1
00:00:06,730 --> 00:00:10,586
Les tremblements de terre sont depuis
toujours des phénomènes terrifiants,

2
00:00:10,586 --> 00:00:14,051
plus meurtriers au fur et à mesure
de l’accroissement des villes,

3
00:00:14,051 --> 00:00:17,720
l'effondrement de bâtiments
représentant le risque majeur.

4
00:00:17,720 --> 00:00:20,279
Pourquoi les immeubles s'écroulent-ils

5
00:00:20,279 --> 00:00:22,756
et quels sont les moyens de prévention ?

6
00:00:22,756 --> 00:00:26,294
En regardant des films catastrophes,
vous pouvez penser que

7
00:00:26,294 --> 00:00:29,573
la cause de l'effondrement 
d'un bâtiment provient du sol

8
00:00:29,573 --> 00:00:32,977
qui se met à trembler violemment 
ou même à se fendre.

9
00:00:32,977 --> 00:00:35,518
Mais cela n'est pas tout à fait vrai.

10
00:00:35,518 --> 00:00:39,374
D'abord, la plupart des immeubles ne sont
pas situés sur une ligne de faille

11
00:00:39,374 --> 00:00:43,966
et la tectonique des plaques se situe bien
plus bas que le niveau des fondations.

12
00:00:43,966 --> 00:00:46,316
Alors que se passe-t-il exactement ?

13
00:00:46,316 --> 00:00:50,077
La cause des tremblements de terre 
et ses conséquences sur les bâtiments

14
00:00:50,077 --> 00:00:52,065
est un peu plus compliquée.

15
00:00:52,065 --> 00:00:55,282
Pour illustrer cela, 
les architectes et ingénieurs utilisent

16
00:00:55,282 --> 00:00:59,778
des maquettes comme des portiques en 2 D

17
00:00:59,778 --> 00:01:05,432
ou des tiges surmontées de boules
représentant la masse de l'immeuble.

18
00:01:05,432 --> 00:01:09,280
Même aussi simplistes, ces maquettes
peuvent se révéler très utiles,

19
00:01:09,280 --> 00:01:12,239
car prédire la réaction d'un immeuble 
lors d'un séisme

20
00:01:12,239 --> 00:01:14,553
est avant tout une question de physique.

21
00:01:14,553 --> 00:01:16,868
La plupart des effondrements 


22
00:01:16,868 --> 00:01:20,332
ne sont pas dus au séisme en soi.

23
00:01:20,332 --> 00:01:23,259
Quand le sol bouge sous un immeuble,

24
00:01:23,259 --> 00:01:26,284
cela impacte les fondations et 
les premiers étages,

25
00:01:26,284 --> 00:01:28,975
des ondes de choc parcourent
toute la construction,

26
00:01:28,975 --> 00:01:31,834
la faisant osciller d'avant en arrière.

27
00:01:31,834 --> 00:01:36,136
La force de l'oscillation dépend de 
deux principaux facteurs :

28
00:01:36,136 --> 00:01:39,196
la masse de la construction, 
concentrée à la base,

29
00:01:39,196 --> 00:01:40,568
et sa rigidité,

30
00:01:40,568 --> 00:01:44,595
qui va causer un certain 
nombre de déformations.

31
00:01:44,595 --> 00:01:48,155
En plus des matériaux de construction
et du type de pilier,

32
00:01:48,155 --> 00:01:51,207
la rigidité est surtout fonction 
de la hauteur.

33
00:01:51,207 --> 00:01:54,305
De petits immeubles seront plus
rigides et oscilleront moins,

34
00:01:54,305 --> 00:01:57,347
alors que les grands immeubles 
seront plus flexibles.

35
00:01:57,347 --> 00:02:00,557
Suffirait-il alors de construire
des immeubles plus petits

36
00:02:00,557 --> 00:02:02,843
pour limiter au maximum les vibrations ?

37
00:02:02,843 --> 00:02:08,700
Le tremblement de terre de 1985 
à Mexico est la preuve du contraire.

38
00:02:08,700 --> 00:02:09,812
Durant le séisme,

39
00:02:09,812 --> 00:02:14,022
de nombreux immeubles entre 6 et 15 étages
se sont écroulés.

40
00:02:14,022 --> 00:02:17,999
Alors que des immeubles voisins 
plus petits sont restés debout,

41
00:02:17,999 --> 00:02:22,405
et que des immeubles de plus de 15 étages
furent eux aussi moins endommagés.

42
00:02:22,405 --> 00:02:24,555
Les oscillations de ceux qui se sont

43
00:02:24,555 --> 00:02:28,730
écroulés étaient plus violentes 
que le séisme en lui-même.

44
00:02:28,730 --> 00:02:30,590
Comment est-ce possible ?

45
00:02:30,590 --> 00:02:34,322
Il faut chercher du côté 
de la fréquence de résonance.

46
00:02:34,322 --> 00:02:35,988
Dans un système d'oscillation,

47
00:02:35,988 --> 00:02:41,581
la fréquence est le nombre de cycles
d'oscillations en une seconde.

48
00:02:41,581 --> 00:02:43,731
C'est l'inverse d'une période,

49
00:02:43,731 --> 00:02:47,520
qui est la durée en secondes 
d'un cycle d'oscillation.

50
00:02:47,520 --> 00:02:51,763
La fréquence naturelle d'un immeuble,
déterminée par sa masse et sa rigidité,

51
00:02:51,763 --> 00:02:55,330
est la fréquence à laquelle 
les vibrations vont se concentrer.

52
00:02:55,330 --> 00:03:00,277
Augmenter la masse d'une construction 
réduit sa vitesse naturelle de vibration,

53
00:03:00,277 --> 00:03:03,835
alors qu’augmenter sa rigidité
la fera osciller plus rapidement.

54
00:03:03,835 --> 00:03:06,192
Dans l'équation prenant en compte 
ces 2 éléments,

55
00:03:06,192 --> 00:03:09,911
la fréquence naturelle est proportionnelle
à la rigidité,

56
00:03:09,911 --> 00:03:14,184
alors qu'elle est inversement 
proportionnelle à la masse.

57
00:03:14,184 --> 00:03:17,658
Ce qui s'est passé à Mexico est 
ce qu'on appelle un effet de résonance,

58
00:03:17,658 --> 00:03:20,198
où la fréquence des ondes sismiques

59
00:03:20,198 --> 00:03:24,535
correspondaient à la fréquence naturelle 
des immeubles de taille moyenne.

60
00:03:24,535 --> 00:03:27,456
Comme une poussée au
bon moment sur une balançoire,

61
00:03:27,456 --> 00:03:31,211
chaque nouvelle onde sismique
amplifiait la vibration de l'immeuble

62
00:03:31,211 --> 00:03:33,052
dans le même sens,

63
00:03:33,052 --> 00:03:36,246
le poussant un peu plus loin
et encore un peu plus loin,

64
00:03:36,246 --> 00:03:40,513
et même davantage 
que le déplacement initial.

65
00:03:40,513 --> 00:03:42,749
Aujourd'hui, les ingénieurs travaillent


66
00:03:42,749 --> 00:03:45,725
avec des géologues et des sismologues 
pour mesurer

67
00:03:45,725 --> 00:03:48,392
les mouvements de terrain
lors de séismes,

68
00:03:48,392 --> 00:03:51,536
afin d'éviter les effondrements dus
aux problèmes de résonance,

69
00:03:51,536 --> 00:03:55,263
prenant en compte des facteurs 
comme le type de sol et de défaillance,

70
00:03:55,263 --> 00:03:57,947
ainsi que les données provenant
de précédents séismes.

71
00:03:57,947 --> 00:04:00,997
Des fréquences de mouvement lentes
causeront moins de dégâts

72
00:04:00,997 --> 00:04:02,865
aux immeubles hauts et souples,

73
00:04:02,865 --> 00:04:05,989
alors que des fréquences plus rapides 
seront plus dangereuses

74
00:04:05,989 --> 00:04:08,553
pour les constructions petites et rigides.

75
00:04:08,553 --> 00:04:11,316
Les ingénieurs ont trouvé des moyens
d'absorber les chocs

76
00:04:11,316 --> 00:04:14,947
et de limiter les déformations 
au moyen de systèmes innovants.

77
00:04:14,947 --> 00:04:17,423
On utilise des isolateurs flexibles


78
00:04:17,423 --> 00:04:21,346
dans les fondations pour isoler 
et limiter les déformations,

79
00:04:21,346 --> 00:04:25,225
et des amortisseurs de vibrations
pour annuler la résonance

80
00:04:25,225 --> 00:04:28,536
en oscillant à l'inverse des
fréquences naturelles

81
00:04:28,536 --> 00:04:30,303
afin de réduire les vibrations.

82
00:04:30,303 --> 00:04:33,975
Au final, ce ne sont pas les immeubles
les plus robustes qui résisteront

83
00:04:33,975 --> 00:04:36,777
mais les mieux conçus.