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> Séismes : Cartes de classes de sols de fondation Réalisation et utilisation >

> Séismes : Cartes de classes de sols de fondation Réalisation et utilisation > Connaissance de l’environnement 2016 > Mitigation des séismes > Connaissance de l’environnement Publié par l’Office fédéral de l’environnement OFEV Berne, 2016 > Mitigation des séismes > Séismes : Cartes de classes de sols de fondation Réalisation et utilisation Impressum Editeur Office fédéral de l’environnement (OFEV) L’OFEV est un office du Département fédéral de l’environnement, des transports, de l’énergie et de la communication (DETEC). Auteurs Joëlle Mayoraz, Geotechnisches Institut AG, Brigue Corinne Lacave, Résonance Ingénieurs-Conseils SA, Carouge Blaise Duvernay, Office fédéral de l’environnement, Berne Accompagnement Donat Fäh, service sismologique suisse, Zurich Martin Koller, Résonance Ingénieurs-Conseils SA, Carouge Accompagnement à l’OFEV Blaise Duvernay, responsable du domaine mitigation des séismes Référence bibliographique Mayoraz J., Lacave C., Duvernay B. 2016: Séismes: Cartes de classes de sols de fondation. Réalisation et utilisation. Office fédéral de l’environnement, Berne. Connaissance de l’environnement n° 1603: 48 p. Relecture linguistique Michael Frei, OFEV Graphisme, mise en page Karin Nöthiger, 5443 Niederrohrdorf Photo de couverture Extrait de la carte de classes de sols de fondation du canton de Neuchâtel Crédit photographique p. 14: Thomas Wenk, Zurich p. 18: Ministère de l’environnement et du développement durable, Paris, France p. 19: haut: Swisstopo, Wabern, bas: Blaise Duvernay, Colombier p. 20: Steve Taylor, Christchurch, New Zealand Téléchargement au format PDF www.bafu.admin.ch/uw-1603-f Il n’est pas possible de commander une version imprimée. © OFEV 2016 > Table des matières 3 > Table des matières Abstracts 5 Avant-propos 7 Introduction 8 1 Contexte sismologique et description des phénomènes 10 1.1 Tremblements de terre 10 1.2 Aléa et risque sismique en Suisse 12 1.3 Effets de site 16 1.3.1 Contraste d’impédance 17 1.3.2 Géométrie du substratum rocheux 17 1.3.3 Effet topographique 19 1.4 Effets induits 19 1.5 Fréquence fondamentale du sol et résonance sol/structure 21 1.6 Prise en compte des effets de site 22 1.7 Prise en compte des effets induits 24 1.8 Etat des lieux en Suisse concernant les données de base sur les effets de site 24 2 Cartes de classes de sols de fondation 26 2.1 Définition des classes de sols de fondation 26 2.2 Principes d’établissement et d’utilisation des cartes de classes de sols de fondation 28 2.3 Données de base nécessaires 29 2.4 Méthodologie d’établissement des cartes 29 2.5 Présentation des résultats et documents d’accompagnement 33 2.6 Traitement des zones avec un potentiel d’effets induits 34 2.6.1 Vérification du potentiel de liquéfaction 34 2.6.2 Vérification du potentiel de thixotropie 35 2.6.3 Vérification du potentiel de mouvement de terrain 35 Annexes 36 A1 Définition et utilisation des spectres de réponse 36 A2 Cartes interactives sur les guichets cartographiques de la Confédération 39 A3 Potentiel de liquéfaction 40 A4 Recommandations pour les cartes de classes de sols de fondations établies avant 2014 42 Bibliographie 45 Répertoire 46 Glossaire 47 > Abstracts 5 > Abstracts This publication covers the effects of local geology on seismic action for the design or verification of structures. It mainly presents a method for compiling maps of the seis- mic foundation soil classes in accordance with the SIA 261 «Actions on Structures» building code. Decision criteria are also proposed to facilitate the evaluation of the relevance of site studies or seismic spectral microzonation. This publication is prima- rily aimed at the cantonal authorities responsible for natural hazards along with seis- mologists, geologists and geotechnicians. It also contains important information for civil engineers and natural hazards experts. Keywords: Earthquakes, induced effect map of found site studies, seismic spect building code Stichwörter: Erdbeben, Sta sekundäre Er Karte der Bau Standortstudi spektrale seis zonierung, No Diese Publikation befasst sich mit der Berücksichtigung der lokalen Geologie bei der Bestimmung der Erdbebeneinwirkungen für die Bemessung und Überprüfung von Bauwerken. Sie erläutert insbesondere eine Methode zur Erstellung und Verwendung von Karten der seismischen Baugrundklassen nach Norm SIA 261 «Einwirkungen auf Tragwerke». Ebenfalls vorgeschlagen werden Entscheidungshilfen zur Beurteilung der Relevanz von Standortstudien oder spektralen seismischen Mikrozonierungsstudien. Die Publikation richtet sich primär an die für den Bereich Naturgefahren zuständigen Kantonsbehörden sowie an Fachleute in den Bereichen der Seismologie, der Geologie und der Geotechnik. Auch Fachleute in den Bereichen des Bauingenieurwesens und des Schutzes vor Naturgefahren finden darin wichtige Informationen. site effects, s, ation soil classes, ral microzonation, SIA 261 ndorteffekte, eignisse, grundklassen, en, mische Mikro- rm SIA 261 Mots-clés: Tremblements de terre, effets de site, effets induits, cartes de classes de sol de fondation, études de sites, microzonage sismique spectral, norme SIA 261 e chiave: moti, effetti del sito, i indotti, carte delle classi di o di fondazioni, studi di siti, ozonazione sismica rale, norma SIA 261 Parol Terre effett suol micr spett La presente pubblicazione illustra come tenere conto della geologia locale nella deter- minazione delle sollecitazioni sismiche per il dimensionamento e la verifica di opere di costruzione. In particolare, presenta una metodologia per l’elaborazione e l’impiego di carte delle classi di suolo di fondazioni sismiche secondo la norma di costruzione SIA 261 «Azioni sulle strutture portanti». Fornisce altresì degli strumenti ausiliari per l’adozione di decisioni nell’ambito della valutazione della pertinenza di studi di siti o di microzonazioni sismiche spettrali. La pubblicazione è destinata principalmente alle autorità cantonali responsabili in materia di pericoli naturali come pure a sismologi, geologi e geotecnici, ma contiene informazioni importanti anche per ingegneri civili ed esperti di pericoli naturali. Cette publication traite de la prise en compte de la géologie locale dans la détermina- tion des sollicitations sismiques pour le dimensionnement et la vérification d’ouvrages. Elle présente en particulier une méthodologie pour l’établissement et l’utilisation de cartes de classes de sols de fondation sismiques selon la norme de construction SIA 261 «Actions sur les structures porteuses». Des aides à la décision sont également proposées pour évaluer la pertinence d’études de sites ou de microzonages sismiques spectraux. La publication s’adresse en premier lieu aux autorités cantonales respon- sables en matière de dangers naturels ainsi qu’aux sismologues, aux géologues et aux géotechniciens. Les ingénieurs civils et les spécialistes en dangers naturels y trouveront également des informations importantes. > Avant-propos 7 > Avant-propos En 2003, la norme SIA 261 «actions sur les structures porteuses» a introduit six nou- velles classes de sols de fondation pour la détermination des sollicitations sismiques. Dès 2004, des cantons ont commencé à établir des cartes de classes de sols de fonda- tion à titre d’aide à l’application des normes de construction. Afin d’uniformiser l’établissement de ces cartes et de fournir des bases méthodologiques pour des études plus poussées (études de site et études de microzonage sismique spectral), l’ancien office fédéral des eaux et de la géologie (OFEG) a publié en 2004 les directives «Prin- cipes pour l’établissement et l’utilisation d’études de microzonage en Suisse». Sur la base des directives de l’OFEG, quinze cantons ont établi jusqu’à présent des cartes de classes de sols de fondation couvrant entièrement ou partiellement leur terri- toire. De plus, des microzonages sismiques spectraux ont été établis dans cinq cantons pour des zones ciblées. A ce jour, 17 cantons sur 26 disposent d’au moins l’un ou l’autre de ces types de données. Afin d’en faciliter l’accès, l’OFEV met à disposition sur son guichet cartographique toutes les cartes de classes de sols de fondation exis- tantes ainsi que les périmètres pour lesquels des microzonages sismiques spectraux sont disponibles. Le présent guide méthodologique remplace les directives de l’OFEG de 2004 dont l’actualisation a été rendue nécessaire par la révision de la norme SIA 261 en 2014 et par l’évolution des connaissances et de la pratique au cours des dix dernières années. Ce guide se focalise sur l’établissement de cartes de classes de sols de fondation et ne couvre pas les aspects méthodologiques et normatifs des études de site et de micro- zonage sismique spectral. En publiant ce guide, l’OFEV souhaite, en tant que service spécialisé de la Confédéra- tion en matière de protection contre les séismes, promouvoir la mise à disposition de données de base pour l’appréciation de l’aléa sismique à l’échelle locale en Suisse. L’OFEV continuera comme par le passé à soutenir méthodologiquement et finan- cièrement l’établissement de cartes de classes de sols de fondation cantonales avec comme objectif d’arriver à terme à une couverture nationale. Les cantons qui veulent lancer de nouveaux projets de cartes ou actualiser des cartes existantes sont invités à prendre contact avec la centrale de coordination pour la mitigation des séismes de la Confédération à l’OFEV (www.bafu.admin.ch/seismes). Josef Hess Sous-directeur Office fédéral de l’environnement (OFEV) Séismes: Cartes de classes de sols de fondation. Réalisation et utilisation OFEV 2016 8 > Introduction L’intensité et la durée des secousses sismiques dépendent dans une très large mesure des propriétés du sol de fondation local. Ces propriétés sont susceptibles de modifier un signal sismique, de manière parfois très significative et ceci sur une courte distance. Pour la détermination des sollicitations sismiques servant au dimensionnement ou à la vérification des ouvrages, il est donc important de pouvoir quantifier les divers phéno- mènes d’amplification du signal sismique appelés aussi effets de site. Les séismes peuvent également, pour des sols de fondation dits sensibles, générer uploads/Geographie/ seismes-cartes-de-classes-de-sols-de-fondation.pdf