Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

THÈSE NO 3074 (2004) ÉCOLE POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE DE LAUSANNE PRÉSENTÉE À LA FA

THÈSE NO 3074 (2004) ÉCOLE POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE DE LAUSANNE PRÉSENTÉE À LA FACULTÉ ENVIRONNEMENT NATUREL, ARCHITECTURAL ET CONSTRUIT Laboratoire de construction en béton SECTION DE GÉNIE CIVIL POUR L'OBTENTION DU GRADE DE DOCTEUR ÈS SCIENCES PAR ingénieur civil diplômé EPF de nationalité suisse et originaire de Grimisuat (VS) acceptée sur proposition du jury: Prof. M. Badoux, Prof. F.-L. Perret, directeurs de thèse Prof. E. Brühwiler, rapporteur Dr O. Lateltin, rapporteur Dr P. Mouroux, rapporteur Lausanne, EPFL 2004 EVALUATION DE STRATÉGIES POUR LA GESTION DU RISQUE SISMIQUE DU BÂTIMENT Vincent PELLISSIER A Laetitia, Elisa, Marc et Emma PRÉFACE Dans l’arc alpin, l’urbanisation et l’activité économique sont concentrées dans les territoires les moins pentus à savoir les dépôts alluvionnaires des fonds de vallée. Jusqu’à récemment, les autorités pensaient que dans ces plaines, seul l’abord des fleuves était exposé aux dangers naturels, en l’occurrence celui d’inondation. Malheureusement, les travaux de ces dix dernières années en matière de séismicité tendent à démontrer que deux situations, l’une géotechnique et l’autre morphologique peuvent aggraver l’effet destructeur d’un séisme pour des ouvrages construits sur des terrains meubles. Cette aggravation est appelée « effet de site ». Elle est due dans la première des situations à la présence de sédiments fins et d’eau souterraine au droit des ouvrages. La seconde est liée directement à la forme des vallées alpine et au rapport « largeur-profondeur » de celles-ci en dessous du niveau de la plaine. Ces considérations, liées au fait que toute prévision en matière de déclenchement de séisme est impossible, ont obligé le canton du Valais – qui est exposé à un séisme majeur de magnitude 6.5-7 sur l’échelle de Richter avec une période de retour de 475 ans – à modifier sa législation en matière de construction et rénovation du bâti de façon à prendre en compte dès 2004 ces effets potentiellement destructeurs pour tout immeuble de trois étages et plus. En sachant pertinemment qu’il est illusoire financièrement de se lancer dans un programme à court terme de rénovation parasismique du patrimoine existant, le canton le plus exposé de Suisse aux tremblements de terre a préféré s’appuyer sur des mesures préventives qui devraient lui permettre d’obtenir un parc immobilier parasismique à 75% d’ici un siècle en comptant uniquement sur son renouvellement naturel. La recherche effectuée dans le cadre de la présente thèse de doctorat aborde de manière originale cet aspect en soupesant deux principes parfois contradictoires, celui de précaution et celui de proportionnalité. Des priorités peuvent dès lors être déterminées. Cette démarche digne d’intérêt propose également de fixer le niveau de protection cible pour les bâtiments existants. Des indications utiles sont fournies aux différents acteurs et le rôle de chacun est mis en lumière; celui des autorités naturellement, mais également celui des partenaires au processus de gestion que sont les propriétaires ou encore les assureurs. La recherche dans le domaine de la séismicité doit faire encore beaucoup de progrès pour mieux appréhender la complexité de la fréquence et de l’intensité de l’aléa sismique dans nos régions. Cependant, c’est en adaptant de manière pragmatique la prévention au fur et à mesure des connaissances scientifiques les plus récentes que nous affronterons dans les meilleures conditions le séisme majeur que nous prédit l’analyse des événements passés. Dr Jean-Daniel Rouiller Géologue Cantonal du Valais, septembre 2004 i Remerciements Evaluation de stratégies pour la gestion du risque sismique REMERCIEMENTS Une thèse de doctorat bénéficie du concours de nombreuses personnes. Je tiens ici à les remercier. Parmi ces personnes, je pense tout d’abord au Professeur Dr Marc Badoux et au Professeur Dr Francis-Luc Perret qui m’ont accordé leur confiance et ont dirigé cette thèse en suscitant des pistes de recherche tout en lui donnant la rigueur nécessaire. Je pense aussi au Dr Pierre-André Jaccard et au Dr Pierrino Lestuzzi qui, lors de nos nombreux échanges, ont su répondre à mes multiples interrogations. Cette recherche a été rendue possible grâce au soutien financier et technique de l’Etablissement Cantonal d’Assurance du Canton de Vaud (ECA). Je remercie donc vivement son directeur Monsieur Jean-Robert Guignard pour son appui efficace et visionnaire. J’ai aussi pu profiter grandement des contributions apportées par Messieurs Marc-Olivier Burdet et Jean-Marc Lance tout au long de ce travail. Piloté par le Laboratoire de Construction en Béton (IS-BETON) et la Chaire de Logistique, Economie et Management (LEM) de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), ce travail a bénéficié de la collaboration efficace de la Centrale pour la Mitigation des Séismes du Service Fédéral des Eaux et de la Géologie (OFEG), en particulier de Messieurs Blaise Duvernay et Florian Widmer ainsi que son directeur, le Dr Olivier Lateltin. Leur aide et leurs encouragements constants ont été une grande source de motivation. Je remercie également le Professeur Dr Dan Abrams de m’avoir accueilli quelques temps au sein de son équipe du Mid-America Earthquake Center à l’Université d’Illinois. De plus, j’aimerais associer toutes les personnes sollicitées pour l’obtention des différentes informations utilisées pour la rédaction de ce document. S’ajoute donc à ces remerciements l’administration communale d’Aigle, le Corps suisse d’aide humanitaire, la société suisse des ingénieurs et architectes (SIA) et plus précisément Maître Walter Maffioletti, l’Etat du Valais, par l’implication du géologue cantonal, le Dr Jean-Daniel Rouiller et du Centre de Recherche sur l’Environnement Alpin (CREALP) par le Dr Pascal Tissières. Les membres du jury, chacun sollicités dans leur domaine de compétence propre, ont effectué un travail essentiel. Leur lecture critique et leurs remarques ont contribué de manière décisive à la rédaction de cette thèse. Plusieurs collaborateurs de l’Ecole polytechnique ont été mis à contribution à diverses (et nombreuses) occasions. Je tiens ici à remercier chaleureusement mes collègues, particulièrement Messieurs Michel Thomann, Christian Greifenhagen et Aymeric Sevestre, pour toute l’aide apportée. Un dernier remerciement s’adresse encore à toutes les autres personnes qui m’ont supporté et qu’il serait trop long d’énumérer ici. Une pensée reconnaissante va enfin à ma famille et à mon entourage, qui ont su me soutenir et m’encourager durant cette période ainsi qu’à ma femme Laetitia, qui a su brillamment mener le bateau familial avec trois petits moussaillons à son bord. Vincent Pellissier ii RÉSUMÉ – SUMMARY 1. RÉSUMÉ Ce document présente les résultats d’un travail de recherche portant sur la gestion du risque sismique. Cette recherche s’inscrit dans le contexte d’une prise de conscience croissante au niveau mondial de l’importance de ce risque et représente une contribution à l’effort de recherche. Afin de pouvoir gérer le risque d’une manière rationnelle, il faut pouvoir le quantifier. Le projet consiste dans un premier temps à évaluer le risque sismique d’un portefeuille de bâtiments. Le portefeuille choisi est la ville d’Aigle située au cœur des Alpes helvétiques. L’évaluation a été menée sur la base d’un inventaire sismique de la ville qui a permis au travers d’une approche globale de considérer le comportement des bâtiments. Les pertes humaines, immobilières et mobilières ont ensuite pu être déterminées pour plusieurs scenarii d’aléa sismique d’intensités différentes. Dès lors, connaissant les probabilités de survenance de ces intensités ainsi que les incertitudes sur les paramètres, il a été possible de quantifier le risque affectant le portefeuille de bâtiments étudié. Le sinistre maximum potentiel pour la région a également été déterminé. Le modèle d’estimation du risque a donc été fixé ainsi que ses paramètres constitutifs. Il est dès lors reproductible. Les résultats obtenus renseignent sur les pertes potentielles, sur le niveau de prime d’assurance et sur les éléments de réassurance. La gestion du risque sismique, de par sa complexité et par l’ampleur des conséquences consécutives à un événement majeur, nécessite une appréhension différente des autres risques naturels. Dans un deuxième temps, des outils de gestion sont donc fournis aux décideurs pour faire face à ces particularités. Un cadre de gestion est ici formalisé. Il permet d’affronter la complexité liée aux spécificités du risque sismique mais également liée à la multiplicité des critères de décision ainsi que des acteurs du système étudié. La fixation des objectifs de protection a fait l’objet d’un développement particulier. Les normes de construction fixent cet objectif lors de la réalisation de nouveaux ouvrages. Par contre, cela fait défaut pour les bâtiments existants. Cette recherche propose une méthode qui permet de fixer ce niveau de protection et de combler cette lacune. Cette méthode soupèse également les principes souvent contradictoires de précaution et de proportionnalité. Les différentes mesures de gestion ont ensuite été cataloguées de manière originale en fonction de leur influence sur les éléments constitutifs du risque. Ces mesures sont dites de prévention, de protection ou d’intervention. Elles agissent sur l’aléa, la vulnérabilité ou encore sur la valeur exposée au risque considéré. Enfin, des stratégies ont été élaborées pour être par la suite évaluées et comparées. Une stratégie est un ensemble de mesures ayant un impact sur les différents éléments du risque. Le processus décisionnel est inspecté selon une approche systémique considérant la multiplicité des critères de décision et des acteurs à l’aide d’une méthode d’analyse multicritère par surclassement. Des critères sont proposés pour des bâtiments individuels ainsi iii Résumé – Summary Evaluation de stratégies pour la gestion du risque uploads/Geographie/ epfl-th3074.pdf