Décider quand il est sécuritaire pour les résidents d'un immeuble de revenir après un tremblement de terre est un défi et une responsabilité majeurs pour les ingénieurs civils. Non seulement ils doivent évaluer si le bâtiment pourrait s'effondrer, mais aussi s'il pouvait résister à des répliques de même ampleur. La bonne nouvelle, c'est des recherches prometteuses sont menées dans ce domaine.

Les scientifiques du Laboratoire d'informatique appliquée et de mécanique (IMAC) de l'EPFL ont mis au point une nouvelle méthode qui peut augmenter la précision de ce type d'évaluation. Elle est basée sur la prise de mesures des vibrations ambiantes d'un bâtiment, et peut être utilisé pour améliorer les méthodes existantes et accélérer le processus de détermination des structures trop fragiles pour y vivre. L'étude - par Yves Reuland (auteur principal), Pierino Lestuzzi et Ian F.C. Smith - apparaît dans le numéro de janvier de Dynamique des sols et génie parasismique .

"Notre article montre que nous pouvons tirer parti de la technologie existante de nouvelles manières. Nous avons utilisé des systèmes qui sont déjà utilisés pour mesurer l'état des ponts, et les a appliqués à l'évaluation des bâtiments endommagés par un tremblement de terre, " dit Lestuzzi, un scientifique principal à l'IMAC. « L'autre aspect nouveau de notre méthode est que nous n'avons pas besoin de connaître la ligne de base, c'est-à-dire pré-séisme - état d'un bâtiment pour effectuer l'évaluation. » C'est important parce que les bâtiments ne sont généralement pas équipés de capteurs qui mesurent en permanence leur comportement structurel. Après un tremblement de terre, les ingénieurs doivent diagnostiquer l'état d'un bâtiment un peu comme un médecin qui doit diagnostiquer un patient sans connaître les antécédents médicaux du patient.

Évaluation visuelle

Les ingénieurs réalisent actuellement ce diagnostic à l'aide d'une évaluation visuelle réalisée selon un formulaire d'évaluation développé par des chercheurs italiens. Cette approche s'est avérée très efficace après les deux tremblements de terre majeurs dans le centre de l'Italie en 2009 et 2016. Mais même si une évaluation visuelle est essentielle pour repérer les dommages causés à un bâtiment, cela prend beaucoup de temps à terminer – environ 2 à 3 heures par bâtiment – ​​et est assez compliqué et subjectif. Et cela n'élimine pas l'incertitude quant à la capacité d'un bâtiment à résister aux répliques. D'où la nouvelle méthode développée à l'IMAC.

Avec la nouvelle méthode, les ingénieurs enregistrent les vibrations ambiantes d'un bâtiment (comme celles créées par le vent ou par l'activité humaine, comme la circulation routière) avec un sismographe portable ; cela implique de placer trois ou quatre capteurs à différents endroits du bâtiment et de mesurer les vibrations pendant une demi-heure, un peu comme un médecin écoute le rythme cardiaque d'un patient avec un stéthoscope.

Des données quantitatives pour des décisions rapides

Les enregistrements sont ensuite traités pour séparer les signaux résultant de changements dans la structure du bâtiment des signaux dus aux conditions météorologiques, le bruit ambiant ou l'âge du bâtiment. Les résultats sont entrés dans un modèle informatique afin de prédire la capacité du bâtiment à résister à un autre séisme. Les scientifiques de l'IMAC estiment que les prédictions de leur modèle sont précises à 50-100 %. Les ingénieurs peuvent ensuite combiner ces données quantitatives avec les résultats de leur évaluation visuelle. « La combinaison de ces deux approches réduit le degré d'incertitude quant à l'occupation d'un bâtiment. Mais notre modèle doit encore être développé avant de pouvoir être adopté à grande échelle, " dit Reuland, chercheur post-doctoral à l'IMAC.

Selon Lestuzzi, la méthode IMAC pourrait déjà être utilisée pour évaluer les bâtiments sur le pourtour extérieur des zones touchées par le séisme, afin que les résidents sachent rapidement quand ils peuvent rentrer chez eux en toute sécurité.