Plus d'un million de personnes sont mortes dans les 1800 séismes de magnitude 5+ enregistrés dans le monde depuis 2000.

Les ponts sont la partie la plus vulnérable des infrastructures de transport, entraver les interventions d'urgence, missions de recherche et de sauvetage et livraison d'aide, augmentant encore le nombre de décès potentiels.

Alors que les ingénieurs ont conçu des structures pour résister aux forces naturelles destructrices comme les vents extrêmes et les tornades, tremblements de terre catastrophiques tels que le tremblement de terre d'Haïti de 2010 (plus de 310, 000 morts) ou le tremblement de terre de Tōhoku au Japon en 2011 (plus de 20, 000 morts) restent un défi.

Pour atténuer les impacts de tels séismes majeurs, une équipe de chercheurs de l'Université de technologie de Sydney (UTS) a développé une application pour les ancrages au sol en tant que principal système de résistance sismique pour la protection ultime des ponts contre les tremblements de terre catastrophiques.

Dirigée par le professeur agrégé Behzad Fatahi et soutenue par Mootassem Hassoun (candidat au doctorat) à l'École de génie civil et environnemental, cette nouvelle application peut protéger les ponts contre des niveaux de tremblement de terre bien supérieurs aux recommandations du code.

Malgré les codes de conception stricts appliqués à l'échelle mondiale, et les avancées technologiques dans la conception parasismique et la protection des structures, davantage d'efforts sont nécessaires pour réduire les taux de mortalité et les pertes financières. Ceci est particulièrement pertinent car l'urbanisation rapide crée des concentrations de population plus élevées dans les zones sismiques actives comme le Japon et l'Indonésie où 230, 000 ont été enregistrés à l'échelle nationale à la suite d'un seul tremblement de terre en 2004.

Le professeur agrégé Fatahi et son équipe ont développé un modèle informatique tridimensionnel avancé pour simuler et évaluer la capacité sismique de ponts ancrés soumis à certains des tremblements de terre les plus catastrophiques au monde.

Les ancrages au sol sont construits à partir de câbles en acier à haute résistance à la traction couramment utilisés pour soutenir des excavations profondes dans les centres-villes. Les câbles sont légers et flexibles mais peuvent supporter une capacité de traction énorme.

Ils sont encastrés dans le sol derrière le pont, éviter tout effet sur l'esthétique du bridge, et jointoyé sur une certaine longueur afin de fixer les ancrages dans le sol. Les ancrages au sol proposés sont passifs et flexibles, ce qui permet au pont de se dilater et de se rétrécir pendant ses cycles saisonniers normaux sans se fissurer.

L'avantage de cette technologie est son faible coût et son efficacité élevée :elle est bon marché tout en offrant une résistance et une dissipation d'énergie incroyables dans le sol, un matériau techniquement gratuit.

"Nos résultats prouvent que les ponts retenus par des ancrages au sol ont un comportement sismique supérieur par rapport aux ponts traditionnels ou même modernes dotés de dispositifs de protection sismique modernes tels que les amortisseurs visqueux, " a déclaré le professeur agrégé Fatahi.

Cela augmente la faisabilité de ponts avec des fondations beaucoup plus légères et économiques, et la réduction de la taille et du coût de la construction de ponts sûrs tout en maintenant, voire en augmentant, la capacité du pont à supporter des mouvements sismiques importants.

L'équipe a testé sa solution pour de nombreux tremblements de terre de magnitude élevée, y compris le tremblement de terre massif de Kobe en 1995 au Japon, qui en a endommagé près de 400, 000 structures. Leurs recherches montrent que les ponts équipés de la nouvelle technologie d'ancrage au sol pourraient survivre à des tremblements de terre catastrophiques et rester pratiquement intacts alors que les ponts conçus à l'aide de techniques conventionnelles d'atténuation sismique s'étaient effondrés.

De nombreux pays pourraient construire ou modifier des ponts antisismiques à faible coût, car il peut également être adopté pour rénover des ponts plus anciens conçus et construits selon les codes précédents et donc sous-conçus contre les grands tremblements de terre.