Au moment de la rédaction, 436 personnes sont mortes à la suite d'un tremblement de terre sur l'île indonésienne de Lombok. Un autre 2, 500 personnes ont été hospitalisées avec des blessures graves et plus de 270, 000 personnes ont été déplacées.

Les tremblements de terre sont l'une des catastrophes naturelles les plus meurtrières, représentant seulement 7,5% de ces événements entre 1994 et 2013 mais causant 37% des décès. Et, comme pour toutes les catastrophes naturelles, ce ne sont pas les pays qui subissent le plus de tremblements de terre qui subissent les plus grosses pertes. Au lieu, le nombre de personnes qui meurent dans un tremblement de terre est lié au degré de développement du pays.

A Lombok, comme au Népal en 2015, de nombreux décès ont été causés par l'effondrement généralisé de maisons branlantes locales incapables de résister aux nombreuses répliques. Plus généralement, des bâtiments de mauvaise qualité et un urbanisme inadéquat sont les deux principales raisons pour lesquelles les événements sismiques sont plus destructeurs dans les pays en développement.

En réponse à ce problème, mes collègues et moi travaillons sur un moyen de créer des fondations de bâtiments bon marché qui absorbent mieux l'énergie sismique et peuvent ainsi empêcher les structures de s'effondrer lors d'un tremblement de terre. Et l'ingrédient clé de ces fondations est le caoutchouc de pneus usagés, qui sont par ailleurs très difficiles à éliminer en toute sécurité et sont en grande partie envoyés à la décharge ou brûlés, dégageant de grandes quantités de dioxyde de carbone et de gaz toxiques contenant des métaux lourds.

Mélange caoutchouc-sol

Les tentatives précédentes pour protéger les bâtiments des tremblements de terre en modifiant leurs fondations ont donné des résultats prometteurs. Par exemple, une barrière vibrante souterraine récemment développée peut réduire entre 40 % et 80 % des mouvements du sol en surface. Mais la grande majorité de ces méthodes d'isolation sophistiquées sont coûteuses et très difficiles à installer sous les bâtiments existants.

Notre alternative est de créer des fondations faites de terre locale mélangée à quelques-unes des 15 millions de tonnes de pneus usagés produites chaque année. Ce mélange caoutchouc-sol peut réduire l'effet des vibrations sismiques sur les bâtiments situés au-dessus d'eux. Il pourrait être facilement adapté aux bâtiments existants à faible coût, ce qui le rend particulièrement adapté aux pays en développement.

Plusieurs études ont montré que l'introduction de particules de caoutchouc dans le sol peut augmenter la quantité d'énergie qu'il dissipe. Le tremblement de terre provoque la déformation du caoutchouc, absorber l'énergie des vibrations d'une manière similaire à la façon dont l'extérieur d'une voiture s'effondre lors d'un accident pour protéger les personnes à l'intérieur. La rigidité des particules de sable dans le sol et la friction entre elles aident à maintenir la consistance du mélange.

Mes collègues et moi avons montré que l'introduction d'un mélange caoutchouc-sol peut également modifier la fréquence naturelle de la fondation du sol et la façon dont elle interagit avec la structure située au-dessus. Cela pourrait aider à éviter un phénomène de résonance bien connu qui se produit lorsque la force sismique a une fréquence similaire à celle de la vibration naturelle du bâtiment. Si les vibrations correspondent, elles s'accentueront, amplifiant considérablement la secousse du tremblement de terre et provoquant l'effondrement de la structure, comme cela s'est produit dans le cas célèbre du pont de Tacoma Narrows en 1940. L'introduction d'un mélange caoutchouc-sol peut compenser les vibrations afin que cela ne se produise pas.

Un avenir prometteur

La clé pour faire fonctionner cette technologie est de trouver le pourcentage optimal de caoutchouc à utiliser. Nos calculs préliminaires font écho à d'autres investigations, indiquant qu'une couche de mélange caoutchouc-sol d'une épaisseur d'un à cinq mètres sous un bâtiment réduirait la force d'accélération horizontale maximale d'un séisme de 50 à 70 %. C'est l'élément le plus destructeur d'un séisme pour les bâtiments résidentiels.

Nous étudions maintenant comment différentes formes de fondations en mélange caoutchouc-sol pourraient rendre le système plus efficace, et comment il est affecté par différents types de tremblement de terre. Une partie du défi de cette recherche consiste à tester le système. Nous construisons des modèles de table à petite échelle pour essayer de comprendre le fonctionnement du système et évaluer la précision des simulations informatiques. Mais le tester dans le monde réel nécessite un véritable tremblement de terre, et il est presque impossible de savoir exactement quand et où l'on frappera.

Il existe des moyens de le tester à travers des expériences à grande échelle, qui impliquent de créer des bâtiments modèles grandeur nature et de les secouer pour simuler la force de vrais tremblements de terre enregistrés. Mais cela nécessite des financements de la part de grandes institutions ou entreprises. Il ne s'agit alors plus que d'essayer la solution sur un vrai bâtiment en convainquant les propriétaires que cela en vaut la peine.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.