Analyse comparative des résultats

Une analyse comparative des résultats est réalisée ensuite par rapport à d’autres courbes de capacité, notamment par rapport à celles issues de HAZUSTM. Les principales différences ou points communs sont examinés d’un point de vue théorique ainsi que pratique, à travers les conséquences induites sur leur application.

2.4.1 Analyse par rapport au HAZUS

L’approche HAZUS représente la référence internationale concernant l’estimation de dommages à travers des courbes de capacité (voir §1.5.1). Une comparaison avec celle-ci nous permet notamment de valider d’une manière générale nos résultats, ainsi que d’analyser les conséquences des éventuelles différences.

Tout d’abord nous rappelons brièvement les classes de bâtiments de HAZUS considérées afin de pouvoir comparer les résultats de notre développement.

Nous avons pris, pour les constructions en béton, l’équivalence avec le type C1. Dans cette catégorie entrent les structures « poteaux – poutres », avec un caractère parasismique pouvant varier entre un faible et un très fort niveau de résistance. Les murs extérieurs peuvent être en tout matériel (maçonnerie, béton préfabriqué ou autres éléments). Les constructions récentes de ce type présentent un comportement ductil, qui permet des grandes déformations sans pour autant entraîner le collapse de l’édifice.

Ce type C1 est différencié en 3 sous-classes, en fonction du nombre d‘étages : C1L, C1M et C1H, pour des bâtiments de moins de 1 à 3 étages, de 4 à 7 étages et de plus de 7 étages. La classe C1L est assimilée ainsi avec B1, C1M avec B2 et enfin C1H avec B3.

En ce concerne les bâtiments en acier, nous avons considéré la catégorie S1 de HAZUSTM comme équivalente au type A, définissant des cadres en acier avec une certaine résistance

parasismique. La même distinction que les édifices en béton armé est réalisée par rapport à la hauteur : la classe S1L est assimilée à A1, S1M à A2 et S1H à A3.

Les valeurs définissant les CC issues de HAZUSTM pour ces catégories de structures dont données en annexe 2.5. Leur représentation graphique met en valeur les différences entre les deux approches, pour les constructions en acier (c. f. fig. 2.16) ainsi que pour les constructions en béton armé (c. f. fig. 2.17).

C o urbes de capacité po ur de s s truc tures en acier B âtim ents de m o ins de 5 étages

0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 S d (cm ) C ourbe S1L (HA ZU S) C ourbe A 1 a)

C o urbes d e capacité po ur des structures en acier B âtim e nts de 5 à 8 é tage s 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 S d (cm ) C ourbe S1M (HA ZU S) C ourbe A 2 b)

C o urbes de capacité po ur des s truc tures en acier B âtim e nts de plus de 8 é tages

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 S d (cm ) C ourbe S1H (HA ZU S) C ourbe A 3 c)

Figure 2. 16 Comparaison de courbes de capacité des structures en acier avec l’approche HAZUS pour les bâtiments a) de moins de 5 étages, b) de 5 à 8 étages et c) de plus de 8 étages.

Considérant les bâtiments en acier, nous pouvons remarquer une différence importante concernant le point Sd1 ; la valeur obtenue à travers notre approche étant 2 à 3 fois supérieure. A l’exception des bâtiments de moins de 5 étages, une légère différence apparaît quant au point Sd2. Concernant le point Sa1, on retrouve également des valeurs supérieures à celles issues de HAZUSTM. Une certaine concordance peut être remarquée quant au point Sa2.

C o urb es d e capacité po ur de s structures en béto n arm é B âtim e nts de m o ins de 5 étages

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 S d (cm ) C ourbe C 1L (HA ZU S) C ourbe B 1 a)

C o urb es de c apacité po ur des structures en béto n arm é B âtim e nts de 5 et 8 é tages 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 S d (cm ) C ourbe C 1M (HA ZU S) C ourbe B 2 b)

C o urbes de capacité po ur de s structures en béto n arm é B âtim ents de plus de 8 é tag es

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 S d (cm ) C ourbe C 1H (HA ZU S) C ourbe B 3 c)

Figure 2. 17 Comparaison des courbes de capacité des structures en béton armé avec l’approche HAZUS pour les bâtiments ) de moins de 5 étages, b) de 5 à 8 étages et c) de plus de 8 étages.

La même tendance générale peut être remarquée (c. f. fig. 2.17), considérant les structures en béton armé, entre les 3 types de bâtiments. Ainsi, on observe des valeurs issues de notre approche de l’ordre de 2 à 3 fois plus élevées pour les points Sd1 et Sd2 ; une légère différence sur le point Sa1 ; enfin, quant au point Sa2, contrairement aux structures en acier, des valeurs plus basses.

Globalement, nous pouvons observer un aspect général relativement similaire entre les courbes issues des deux approches (c. f. fig. 2.18).

Les différences entre nos courbes et celle issues de HAZUSTM peuvent être dues à plusieurs facteurs, dont nous citons notamment les caractéristiques géométriques différentes des bâtiments nord-américains et les paramètres des rotules plastiques utilisés. Le nombre des bâtiments pris en compte pour réalisation de la moyenne et de l’écart type peut avoir également une certaine influence, la précision augmentant avec le nombre des cas analysés. Une autre source de ces différences pourrait être donnée par les incertitudes liées aux caractéristiques des rotules plastiques, qui définissent le mécanisme de rupture des structures.

Courbes de capacité pour des structures en acier Comparaison globale 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Sd (cm) Sa (g ) C ourbe S1L (H A ZUS) C ourbe A 1 C ourbe S1M (H A ZUS) C ourbe A 2 C ourbe S1H (H A ZUS) C ourbe A 3

Figure 2. 18 Comparaison globale des courbes de capacité des structures en acier

Mais d’un autre point de vue, les différences qu’on a pu remarquer, exceptées les valeurs du point Sa2, n’entraînent pas de variations importantes pour une évaluation de dommages, tel que nous allons le voir dans le chapitre 4. Des différences peuvent être induites notamment par le point Sa2, car des valeurs plus petites de l’accélération engendrent un point de demande dont le déplacement sera plus important, et donc le dommage plus sévère.

Ce comportement est susceptible de se produire notamment pour les constructions en béton armé (c. f. fig. 2.19).

Figure 2. 19 Comparaison du déplacement du point de demande pour des coordonnées Sa2 différentes

2.4.2 Autre comparaison

En raison du caractère privé de la plupart des modèles d’estimation de dommages sismiques utilisant les courbes de capacité (contrairement à l’utilisation de l’échelle EMS 98), très peu de CC développées pour la caractérisation générale d’un type de bâti sont aujourd’hui disponibles. Nous avons trouvé ainsi un seul exemple des CC, à l’exception de HAZUSTM. Il s’agit de CC développées par la société AIR, spécialisée dans la modélisation du risque, dans le cadre de leur approche ACMTM (Kishi et al, 2001).

Ainsi, des CC pour plusieurs types de bâtiments an acier de 5 étages ont été proposées (c. f. fig. 2.20).

Figure 2. 20 Courbes de capacité développées par AIR, pour différents types de bâtiments en acier de 5 étages (source : Kishi et al, 2001).

On peut observer des valeurs relativement semblables en ce qui concerne les points Sd1 (et donc supérieure à celles de HAZUSTM) ; il n’en est pas de même pour les points Sd2, Sa1 et Sa2, qui présentent des valeurs sensiblement plus élevées. Les accélérations spectrales arrivent ainsi jusqu’aux valeurs de 1g, alors que dans notre approche ce valeurs ne dépassent pas 0,2g. Nous ne pouvons pas toutefois analyser ces différences importantes, en raison de l’absence d’informations relatives à l’obtention de CC proposées par AIR.