MAITRISE DU REGLEMENT PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART- R.P.O.A 2008 Société des Etudes Techniques Sétif Nehaoua Adel 2010

1. MAITRISE DU REGLEMENT
PARASESMIQUE DES OUVRAGES
D’ART
R.P.O.A 2008
Nehaoua Adel Directeur des ressources d’ingenierie
06/02/2015
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Société des Etudes Techniques Sétif
21 MARS2010

2. Sommaire
PARASESMIQUE DES OUVRAGES D’ART
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GENERALITÉ
MESURES
R.P.O.A 2008

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.
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4. GENERALITES
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5. 06/02/2015
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LE RISQUE SISMIQUE

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REPARTITION DES SEISMES

7. 06/02/2015
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LES PLAQUES LITHOSPHERIQUES

8. Rides ou rift Zones de subduction
Failles
transformantes
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TROIS TYPES DE LIMITE DE PLAQUE

9. 06/02/2015
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SÉISMES = RUPTURES = FORMATION DE FAILLES

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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. Ride ou rift = zone de divergence
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SEISMES SUPERFICIELS

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SEISMES INTRAPLAQUES

13. 06/02/2015
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LES FRONTIÈRES CONVERGENTES CONCENTRENT
LES TROIS CATÉGORIES DE SÉISMES

14. 5%
15%
75%
Zones divergentes
Zones convergentes
Zones de décrochement
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DISSIPATION DE L’ÉNERGIE SISMIQUE DE LA PLANÈTE

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
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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. 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
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17. 06/02/2015
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STRUCTURE SISMIQUE

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)
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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
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LES DIFFÉRENTS TYPES D’ONDES (2)
ONDES DE FOND

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
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LES DIFFÉRENTS TYPES D’ONDES (3)
ONDES DE SURFACE

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
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ENREGISTREMENT DU SÉISME (1)

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
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ENREGISTREMENT DU SÉISME (2)

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
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Temsdepropagation(minutes)
LES DIFFÉRENTS TYPES D’ONDES (3)

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
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LOCALISATION D’ÉPICENTRE
LA MÉTHODE DES CERCLES

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
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LOCALISATION D’ÉPICENTRE
LA TRIANGULATION

26. EFFET DES ONDES SUR LES CONSTRUCTIONS
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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. 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
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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)
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29. 06/02/2015
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ECHELLE DE RICHTER

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
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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
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ECHELLE DE MERCALLI

32. 06/02/2015
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LES SÉISMES ENTRE 1990 ET 2001

33. UN RISQUE MAJEUR
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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. • 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
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ALÉAS ET ENJEUX SISMIQUES

35.  Nature du sous sol (amplifications des ondes)
 Instabilité des versants (réaction en chaîne)
 Types de bâtiments ou ouvrages
 Topographie
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ETUDE DES « EFFETS DE SITE » :

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.
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37. Distribution des séismes dans la région Méditerranéenne
SISMICITÉ DE L’ALGÉRIE
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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
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Sismicité de l’Algérie

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
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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.
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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.
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ALÉA ET RISQUE SISMIQUE EN ALGÉRIE DU NORD

42. 06/02/2015 42
LA SISMICITÉ EN ALGÉRIE 1716-1975

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
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LA SISMICITÉ EN ALGÉRIE 1716-2003

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.
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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.
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