L’approche r´ eglementaire

Estimation forfaitaire des effets de site s´edimentaires L’application de la r´

e-glementation Eurocode 8 (2004) consiste `a multiplier le spectre de r´eponse ´elastique

en acc´el´eration par un coefficient d’amplification S ainsi qu’`a d´ecaler les p´eriodes T

_B

,

T

_C

, T

_D

et T

_E

en fonction du sol rencontr´e. Diff´erentes classes de sol sont d´efinies par

la r´eglementation, et synth´etis´ees dans le tableau 1.5. La distinction entre les sols est

principalement bas´ee sur la vitesse moyenne des ondes de cisaillement dans les trente

premiers m`etres V

_S30

. En effet, la r´eglementation actuelle ne prend pas en compte la

fr´equence fondamentale de r´esonance du site et le contraste d’imp´edance avec le rocher.

Les param`etres du spectre de dimensionnement de la sollicitation horizontale associ´es `a

chaque classe de sol sont pr´esent´es dans le tableau 1.6. La classe de sol A correspond au

rocher de r´ef´erence, le spectre de dimensionnement forfaitaire est donc identique `a celui

pr´esent´e dans le paragraphe 1.2.2. Aucune valeur n’est fournie pour les classes de sol S1

et S2 qui, du fait de leur complexit´e, n´ecessitent de r´ealiser une ´etude sp´ecifique (voir

description de ces classes de sol dans tableau 1.6). Les formes spectrales normalis´ees de

la sollicitation horizontale de dimensionnement sont pr´esent´ees sur la figure 1.13.

Ces formes spectrales permettent de prendre en compte l’augmentation de l’amplitude

du mouvement sismique ainsi que la modification du contenu spectral, les sols plus mous

´etant plus susceptibles d’amplifier la r´eponse `a longue p´eriode. Par ailleurs, les formes

spectrales sont adapt´ees `a la valeur de l’acc´el´eration horizontale au rocher de r´ef´erence

a

_g

, pour tenir compte des effets de non-lin´earit´e pour des s´eismes de grande magnitude.

Les effets non-lin´eaires conduisent en effet `a limiter l’amplitude du _«plateau_» sur le

spectre et `a le d´ecaler vers les plus longues p´eriodes.

Comme c’´etait d´ej`a le cas pour la caract´erisation forfaitaire de l’al´ea sismique de r´ef´

e-rence, cette repr´esentation du mouvement sismique ne permet pas de saisir la dur´ee de la

sollicitation, pouvant ˆetre consid´erablement augment´ee en pr´esence d’un sol superficiel

mou. Concernant la composante verticale du mouvement, la r´eglementation consid`ere

qu’elle n’est pas impact´ee par la nature du sol : les param`etres pr´esent´es dans le tableau

1.4 sont valables quelle que soit la classe de sol.

Période T (s) 0 1 2 3 4 5 Classe A Classe B Classe C Classe D Classe E ag < 3.0 m/s² S'^reg l=S' a(T) /a^g 0 1 2 3 4 5 Période T (s) Classe A Classe B Classe C Classe D Classe E S'^reg l=S' a(T) /a^g 3.0 m/s²≤ag≤6.6 m/s² 0 0.1 1 0 0.1 1

Figure 1.13 – Formes spectrales r´eglementaires de dimensionnement, composante

hori-zontale (Eurocode 8, 2004).

Estimation forfaitaire des effets de site topographiques Eurocode 8 (2004)

four-nit un ensemble de coefficients d’amplification topographique, d´ependant de la pente

lo-cale, par lesquels est multipli´e le spectre de r´eponse ´elastique. Paolucci (2002) a v´erifi´ea

posteriori que les coefficients propos´es ´etaient globalement satisfaisants. La validit´e des

coefficients a ´et´e ´etudi´ee point par point par De Martin (2012) via une ´etude param´

e-trique (simulations 2D lin´eaires aux ´el´ements spectraux). La r´eglementation recommande

d’appliquer les coefficients d’amplification pour des buttes ou pentes d’une hauteur sup´

e-rieure `a 30 m. Les digues fran¸caises, hautes d’une vingtaine de m`etres au maximum, ne

seraient donc a priori pas concern´ees par un effet topographique. Cependant, De Martin

(2012) remarque que pour les plus petites buttes ou pentes ´etudi´ees, d’une hauteur de

25 m, les amplifications obtenues num´eriquement peuvent ˆetre significatives (facteur de

1.1 `a 1.2 sur les cas consid´er´es) pour des p´eriodes comprises entre 0.1 s et 1.4 s sugg´erant

qu’il serait judicieux d’´etudier des hauteurs inf´erieures. Les calculs r´ealis´es sur des buttes

homog`enes montrent par ailleurs que multiplier le spectre de r´eponse par un coefficient

constant quelle que soit la p´eriode est invalide (ce qui est coh´erent avec l’observation

d’une d´ependance des effets topographiques `a la longueur d’onde). N´eanmoins, les

coeffi-cients simplifi´es propos´es sont du bon ordre de grandeur. Ils peuvent toutefois conduire `a

une sous-estimation de l’amplification (plutˆot `a hautes fr´equences) ou une surestimation

du spectre de r´eponse (plutˆot `a basses fr´equences). L’impact de la forme g´eom´etrique

(dissym´etrie) du relief sur l’effet topographique a aussi ´et´e ´etudi´e par De Martin (2012).

1.3 La prise en compte des effets de site

Classes

de sol

Description du profil

stratigraphique ^{Caract´eristiques m´ecaniques}

V

S30

(m{s)

N SP T

(coups/30

cm)

Cu (kPa)

A

Rocher ou autre formation

g´eologique de ce type comportant

une couche superficielle d’au plus 5

m de mat´eriau moins r´esistant

ą800 -

-B

D´epˆots raides de sable, de gravier

ou d’argile sur-consolid´ee, d’au

moins plusieurs dizaines de m`etres

d’´epaisseur, caract´eris´es par une

augmentation progressive des

propri´et´es m´ecaniques avec la

profondeur

360´800 ą50 ą250

C

D´epˆots profonds de sable de

densit´e moyenne, de gravier ou

d’argile moyennement raide, ayant

des ´epaisseurs de quelques dizaines

`

a plusieurs centaines de m`etres

180´360 15´50 70´250

D

D´epˆots de sol sans coh´esion de

densit´e faible `a moyenne (avec ou

sans couches coh´erentes molles) ou

comprenant une majorit´e de sols

coh´erents mous `a fermes

ă180 ă15 ă70

E

Profil de sol comprenant une

couche superficielle d’alluvions avec

des valeurs deV

S

de classe C ou D

et une ´epaisseur comprise entre 5 m

environ et 20 m, reposant sur un

mat´eriau plus raide avec V

S

ą800

m{s

- -

-S1

D´epˆots compos´es, ou contenant une

couche d’au moins 10 m d’´epaisseur

d’argiles molles/vases avec un

indice de plasticit´e ´elev´e (IP ą40)

et une teneur en eau importante

ă100

(valeur

indicative)

- 10´20

S2

D´epˆots de sols liqu´efiables d’argiles

sensibles ou tout autre profil de sol

non compris dans les classes A `a E

ou S1

- -

-Table 1.5 – Classes de sol d´efinies dans Eurocode 8 (2004).

Classe

de sol ^a

^g

^ď3.0m{s

2

3.0m{s

²

ďa

_g

ď6.6m{s

²

Longues p´eriodes

S T

B

T

C

T

D

S T

B

T

C

T

D

T

E

T

F

A 1 0.03 s 0.2 s 2.5 s 1 0.15 s 0.4 s 2.0 s 4.5 s 10 s

B 1.35 0.05 s 0.25 s 2.5 s 1.2 0.15 s 0.5 s 2.0 s 5.0 s 10 s

C 1.5 0.06 s 0.4 s 2.0 s 1.15 0.2 s 0.6 s 2.0 s 6.0 s 10 s

D 1.6 0.1 s 0.6 s 1.5 s 1.35 0.2 s 0.8 s 2.0 s 6.0 s 10 s

E 1.8 0.08 s 0.45 s 1.25 s 1.4 0.15 s 0.5 s 2.0 s 6.0 s 10 s

Table 1.6 – Param`etres du spectre de dimensionnement forfaitaire de la sollicitation

horizontale.

Dans le cas d’une butte homog`ene dissym´etrique (associ´ee `a deux pentes diff´erentes),

l’amplification au droit de l’un des talus est similaire `a celle obtenue dans le cas d’une

butte sym´etrique homog`ene ayant la mˆeme pente que celle du talus ´etudi´e et la mˆeme

hauteur (ainsi que les mˆemes propri´et´es m´ecaniques).

Dans le document Stabilité des digues sous chargement sismique : vers une nouvelle génération de méthodes simplifiées (Page 76-79)