Dommages sur la MNA de brique

Comme le bois, la MNA de brique traditionnelle est un matériau sensible aux intempéries, aux infiltrations et à la pollution, en cela il nécessite un entretien régulier (Bonnette et Roy, 1989). Mais à l’inverse du bois, c’est aussi un matériau très rigide et sa résistance est beaucoup plus

faible en traction et en cisaillement qu’en compression. Ceci lui vaut donc d’être bien plus sensible aux déplacements du sol provoqués par les séismes et cela s’est notamment fait remarquer lors des séismes de Saguenay en 1988 (RNC, 2016a), de Nobi en 1891 (Bruneau et Yoshimura, 1996) et de Napier en 1931 (Russell, 2010). Dans les paragraphes suivants, les différents modes de ruptures propres aux sollicitations latérales sont présentés et mis en lien avec les dommages constatés sur des murs et trumeaux3 _{de MNA de brique à la suite de}

séismes.

1.3.1 Modes de rupture et dommages

Dans le cas de sollicitations mécaniques latérales dues à un phénomène sismique, il y a trois catégories de modes de rupture possibles, la rupture dans le plan, la rupture hors-plan et la rupture d’ancrage (Therrien-Truchon, 2012).

La rupture d’ancrage se caractérise par la rupture des points d’accroche du mur aux autres éléments de la structure du bâtiment. Ce type de rupture est assez fréquent lors de séismes car beaucoup d’ancrages sont réalisés en dehors des considérations sismiques.

La rupture hors plan d’un mur ou d’un trumeau survient lorsqu’un effort ou un déplacement s’exerce dessus, que le rapport hauteur/épaisseur est trop élevé et que les ancrages sont trop faibles. La rupture hors plan peut se faire par flambement dans le cas d’un effort vertical, ou par basculement/flexion dans le cas d’un effort perpendiculaire à la face du mur. Ainsi, la résistance et la rigidité du mur interviennent aussi dans la résistance rupture hors plan.

La rupture dans le plan peut être ductile ou fragile, elle dépend quant à elle des caractéristiques mécaniques de la MNA, de la charge soutenue par le mur ou le trumeau et de la géométrie de celui-ci, notamment du rapport longueur/hauteur. Ainsi on peut obtenir des ruptures par balancement, par écrasement au pied, par traction diagonale ou par glissement de joint dont

certaines caractéristiques sont estimées dans le Tableau 1.1 (Houalard, 2015; Nollet, 2016; Therrien-Truchon, 2012). Par la suite l’intérêt portera uniquement sur les modes de rupture dans le plan.

Tableau 1.1 Modes de rupture dans le plan Tiré de Lefebvre (2004) p. 92

Rapport L/heff4 Mur ou trumeau Mode(s) de rupture probable(s) ≤ 0,67 Élancés Balancement : grande ductilité 0,67 < L/heff ≤

1,5 Carrés

Écrasement au pied ou traction diagonale : faible ductilité

< 1,5 Très trapus Glissement de joint (rare) : très grand ductilité

La MNA de brique n’est pas propre à l’Est du Canada. On la retrouve un peu partout dans le monde avec des propriétés différentes, mais néanmoins avec les mêmes principes de structure. Ainsi les différents séismes survenus au cours des siècles permettent d’avoir un important panel des dommages qu’ils peuvent causer sur la MNA de brique, allant de la simple fissure à l’effondrement total du bâtiment.

1.3.2 Rupture par traction diagonale

La rupture par traction diagonale est l’un des modes de rupture les plus remarquables lors d’événements sismiques. Il se caractérise par l’apparition de fissures suivant les diagonales du mur ou du trumeau et formant ainsi un « X » sur toute la face. Les fissures démarrent au centre du mur et se propagent vers les coins, cela peut se faire de deux manières. Elles se propagent uniquement dans les joints ou aux interfaces mortier/brique lorsque les unités de maçonnerie sont beaucoup plus résistantes que le mortier. Elles se propagent à travers le mortier et les briques lorsque le mortier a une résistance supérieure ou égale à celle des briques. Ce mode de rupture se produit sur des murs et des trumeaux soumis à un chargement vertical important et

ayant un petit rapport hauteur/longueur (Alecci et al., 2013; Russell, 2010; Russell et al., 2014; Therrien-Truchon, 2012).

Figure 1.7 Schéma d'une rupture par traction diagonale d'un mur de MNA

1.3.3 Rupture par glissement

La rupture par glissement intervient sur un mur soumis à un faible chargement verticale et composé d’un mortier ayant une faible résistance. Il se manifeste par l’apparition sur toute la longueur d’un joint d’assise à l’interface mortier/brique. Ainsi la partie supérieure du mur se met à glisser sur la partie inférieure. L’augmentation du chargement verticale est utile pour stabiliser le mur et prévenir de la rupture par glissement (Eurocode, 2005a; Mahmoud et al., 1995; Therrien-Truchon, 2012).

Figure 1.8 Schéma d'une rupture par glissement d’un mur de MNA

1.3.4 Ruptures par balancement et par écrasement au pied

La rupture par balancement et la rupture par écrasement au pied sont respectivement une rupture en tension et une rupture en compression de la maçonnerie. Elles sont caractéristiques d’un mur soumis à de la flexion et se produisent généralement pour des rapports hauteur/longueur élevés. Analogiquement à une poutre verticale, lorsqu’un mur de MNA est soumis à de la flexion deux zones de contraintes se créent, une zone de tension et une zone de compression. Ainsi, lorsque la tension devient supérieure à la résistance en tension de la maçonnerie, la rupture par balancement se produit. Dans le cas de MNA, le mortier utilisé est souvent bien moins résistant que les unités de maçonnerie, alors une fissure horizontale apparait dans le mortier ou à l’interface mortier/brique.

Symétriquement, l’écrasement au pied se produit lorsque les contraintes de compression deviennent supérieures à la résistance à la compression de la maçonnerie. La résistance en compression de la MNA étant bien supérieure à sa résistance en tension, il n’est pas rare de voir uniquement des ruptures par balancement sur des murs soumis à de la flexion. Cependant, il y a apparition d’un écrasement au pied lorsque la charge verticale est plus élevée et il peut éventuellement se produire avant le balancement pour une charge verticales très importantes (ElGawady et al., 2007; Mahmoud et al., 1995; Russell et al., 2014; Therrien-Truchon, 2012).

Figure 1.9 Schéma des ruptures par balancement et par écrasement au pied d'un mur de MNA