Essais Sismiques Table Vibrante

2014·11.3 MB·French

by  Christian Belinga Nko'o

PROJET ReparH
ESSAIS SISMIQUES SUR TABLE VIBRANTE
RAPPORT
Christian BELINGA NKO’O, architecte dplg, DSA-Terre février 2014
6. Remplissage.....................................................................................44
Introduction.........................................................................................................................4 7. Démontage.......................................................................................51
PARTIE A : PRESENTATION DU PROJET......................................................................8 PARTIE C : ESSAIS SISMIQUES...................................................................................52
I- PROJET ReparH...............................................................................................9 I- LA PROCEDURE SCIENTIFIQUE DES ESSAIS.......................................54
1. OBJECTIFS.............................................................................................9 1. Objectifs des essais.......................................................................54
2. Protocole des essais......................................................................54
II- LA CAMPAGNE DES ESSAIS SISMIQUES..............................................10 a)La méthodologie du choix du séisme........................54
1. Justifi cation technique................................................................12 b)Les contraintes de la table vibrante..........................54
2. Choix du prototype........................................................................13 3. La procédure des essais...............................................................55
a)La taille de la table vibrante..........................................13 a)Les questions que soulève cette procédure............55
b)Les capacités de la table vibrante...............................13 b)Description de la procédure initiale...........................55
c)La préservation de l’intégrité de l’équipement.... 13 4. Acquisition........................................................................................56
d)La non dissipation de l’énergie ...................................15 5. Valorisation des essais.................................................................57
e)La symétrie...........................................................................17 a)Pour la recherche..............................................................57
f)La confrontation à la modélisation numérique b)Pour l’opérationnalité......................................................57
multi-échelles.....................................................................17 II- LES ESSAIS SISMIQUES.............................................................................58
g)Les temps de mise en œuvre........................................20 1. Analyse modale...............................................................................58
h)La conformité avec les modèles construits en 2. Essais...................................................................................................62
Haïti.......................................................................................20 Essai Haïti 100% ..................................................................66
i)Le prototype..........................................................................21 Essai Haïti 200%...................................................................67
3. Le FCBA..............................................................................................22 Essai Haïti 300%...................................................................68
4. Les équipes de travail...................................................................24 Essai Guadeloupe 100%....................................................69
Essai Guadeloupe 380%....................................................70
PARTIE B : LE CHANTIER...............................................................................................25 Signal Sinusoïdal...................................................................71
1. Préparation / installation du chantier...................................30 Corrélation d’images...........................................................72
2. Terre / Mortier.................................................................................32 Essais sur mur éprouvette................................................73
Conclusion.........................................................................................................................74
3. Ancrage..............................................................................................34
4. Ossature bois...................................................................................35
Annexes................................................................................................................................76
5. Charpente / Couverture...............................................................40
Contributions Remerciements MISEREOR EPPMPH
Barbara KÜPPER Soeur Léon ZULMIE
Florent VIEUX-CHAMPAGNE Nous tenons à remercier ici Hans MAIER Antonine JUSTE
Frédérique JONNARD l’Agence Nationale de la Re- Heinz OELLERS Junior MICHEL
Sophie CLAUDE chercher (ANR) principal fi - Alexandre DOULINE Tony JEAN CALIXTE
Noro RAVOAVAHY nanceur du projet «Recons- et équipe
Juan TRABANINO truire parasinistre en Haïti Consultants
Fabrizio BOGHI (ReparH)». Wilfredo CARAZAS AEDO PRESTEN
Cécilia DOVERI Sophie MARONGIU Albert ALEXANDRE
Nicolas BEGUIN ANR Flash Haïti ReparH Laure CORNET Lukner SAINTE
Jasim Taher MOHAMMAD Philippe GARNIER, Elsa CAUDERAY Désima SAINTE
Yannick SIEFFERT coordinateur (CRAterre) Javier RODRIGUEZ Jean Fresnel PHENELUS
Simon PLA Laurent DAUDEVILLE(UJF- Julien HOSTA et équipe
Majid HAJMIRBABA 3SR) Alix HUBERT
Annalisa CAIMI Hubert GUILLAUD (AE&CC) EdM
Olivier MOLES PADED Florie DEJEANT
Philippe GARNIER ENSAG Marie-Hermine De MONTANGON
Laurent DAUDEVILLE Jean Michel KNOP, Directeur GADRU Pierre LEFEVRE
Stéphane GRANGE Lucie SCOTET, Dir. adjointe Madeleine CASIMIR Fils-Aimé THELCINE
Carole FAYE Jean Marie LOUIS Tulio José MATEO De PEÑA
Patrice GARCIA CRAterre Jean CELINES, et équipe
Jean-Charles DUCCINI Marina TRAPPENIERS Lerismé
Laurent MUNIER Christèle CHAUVIN et équipe PAPDA
Jessy Laura DEPIERRE Germanie MOLIN
CONCERT ACTION Franck SAINT JEAN
Relecture LABEX AE&CC Anthony EYMA Wilson SANON
Léa GENIS Thierry JOFFROY Donald DESHOMMES et équipe
Zakari BANO Jean Fécu LAGUERRE
et équipe VEDEK
Pantaléon ROSELINE
Jean Baptiste ANDRELIEN
et équipe
Introduction
La campagne des essais sismiques au FCBA à d’années en Haïti, entre autres, auprès de
Bordeaux, du 1er au 30 avril 2013, rentre dans le mouvements paysans travaillant à l’amélioration
cadre du déroulement du projet «Reconstruire para de leur cadre de vie par le biais de projets
sinistre en Haïti» : ReparH, fi nancé par l’Agence agroécologiques (agriculture durable et préservation
Nationale de la Recherche (ANR). de l’habitat en tant qu’environnement immédiat).
En effet, suite au tremblement de terre du 12 janvier Pour venir en aide à ses partenaires haïtiens
2010, CRAterre a coordonné la proposition ReparH regroupés au sein d’une plate-forme de vingt six
en réponse à l’appel Flash Haïti de l’ANR et pilote un organisations locales : Plate-forme d’Agroécologie
partenariat scientifi que avec les autres partenaires et de Développement Durable (PADED),
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du projet: le laboratoire 3SR de l’université Joseph dont la demande était de consolider, réparer,
Fourrier (UJF) et l’unité de recherche Arechitecture reconstruire l’habitat de ses membres en zones
Environnement et Cultures Constructives (AE&CC) rurales ayant souffert du tremblement de terre,
de l’Ecole Nationale Supérieure d’Architecture de MISEREOR a répondu favorablement à un projet
Grenoble (ENSAG). Le but du projet ReparH est de reconstruction de l’habitat rural; soit plus de
d’apporter une assistance scientifi que à Haïti dans 4000 maisons évolutives. Projet dont CRAterre a
le contexte de reconstruction. Ce projet associe élaboré, en accord avec les partenaires haïtiens,
aussi le Groupe d’Appui au Développement Rural les solutions techniques sur la base des inventaires
(GADRU), ONG haïtienne, membre de la plate- et des diagnostics faits, après le séisme, sur les
forme PADED. Le projet ReparH a débuté en juillet modes d’habiter ruraux et les cultures constructives
2010 et se terminera en janvier 2015. haïtiennes.
En amont de sa candidature à l’appel Flash Il est ressorti des missions préliminaires
Haïti de l’ANR, et suite au même tremblement et exploratoires que l’habitat traditionnel,
de terre de 2010, CRAterre s’est engagé dans comparativement aux constructions nouvelles,
l’accompagnement technique de MISEREOR, ONG avait mieux résisté au tremblement de terre et
allemande œuvrant depuis une quarantaine surtout, qu’il n’avait pas causé des pertes en vies
Introduction
humaines. - une thèse de doctorat en sciences de
l’ingénieur, génie parasismique, pour une
La démarche du projet ReparH s’inscrit donc dans modélisation numérique des comportements
la perspective de l’approche «valorisation des mécaniques de systèmes composites – bois et
cultures constructives et emploi des matériaux remplissage pierres – face à l’aléa sismique,
et savoir-faire locaux» entamée par MISEREOR, (3SR / UJF) :« Etude expérimentale et numérique
PADED et CRAterre. Cette démarche consiste à parasismique de structure bois remplie de pierres
conforter les propositions architecturales qui sont et d’un mortier de terre.», par Florent VIEUX-
mises en œuvres sur le territoire d’action de quatre CHAMPAGNE (3SR/UJF).
organisations paysannes de la PADED à savoir
I
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EPPMPH, PRESTEN, CONCERT ACTION et GADRU Cette campagne d’essais est donc logique et fait
en leur donnant une validation scientifi que et partie intégrante de la recherche en génie para
technique. sismique de la thèse de doctorat en sciences de
l’ingénieur encadrée par le laboratoire 3SR (UJF).
Ce travail de recherche est consolidé par deux Elle fait suite à de multiples essais réalisés en
thèses : France :
- une thèse de doctorat en architecture – Grenoble(UJF, ENSAG) et Isle d’Abeau (Grands
portant sur l’identifi cation des cultures Para Ateliers de l’ISle d’Abeau),
sinistres vernaculaires dans des régions exposées et en Italie :
à des aléas naturels, et concernant l’élaboration - CNR Ivalsa à Trento (San Michele del Adige)
d’une méthodologie d’analyse des pratiques depuis deux ans et vient compléter l’analyse
constructives locales en tant qu’étape de départ expérimentale multi-échelles : cellules, pans de
pour le renforcement des capacités de résilience mur, prototype de maison à l’échelle 1.
dans le domaine de l’habitat, par Annalisa CAIMI
(CRAterre-ENSAG, unité de recherche AE&CC).
Introduction
Ce travail de recherche fait écho au travail d’une équipe auprès d’autres bailleurs de la reconstruction de
de consultants pluridisciplinaires; (architectes, l’Haïti post séisme.
ingénieurs, logisticiens, ethnologue,…) qui mettent
en œuvrent les phases opérationnelles du projet
fi nancé par MISEREOR sur le terrain, à des retours
d’expériences d’autres experts de CRAterre ou en
liaison avec CRAterre missionnés en Haïti et qui
travaillent sur des projets ayant les mêmes bases
techniques en zones rurales ou urbaines; exemples
I du projet CARITAS avec le VEDEK (réparation de
6
maisons) ou le projet d’Entrepreneurs du Monde
(pépinière d’entreprises, habitat,…).
Il en ressort une synergie itérative dans laquelle
les observations et résultats de terrain nourrissent
la recherche ; laquelle recherche améliore les
stratégies opérationnelles, la mise en œuvre des
détails techniques de réalisation (ingénierie) ou
encore traite les résultats d’enquêtes de terrain
pour une meilleure compréhension des cultures
constructives (architecture) et de la sociologie du
milieu. Cette synergie a pour but de faire évoluer la
qualité de l’habitat construit dans cette démarche,
d’en renforcer l’appropriation par les organisations
locales partenaires et leurs bénéfi ciaires et de la
vulgariser auprès de non bénéfi ciaires du projet et
Introduction
Principe itératif du fonctionnement du projet: amélioration réciproque terrain et recherche.
• Observation et analyse des cultures
constructives,
• enquêtes de terrain,
• conception de solutions techniques amélio-
rant ou renforçant les cultures constructives,
I
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• discussions avec les partenaires locaux,
• modifi cations, améliorations si nécessaire,
• implémentation sur le terrain: formation sur
chantiers modèles,
• chantiers
• évaluation, adaptation,
• enquêtes de terrain,
• chantiers,
• modélisations,
• essais,
• améliorations corrections,
• chantiers,
• ...
Présentation du projet
A
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PARTIE A : PRESENTATION DU PROJET
Présentation du projet
kombits - solidarité et entraide mutuelle-,..),
I- PROJET ReparH
• formation (besoins à court et moyen termes),
• suivi technique,
1. OBJECTIFS
• suivi administratif et fi nancier ;
Le projet ReparH concilie l’approche scientifi que des
(cid:31) Établir des spécifi cations techniques pour une
laboratoires associés et l’approche opérationnelle des réalités
sélection de solutions en se basant sur :
de terrain. Ce, en vue d’apporter une validation scientifi que
• des simulations du comportement des
faisant montre de la pertinence des cultures constructives
structures face aux séismes et aux cyclones,
locales, certes améliorées, mais également l’emploi des
• des réalisations de prototypes grandeur
matériaux locaux et des savoirs traditionnels associés à leur
nature (éléments structurel de base),
emploi dans la construction de l’habitat. Les améliorations
• des essais sur modèles à différentes échelles
apportées aux solutions techniques permettent de garantir
y compris à l’échelle 1,
des constructions plus durables et surtout une meilleure
• les retours des expérimentations faites
résilience face aux aléas naturels (séismes et cyclones).
Les principaux objectifs : directement sur le terrain ; A 9
(cid:31) Préciser les grandes orientations techniques en se
(cid:31) Produire des documents techniques et mé-
basant sur :
thodologiques qui pourront être utilisés dans les pro-
• l’observation des bâtiments sinistrés et de ceux
grammes de formation (professionnelle et universitaire) et
qui ont bien résisté,
de préparation aux risques, en Haïti et dans d’autres ré-
• les besoins exprimés par les populations sinis-
gions du monde soumises à des aléas naturels similaires;
trées et les «bòs» (maçons et charpentiers),
qui sont leurs interlocuteurs privilégiés dans le
(cid:31) Diffuser et publier les savoirs et expériences ainsi
domaine de la construction,
acquis pour une meilleure vulgarisation de cette ap proche.
• la qualité des matériaux locaux et leur
disponibilité en vue d’une utilisation plus
effi ciente en complément de matériaux importés
;
(cid:31) Proposer des méthodes et stratégies d’intervention
adaptées :
• typologies et dimensions des propositions
constructives (unité de base évolutive),
• approches sur le terrain (sélection des
bénéfi ciaires, organisation des familles en
Présentation du projet
II- LA CAMPAGNE DES ESSAIS SISMIQUES familiariser les étudiants des 2 DSA (Terre et
Risques Majeurs) à la technique et aux enjeux du
Afi n de mettre en place la campagne des essais sismiques projet,
d’avril 2013 à Bordeaux, des jalons préalables ont été mis créer une dynamique d’équipe,
en place depuis le mois d’octobre 2012 ou plus en amont.
Il s’agissait : de la préparation de la logistique du chantier depuis
des réunions de mise au point à Grenoble et à Grenoble pour la période de chantier à Bordeaux.
Bordeaux. Elles ont permis :
la défi nition et l’élaboration du protocole de
collaboration entre les différentes équipes CCaAlLeENnDRdRrIEiRe 12r- 113 2-13 OCTOBRE NOVEMBRE
Planning
(FCBA/3SR/CRAterre), P Budget opération
l’harmonisation des calendriers fi xant les différentes E HASE(cid:3)0 Contrats MH / CBN Convention CRATerre / UJF / FCBA
A 10 lélaat adfapémefi sni,liiatiroinsa dtieosn parvoeccé dl’uérqeusi pde’emsesnaits d,e Bordeaux, T PHASE(cid:3)1 CaraTcrtéaritiesamtieonnt dseigsn easlsDaiésfinition du prototype Validation budget Présenta
ddee ll aa… pbluadngifié ctiastaiotino,n : A P PHASE(cid:3)2PH
dfoimncetniosnio ndneesr b leu dcgoeûtts d een lc’eonrsee dmisbpleo ndieb lle’osp,ération en E ASE 3
de ldaé cfi onnirc eupnt imono ddèule p proetromtyepttea n:t d’optimiser les S PHASE(cid:3)4

objectifs scientifi ques et opérationnels du projet,
des tests sur table vibrante des cellules élémentaires :
anticiper des mesures sur les petits éléments testés
en statique,
anticiper des contraintes liées à l’équipement table
vibrante,
de l’encadrement et de la formation des étudiants
à impliquer dans la phase construction :