtaposition de locaux solidaires sans joint aux
lesquelles les règles PS92 s'appliquent lors bâtiments de classes C ou D,
d'interventions sur des bâtiments existants.
création d'au moins un niveau intermédiaire dans des bâtiments
de classes B, C ou D.

DOCUMENTS TECHNIQUES
 Règles parasismiques applicables aux bâtiments :
 règles PS 92
(Norme-DTU NF P 06-013)
 Règles simplifiées applicables aux maisons individuelles
et bâtiments assimilés, situés en zones de sismicité II
au plus :
 règles PS-MI 89 révisées 92
(Norme-DTU NF P 06-014)
 Guide AFPS 92 pour la protection parasismique
des ponts.

CHOIX DU SITE (faille)

GLISSEMENT DE TERRAIN :
séisme de Chichi - Taiwan

LIQUÉFACTION :
séisme de Chichi - Taiwan

CHOIX DU SITE (rebord de crête)

RÉGULARITÉS
La régularité en plan d’un bâtiment est nécessaire pour

éviter les trop fortes torsions d’axe vertical. Il faut éviter
d’excentrer les masses, par exemple, par des cages
d’escaliers extérieures aux bâtiments.
La régularité dans le plan vertical est nécessaire pour la

bonne répartition des charges sur l’ensemble des éléments
de contreventement.

BATIMENTS DE GRANDES DIMENSIONS
HORIZONTALES

VUE EN PLAN :
BATIMENTS À UN AXE DE SYMÉTRIE

LARGEUR DES JOINTS PARASISMIQUES
Zone Ia Ib II III
Largeur
4 4 6 6
(cm)

SÉCURITÉ VIS-A-VIS DES DÉFORMATIONS
d’ = h pour tout déplacement différentiel

100
entre 2 niveaux consécutifs de hauteur h

COUP DE FOUET

FRACTIONNEMENT DES BATIMENTS PAR DES
JOINTS PARASISMIQUES

CONCEPTION DES JOINTS PARASISMIQUES

POSITION DES MASSES

OSCILLATEUR SIMPLE NON AMORTI
m Masse m en tonne
m T  2
k Raideur k en kN/m
1
k f (en hertz)
T
  2f  2 / T (en radian/seconde)

OSCILLATEUR SIMPLE AMORTI SOUMIS
À UNE FORCE f(t)
- masse m
- raideur k
- amortissement C
L ’équation du mouvement u(t) est : mu  Cu  ku  f ( t )

mu  Cu  ku  f ( t )

OSCILLATEUR MULTIPLE NON AMORTI SOUMIS
À DES OSCILLATIONS LIBRES
La recherche des modes propres revient à résoudre :

|K-2M| = 0

ACCÉLÉRATION SPECTRALE
R(T) = aNRD (T)
- accélération nominale aN
- ordonnée du spectre de dimensionnement RD(T)
- coefficient lié à la topographie 
- coefficient correctif d ’amortissement 

SPECTRES DE DIMENSIONNEMENT
NORMALISÉS

ACCÉLÉRATION NOMINALE
CLASSES D’OUVRAGES
ZONES DE
SISMICITÉ A B C D
0 / / / /
Ia / 1,0 1,5 2,0
Ib / 1,5 2,0 2,5
II / 2,5 3,0 3,5
III / 3,5 4,0 4,5

COEFFICIENT CORRECTIF D’AMORTISSEMENT
Pourcentage
Matériau d’amortissement
critique  (%)
Acier soudé 2
Acier boulonné 4
 5  0,4 Béton non armé 3
    Béton armé et/ou chaîné 4

Béton précontraint 2
Bois lamellé collé 4
Bois boulonné 4
Bois cloué 5
Maçonnerie armée 6
Maçonnerie chaînée 5

COEFFICIENT DE SITE

COEFFICIENT DE COMPORTEMENT BÉTON ARMÉ
Bâtiments
Bâtiments Bâtiments
Types de structures réguliers
moyennement
irréguliers
réguliers
Structures dont le contreventement est assuré
3,5 3 2,45
uniquement par des voiles
Structures dont le contreventement est assuré
5 4,25 3,5
uniquement par des voiles
Maçonnerie porteuse chaînée 2,5 2,10 1,75
Maçonnerie porteuse armée et chaînée 3 2,55 2,10
Ossature avec remplissage à postériori 1,5 1,3 1,05
2
Structures mixtes (contreventement assuré par V 
 i 
des voiles et des portiques ou de la maçonnerie 1  qi 

q  Vi2
Structures fonctionnant en console verticale à
masses réparties prédominantes (cheminées, 3 2,55 2,10
tours …)
Structures comportant des transparences - 2à3 1,5 à 2,5

Pour les structures contreventées par des voiles ou comportant des

transparences, on ne peut prendre en compte la valeur maximum du
coefficient de comportement qu’après avoir effectué la vérification
de compatibilité des déformations.
Dans le cas contraire, on adopte les valeurs plus restrictives du

tableau suivant :

Bâtiments Bâtiments à Bâtiments

Types de structure
réguliers régularité moyenne irréguliers
Structures dont le contreventement est
assuré uniquement par des voiles
bt
3 2,55 2,1
bt< <
 1 +  /bt 0,85 (1 +  /bt) 0,7 (1 + 
b t
/bt)
< bt 2 1,7
1,4
b t

CLASSIFICATION DU SOL
Rocher sain
Sols de résistance bonne à très bonne (sables,
Groupe a graviers compacts, marnes, argiles raides fortement
consolidées...)
Sols de résistance moyenne (roches altérées, sables
Groupe b et graviers moyennement compacts, marnes ou
argiles de raideur moyenne...)
Sols de faible résistance (sables ou graviers lâches,
Groupe c
argiles molles, craies altérées, vases.)

CLASSIFICATION DU SITE
Site
• sites rocheux
S0
• sols du groupe a en épaisseur inférieure à 15 mètres
• sols du groupe a en épaisseur supérieure à 15 mètres
S1
• sols du groupe b en épaisseur inférieure à 15 mètres
• sols du groupe b en épaisseur comprise entre 15 et 50 mètres
S2
• sols du groupe c en épaisseur inférieure à 10 mètres
• sols du groupe b en épaisseur supérieure à 50 mètres
S3
• sols du groupe c en épaisseur comprise entre 10 et 100 mètres

Vitesse des
Pressiomètre ondes
Pénétro- Résistanc Vitesse longitudinales
mètre SPT e Indice de des ondes
Densité
Statique Nombre Compres- compressi de
TYPE DE SOL relative
Résitanc de Pressio sion on cisaillemen Sous la Hors
(%)
e coups Module n limite simple (Cc) t nappe nappe
(Mpa) (Mpa) (Mpa) (m/s)
(Mpa) (m/s) (m/s)
Rochers sains et craies >

ROCHERS > 100 >5 > 10 > 800
dures 2500
Groupe a Sols granulaires compacts > 15 > 30 > 20 >2 > 60 > 1800 > 800
Sols de bonne
à très bonne Sols cohérents (argiles ou > 400 >
résistance >5 > 25 >2 > 0,4 < 0,02
marnes dures) 1800
mécanique
50 à 400 à
Rocher altéré ou fracturé 2,5 à 5 1 à 10 300 à 800
100 2500
Groupe b
Sols de Sols granulaires 1500 à 500 à
5 à 15 10 à 30 6 à 20 1à2 40 à 60
résistance moyennement compacts 1800 800
mécanique 150 à 400
moyenne Sols cohérents 1000
moyennement consistants 1,5 à 5 5 à 25 0,5 à 2 0,1 à 0,4 0,02 à 0,10 à
et craies tendres 1800
Groupe c Sols granulaires lâches <5 < 10 <6 <1 < 40

Sols de faible Sols cohérents mous < 150 < 1500 < 500
résistance (argiles molles ou vases) < 1,5 <2 <5 < 0,5 < 0,1 > 0,10
mécanique et craies altérées


PRISE EN COMPTE DES MASSES
Les masses à prendre en compte dans les calculs sont

celles correspondant aux charges permanentes et à une
fraction des charges d ’exploitation et des charges de
neige.

PRISE EN COMPTE DES MASSES
charges d’exploitation
Type de bâtiments 
Bâtiments d’habitation ou d’hébergement, bureaux et assimilés 0,20

Halles divers, salles d’exposition et autres locaux destinés au transit des
personnes
0,25
Salles de réunions, lieux de culte, salles et tribunes de sport, salles de
danse et tout autre lieu avec places debout et utilisation périodique
Salles de classe, restaurant, dortoirs, salles de réunions avec places
0,40
assises
Archives, entrepôts 0,80
Autres locaux non cités ci-dessus 0,65
Bâtiments industriels :
1
• catégorie de charges a1
0
0,65
(Les 3 catégories de charges ci-dessus sont définies dans l’annexe 1 de la
norme NF P06-001)
CLASSIFICATION DES BATIMENTS
SELON LEUR RÉGULARITÉ
Bâtiments réguliers
Bâtiments moyennement réguliers
Bâtiments irréguliers

CRITÈRES A REMPLIR PAR LES BATIMENTS
RÉGULIERS OU MOYENNEMENT RÉGULIERS
Descente de charges
interrompue  NON

CRITÈRES A REMPLIR PAR LES BATIMENTS
RÉGULIERS OU MOYENNEMENT RÉGULIERS
2 masses par
niveau  NON

CRITÈRES A REMPLIR PAR
LES BATIMENTS RÉGULIERS
2 I xi2   Jjy y2j

ix
rx 
 Iix
2 I xi2   Jjy y2j

ix
ry 
 Jjy
2 L2x  L2y 2
rx   e0x
8
2 L2x  L2y 2
ry   e0y
8

CRITÈRES A REMPLIR PAR
LES BÂTIMENTS RÉGULIERS

CALCUL DES BATIMENTS RÉGULIERS
FORME FORFAITAIRE DU MODE FONDAMENTAL

PÉRIODE DE VIBRATION
TYPE DE BATIMENT PÉRIODE (seconde)

Ossatures (béton ou charpente
métallique) non bloquées par un H
T  0,10
remplissage ou une maçonnerie Lx
Contreventements par voiles de

béton et/ou chaînés ou H H
T  0,08
contreventements mixtes (voiles + Lx Lx  H
portiques)
Ossatures (béton ou charpente H H
T  0,06
métallique) avec remplissage en Lx 2L x  H
maçonnerie ou avec palées
triangulées

FORCES STATIQUES ÉQUIVALENTES

  mi zi R (T )
f r  0 m r z r 2
 mi zi q
 T 32 
0 = max 1  0,10(
TC
) ;1,10  pour les voiles
 
avec
 T 32 
0 = max 1  0,05( ) ;1,05
TC
pour les portiques
 

TORSION D’AXE VERTICAL
e 'r  0,10L r Z r

DÉPLACEMENTS
 2
  mi zi  T
d r  0 z r 2   R (T )
 mi zi  2 

CALCUL DES BATIMENTS MOYENNEMENT RÉGULIERS
FORME FORFAITAIRE DU MODE FONDAMENTAL

ÉVALUATION DE LA PÉRIODE DE VIBRATION
2
m u
 i i
Formule de Rayleigh :T  2
 mi u i

FORCES STATIQUES ÉQUIVALENTES
 m i u i R (T )
fr  mru r 2
 mi u i q
Pour ne pas avoir à tenir compte d’un mode complémentaire, on doit multiplier les
valeurs defr par le coefficient  :
4
 T  3
0  1  0,05  pour les contreventements par voiles
 TC 
4
 T  3
0  1  0,03  pour les portiques
 TC 
 m i u i R (T )
f r  0 m r u r 2
 mi u i q

TORSION D’AXE VERTICAL
'
er  0,10L r Z r

DÉPLACEMENTS
2
 T
d r   0 u r    R (T )
 2 
avec :
4
 T  3
0 : 1  0,05 
Pour les contreventements par voiles
 TC 
4
 T  3
0 : 1  0,03  Pour les portiques
 TC 

CALCUL DES BATIMENTS IRRÉGULIERS
 Méthode spectrale
 modélisation complète en 3 dimensions du bâtiments à
l’aide de barres et d’éléments finis
 modélisation simplifiée, dite modèle «brochette»

 Principaux logiciels français utilisés :
 HERCULE
 EFFEL
 ROBOT
 EPICENTRE

EXEMPLE
 Bâtiment :
 à usage d’habitation
 25 mètres de hauteur
 situé à Chambéry en Savoie
 sol constitué de sable compact sur une épaisseur de
25 mètres environ.

Déformée - mode 1

Déformée - mode 2

EXEMPLE 3D : ACCÉLÉRATIONS PAR NIVEAU
 Création, pour chaque direction de séisme X et Y, d’un cas obtenu
par superposition quadratique des modes sélectionnés.
 Par exemple :
• Sens X : cas 11
• Sens Y : cas 21
• Sens Z : cas 31 (obtenu en prenant un pourcentage de la
valeur du poids propre)
• Charges permanentes : cas 1
• Charges d’exploitation : cas 2

EXEMPLE 3D : COMBINAISON DE NEWMARK
SX = cas 1 + cas 2 ± cas 11 ± 0,3 cas 21 ± 0,3 cas 31

SY = cas 1 + cas 2 ± 0,3 cas 11 ± cas 21 ± 0,3 cas 31
SZ = cas 1 + cas 2 ± 0,3 cas 11 ± 0,3 cas 21 ± cas 31
Avec :
• charges permanentes : cas 1
• charges d’exploitation : cas 2
• séisme X : cas 11
• séisme Y : cas 21
• séisme Z : cas 31

EXEMPLE 3D : COEFFICIENT DE COMPORTEMENT
Le bâtiment étant irrégulier et de hauteur inférieure à 28 m, le

coefficient de comportement est pris égal à 1,5 pour les
directions horizontales. Ainsi, la compatibilité des
déformations n’aura pas à être effectuée.
 l   19 

q 0 ,7  1   
 0 ,7 1    1,5
 bt   16 , 5 
Les efforts (et non les déplacements) sont divisés par 1,5.
Pour la direction verticale, q = 1

EXEMPLE 3D : EFFORTS À LA BASE
CAS X Y Z
1 0 0 21210
2 0 0 2995
11 6430 0 0
12 0 6570 0
13 0 0 6380
6430
Sens X : = 0,295
21210 + 0,2 x 2995
6570
Sens Y : 21210 + 0,2 x 2995 = 0,301
EXEMPLE 3D : EFFORTS DANS LES VOILES
V = 892 kN V = 986 kN
N = 2044 kN N = 2614 kN
M =1427 m.kN M =2696 m.kN

EXEMPLE 3D : FERRAILLAGE DANS LES VOILES
Ferraillage horizontal

INTERACTION SOL - STRUCTURE
 Deux méthodes sont le plus utilisé pour les bâtiments

fondés sur radiers rectangulaires :
 la méthode de Rosenblueth
 la méthode de Deleuze.

MÉTHODE DE ROSENBLUETH
 Données concernant le bâtiment
 la dimension en plan du bâtiment dans le sens X : LX
 la dimension en plan du bâtiment dans le sens

perpendiculaire Y : LY
 la hauteur du bâtiment : h
 la masse totale du bâtiment : Mb
Le rapport LX/LY doit être compris entre 0,1 et 10. Cette fourchette
assez lâche permet donc de calculer les semelles filantes.

MÉTHODE DE ROSENBLUETH
 Données concernant le sol concernant le sol

 le module dynamique transversal : G
 le coefficient de Poisson : 
 la masse volumique : 

MÉTHODE DE ROSENBLUETH - PROGRAMME ISS

MÉTHODE DE ROSENBLUETH - PROGRAMME ISS

INTERACTION SOL-STRUCTURE
MÉTHODE DE DELEUZE
 Données concernant le bâtiment
 la dimension en plan du bâtiment dans le sens X : Lx
 la dimension en plan du bâtiment dans le sens Y : LY
 la fréquence propre du mode fondamental dans chaque
sens : fX, fY et fZ
Le rapport LX/LY doit être compris entre 0,5 et 2. (la méthode
de Deleuze a été établie pour des fondations circulaires puis
extrapolée aux fondations
rectangulaires).
MÉTHODE DE DELEUZE
 Données concernant le sol

 le module dynamique transversal : G
 le coefficient de Poisson : 
 la masse volumique : 

MÉTHODE DE DELEUZE : PROGRAMME ISS

MÉTHODE DE DELEUZE : PROGRAMME ISS

FONDATIONS
Les points d’appui d’un même

bloc doivent être solidarisés
par un réseau bidimensionnel
de longrines (ou tout autre
système équivalent) tendant à
s’opposer à leur déplacement
relatif dans le plan horizontal

FONDATIONS
On peut considérer que les

poutres du plancher inférieur
d’une construction peuvent
jouer le rôle de longrines si
elles sont situées à une
distance de la sous-face des
semelles ou des massifs
inférieure à 1,20 m.
Un dallage armé correctement
peut éventuellement remplacer
les longrines.

FONDATIONS PROFONDES
 L’emploi de fondations profondes

inclinées est interdit.

FONDATIONS PROFONDES : PIEUX
 Armatures longitudinales (sur toute la longueur)
• Nombre minimal de barres : 6

• Diamètre minimal : 12 mm
• Section totale rapportée à la section nominale du pieu :
-minimum : sols de type a ou b : 0,5 %
-Minimum : sols de type c : 0,6 %
-maximum : 3 %

 Armatures transversales
• diamètre minimal : 6 mm
• pourcentage minimal en volume :
 0,6 % en partie courante
 0,8 % en zone critique
 espacement maximal de nu à nu des spires ou
des cerces :
 s’ = 12 fois le diamètre des barres
longitudinales en partie courante
 s’ = 10 cm en zone critique


FONDATIONS PROFONDES : CALCUL
Méthode applicable aux :

 pieux en béton moulé dans le sol et pieux exécutés à la
tarière creuse
 barrettes en béton moulé dans le sol
 puits
 pieux battus préfabriqués en béton armé
 pieux battus métalliques tubulaires, pieux H, caissons de
palplanches ou palplanches
 micropieux et pieux injectés sous pression



aN (m/s2) £1 1,5 2 ³3
G / Gmax 0,80 0,65 0,50 0,40
Sol monocouche :

Ts = 4H
G
Sol multicouche :
4H
Ts =
GiHi
iHi

Pieu appuyé en pointe :
2
 Ts    2H  2
d max     aN     aN
2
   G   
2
 Ts  
M max   EI a N   EI a N
 4H  G

Pieu flottant :
2
T     H  h    2H  2    H  h 
d max    s  aN 1  sin       aN 1  sin  
 2    2 H  G     2 H 
2
T     H  h      H  h 
M max    s  EI a N 1  sin      EI a N 1  sin  
 4H    2 H  G   2 H 

PAROIS D’INFRASTRUCTURES
MÉTHODE DE MONONOBÉ-OKABÉ
Poussée dynamique globale :
1 2
Pad  H 1   V K ad
2
2
cos      sin  sin      
2
K ad  1  
2
cos   cos  cos  

BÉTON ARMÉ
Distinction entre éléments principaux
et éléments secondaires
Élément principal :
Élément qui intervient dans la résistance aux actions sismiques
d’ensemble ou dans la distribution de ces actions au sein de
l’ouvrage.
Élément secondaire :
Élément structural n’apportant pas de contribution significative
à la résistance aux actions sismiques d’ensemble ou à leur
distribution.

BÉTON ARMÉ
Zone critique :
Partie d’un élément structural principal dans laquelle des
concentrations de déformations ou de sollicitations sont
susceptibles de se produire.
Confinement :
Volume de béton pourvu d’armatures transversales
disposées à s’opposer au gonflement du matériau sous
l’effet des contraintes de compression ainsi qu’au
flambement des armatures.

BÉTON ARMÉ
Distinction poteau - mur
En désignant par a et b respectivement la petite et la grande

dimension d’une pièce :
•si b < 4a, la pièce est considérée comme un poteau
•si b > 4a, la pièce est considérée comme un mur

BÉTON ARMÉ
CONSTRUCTIONS EN PORTIQUES (sans remplissage)

BÉTON ARMÉ
Les rotules plastiques doivent apparaître dans les poutres avant que dans
les poteaux, sous peine de voir se former des mécanismes.

BÉTON ARMÉ
Pour cela, il faut vérifier, pour chacune des orientations possibles de l’action
sismique :

BÉTON ARMÉ
CONSTRUCTIONS EN PORTIQUES (avec remplissage)
Lors des séismes, ces bâtiments, extrêmement répandus,

présentent des désordres importants, principalement pour 2
raisons :
• non prise en compte dans les calculs de la présence des
panneaux de remplissages qui raidissent de façon
importante l’ensemble de la structure, très souvent de
façon défavorable,
• mauvaise exécution de la maçonnerie.

BÉTON ARMÉ
Les principaux types de désordre sont :

• le cisaillement des poteaux,
• l’écrasement des remplissages près des nœuds,
• la fissuration en croix des panneaux de remplissage.

BÉTON ARMÉ
Fonctionnement :

BÉTON ARMÉ
Torsion éventuelle :

BÉTON ARMÉ
Poussée au vide :

BÉTON ARMÉ
Poteau d’angle :

BÉTON ARMÉ
POTEAUX
b < 4a (a petit côté)
poteau quelconque :
a > 25 cm b > 25 cm B = ab > 625 cm2
cela se traduit pour un poteau circulaire par :  > 28 cm

BÉTON ARMÉ
POSITION RELATIVE POTEAU / POUTRE

BÉTON ARMÉ
POTEAUX - RÉGIONS CRITIQUES

BÉTON ARMÉ

BÉTON ARMÉ

BÉTON ARMÉ
POTEAUX - ARMATURES
1%  0  5%

BÉTON ARMÉ
POTEAUX - RECOUVREMENT DES ARMATURES
La longueur de recouvrement des barres est à majorer de 30 % en zone

non critique et de 50 % en zone critique.
fe
fe lS  
lS 
4su
 4 su
2
 est la contrainte limite d' adhérence :   0.6 s f tjs f tj
susuest la contrainte limite d' adhérence :  su su  0.62

BÉTON ARMÉ
POTEAUX - ARMATURES EN ATTENTE

BÉTON ARMÉ
POTEAUX - ARMATURES TRANSVERSALES
Les armatures transversales doivent
satisfaire aux conditions suivantes :
• zones critiques : volume minimal
d’armatures 0,8 % et espacement
maximal égal à min (8l, 0,25 a,
15 cm)
• partie courante : espacement
maximal égal à min (12l, 0,5 a,
30 cm)

BÉTON ARMÉ
POTEAUX

BÉTON ARMÉ
POTEAUX - VÉRIFICATION AUX CISAILLEMENT
At u - 0,3kfti en zone courante

= 1,25
bst 0,9fed
At u en zone critique
= 1,25
bst 0,9fed

BÉTON ARMÉ
POTEAUX D ’ANGLE - EFFET P-

BÉTON ARMÉ
TRANSPARENCE

BÉTON ARMÉ
POTEAUX COURTS

BÉTON ARMÉ
POUTRES
Poutres coulées en place :
a > 25 cm b > 25 cm B = ab > 625 cm2
âme des poutres : bw > 15 cm
Poutres préfabriquées :
a > 20 cm b > 20 cm B = ab > 400 cm2
âme des poutres : bw > 15 cm

BÉTON ARMÉ
POUTRES - RÉGIONS CRITIQUES
 Les parties des poutres, si elles existent, dans lesquelles

le calcul sismique conduit à disposer des armatures de
compression
 Les régions voisines des sections de moment maximal
sous les actions sismiques seules (régions d’extrémité
non libres
 La fissuration en croix des panneaux de remplissage

BÉTON ARMÉ

BÉTON ARMÉ

BÉTON ARMÉ

BÉTON ARMÉ
POUTRES - ARMATURES
1,4

fe

BÉTON ARMÉ
POUTRES - ARMATURES
Il faut respecter les deux conditions
supplémentaires suivantes :
 au moins ¼ de la section des armatures sur appuis doit

être prolongé sur toute la portée
 dans les zones critiques, la section des armatures
comprimées doit être au moins égale à la moitié de
celle des armatures tendues

BÉTON ARMÉ
POUTRES - RECOUVREMENT DES ARMATURES
La longueur de recouvrement des barres est à majorer de 30

% en zone non critique et de 50 % en zone critique.
fe
lS  
4su
Su est la contrainte limite d’adhérence : Su = 0,6 2sfti

BÉTON ARMÉ
POUTRES - ARMATURES TRANSVERSALES

BÉTON ARMÉ
Les premières armatures transversales doivent être disposées
à 5 cm au plus du nu de l'appui ou de l'encastrement.
Dans les zones critiques, les armatures transversales doivent
satisfaire aux conditions suivantes :
• espacement maximal = min (24t, 8 l, 0,25d)

En zone courante l’espacement des armatures transversales
doit être inférieur à d/2.

BÉTON ARMÉ

BÉTON ARMÉ
POUTRES - VÉRIFICATION AUX CISAILLEMENT
At u - 0,3kfti en zone courante

= 1,25
bst 0,9fed
At u en zone critique
= 1,25
bst 0,9fed

BÉTON ARMÉ
NŒUDS D ’OSSATURES
La bonne tenue d’une structure à portiques sous séisme

dépend en grande partie de la bonne conception des nœuds
de la structure.
Les noeuds sont très vulnérables en cas de séisme.

Ils sont soumis à des efforts alternés très importants et doivent
pouvoir continuer à transmettre aux poteaux et aux poutres les
efforts pour lesquels ils ont été calculés.

BÉTON ARMÉ
Il en découle, le plus souvent, un ferraillage très important. Il

faut veiller à ce qu’il soit possible de mettre en place ce
ferraillage et ensuite couler le béton !
Quelquefois, il est nécessaire d’augmenter les dimensions du
noeud pour pouvoir disposer toutes les barres.
La section la plus importante des armatures transversales des
poteaux inf. et sup. est prolongée dans le noeud.

BÉTON ARMÉ

BÉTON ARMÉ
CONSTRUCTIONS A MURS PORTEURS
Rappel :
Pour qu’un élément soit considéré comme mur il faut que sa
largeur soit au moins égale à 4 fois son épaisseur.
Celle-ci doit être supérieure à 15 centimètres pour éviter un
risque d’instabilité latérale.

BÉTON ARMÉ
Régions critiques
• celles situées à la base des murs habituellement sur une
hauteur étage et dont la hauteur n’excède pas la largeur
lw des trumeaux
• celles situées au niveau d'un changement notable de la

section de coffrage.

BÉTON ARMÉ
CONSTRUCTIONS À MURS PORTEURS
Vérification des contraintes normales :

BÉTON ARMÉ
Murs non armés

BÉTON ARMÉ
Murs
non armés

BÉTON ARMÉ
Linteaux

BÉTON ARMÉ
PLANCHERS
Comportement en
poutre

BÉTON ARMÉ
PLANCHERS
Comportement en double console

BÉTON ARMÉ
PLANCHERS
Comportement en voûte de décharge

MAÇONNERIES
ÉLÉMENTS STRUCTURAUX
 les moellons de pierre

 les pierres de taille
 les briques et blocs de terre cuite
 les blocs de béton
 les blocs de béton cellulaire
 les maçonneries chaînées

 les maçonneries armées

MAÇONNERIES CHAINÉES
DISPOSITION DES CHAINAGES HORIZONTAUX :
•Au niveau des fondations éventuellement

•Au niveau de chaque plancher
•Au niveau haut

MAÇONNERIS CHAINÉES
DISPOSITION DES CHAINAGES VERTICAUX :
• A tous les angles saillants ou rentrants de la

construction
• Au jonctions de murs
• Pour encadrer les baies de hauteur supérieure
ou égale à 1,80 mètre

ÉPAISSEUR BRUTE MINIMALE :
• 15 cm pour les murs en éléments pleins

• 20 cm pour les murs en éléments creux

DIMENSIONS ENTRE CHAINAGES PARALLÈLES :
• Dimensions inférieures ou égales à 5 m

• Superficie inférieure ou égale à 20 m2
• Longueur de la diagonale inférieure ou égale à :
– 40 fois l’épaisseur brute pour les murs en éléments
pleins
– 25 fois l’épaisseur pour les murs en éléments creux

Chaînages horizontaux :

Nœuds de chaînages :

RÈGLES PS-MI 89 révisées 92
Les dispositions constructives des règles PS-MI ne sont exigibles que

pour autant que l'entreprise les préfère aux Règles PS 92.
En d'autres termes, il est loisible à l'entreprise de choisir entre :

• l'application des Règles PS 92
• leur remplacement par les dispositions constructives forfaitaires
des Règles PS-MI dans leur domaine d'application.

RÈGLES PS-MI 89 RÉVISÉES 92
OUVRAGES CONCERNÉS
Toutes les conditions suivantes sont satisfaites :

• Bâtiments implantés en zones Ia, Ib ou II
• Bâtiments de la classe B
• Bâtiments fondés sur des sols de forces portantes
ultimes supérieures ou égales à 0,25 MPa.
• Hauteur h limitée (Cf. figure ci-après)
• Charges d’exploitation n’excédent pas 2,5 kN/m2

RÈGLES PS-MI 89 révisées 92
OUVRAGES CONCERNÉS
Hauteur du bâtiment

RÈGLES PS-MI 89 RÉVISÉES 92
CONTENU TECHNIQUE
•Implantation sur le site
•Configuration en plan
•Configuration en élévation
•Conception de contreventement
•Conception des vides sanitaires
•Conception des balcons
•Conception des maisons en maçonnerie ou béton banché
•Conception des escaliers
•Conception des cheminées

Construction en Zone Sismique - Socotec

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LA CONSTRUCTION EN ZONE SISMIQUE

Journée PS – La Rochelle/T1/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T2/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T3/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T4/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T5/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T6/ 5 septembre 2005

Date Lieu Magnitude Nombre de Coût financier

TOTAL 4738 > 2550

Journée PS – La Rochelle/T7/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T8/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T9/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T10/ 5 septembre 2005

M S K 1964 I II III IV V VI V II V III IX X XI XII

* échelle m acroscopique d'intensité utilisée dans les règles P S 69 .

Journée PS – La Rochelle/T11/ 5 septembre 2005

Échelles d’intensité : Échelles de magnitude :

Journée PS – La Rochelle/T12/ 5 septembre 2005

 PROTECTION DES VIES HUMAINES

 LIMITATION DES DOMMAGES MATÉRIELS

Journée PS – La Rochelle/T13/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T14/ 5 septembre 2005

OUVRAGES A RISQUE NORMAL A RISQUE SPECIAL

Exigence croissante de comportement sous séisme

PROTECTION STATISTIQUE INTRINSEQUE (spécifique)

CLASSES INSTALLATIONS CLASSEES - INSTALLATIONS NUCLEAIRES DE BASE

RISQUE Analyse sismotectonique

- Arrêté du 29 mai 1997 applicable aux bâtiments - Arrêté du 10 mai 1993

- Règles PS 92 / NF P 06 - 013 - Règles fondamentales de sûreté

Journée PS – La Rochelle/T15/ 5 septembre 2005

 Vise les bâtiments, équipements  Il donne le découpage du

Journée PS – La Rochelle/T16/ 5 septembre 2005

relatif à la prévention du risque sismique.

Journée PS – La Rochelle/T17/ 5 septembre 2005

Cette circulaire précise que, pour les constructions

Journée PS – La Rochelle/T18/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T19/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T20/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T21/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T22/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T23/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T24/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T25/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T26/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T27/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T28/ 5 septembre 2005

La régularité en plan d’un bâtiment est nécessaire pour

La régularité dans le plan vertical est nécessaire pour la

Journée PS – La Rochelle/T29/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T30/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T31/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T32/ 5 septembre 2005

d’ = h pour tout déplacement différentiel

Journée PS – La Rochelle/T33/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T34/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T35/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T36/ 5 septembre 2005

Journée PS – La Rochelle/T37/ 5 septembre 2005

  2f  2 / T (en radian/seconde)