WEBVTT

00:00:06.730 --> 00:00:10.586
Les tremblements de terre sont depuis
toujours des phénomènes terrifiants,

00:00:10.586 --> 00:00:14.051
plus meurtriers au fur et à mesure
de l’accroissement des villes,

00:00:14.051 --> 00:00:17.720
l'effondrement de bâtiments
représentant le risque majeur.

00:00:17.720 --> 00:00:20.279
Pourquoi les immeubles s'écroulent-ils

00:00:20.279 --> 00:00:22.756
et quels sont les moyens de prévention ?

00:00:22.756 --> 00:00:26.294
En regardant des films catastrophes,
vous pouvez penser que

00:00:26.294 --> 00:00:29.573
la cause de l'effondrement 
d'un bâtiment provient du sol

00:00:29.573 --> 00:00:32.977
qui se met à trembler violemment 
ou même à se fendre.

00:00:32.977 --> 00:00:35.518
Mais cela n'est pas tout à fait vrai.

00:00:35.518 --> 00:00:39.374
D'abord, la plupart des immeubles ne sont
pas situés sur une ligne de faille

00:00:39.374 --> 00:00:43.966
et la tectonique des plaques se situe bien
plus bas que le niveau des fondations.

00:00:43.966 --> 00:00:46.316
Alors que se passe-t-il exactement ?

00:00:46.316 --> 00:00:50.077
La cause des tremblements de terre 
et ses conséquences sur les bâtiments

00:00:50.077 --> 00:00:52.065
est un peu plus compliquée.

00:00:52.065 --> 00:00:55.282
Pour illustrer cela, 
les architectes et ingénieurs utilisent

00:00:55.282 --> 00:00:59.778
des maquettes comme des portiques en 2 D

00:00:59.778 --> 00:01:05.432
ou des tiges surmontées de boules
représentant la masse de l'immeuble.

00:01:05.432 --> 00:01:09.280
Même aussi simplistes, ces maquettes
peuvent se révéler très utiles,

00:01:09.280 --> 00:01:12.239
car prédire la réaction d'un immeuble 
lors d'un séisme

00:01:12.239 --> 00:01:14.553
est avant tout une question de physique.

00:01:14.553 --> 00:01:16.868
La plupart des effondrements 


00:01:16.868 --> 00:01:20.332
ne sont pas dus au séisme en soi.

00:01:20.332 --> 00:01:23.259
Quand le sol bouge sous un immeuble,

00:01:23.259 --> 00:01:26.284
cela impacte les fondations et 
les premiers étages,

00:01:26.284 --> 00:01:28.975
des ondes de choc parcourent
toute la construction,

00:01:28.975 --> 00:01:31.834
la faisant osciller d'avant en arrière.

00:01:31.834 --> 00:01:36.136
La force de l'oscillation dépend de 
deux principaux facteurs :

00:01:36.136 --> 00:01:39.196
la masse de la construction, 
concentrée à la base,

00:01:39.196 --> 00:01:40.568
et sa rigidité,

00:01:40.568 --> 00:01:44.595
qui va causer un certain 
nombre de déformations.

00:01:44.595 --> 00:01:48.155
En plus des matériaux de construction
et du type de pilier,

00:01:48.155 --> 00:01:51.207
la rigidité est surtout fonction 
de la hauteur.

00:01:51.207 --> 00:01:54.305
De petits immeubles seront plus
rigides et oscilleront moins,

00:01:54.305 --> 00:01:57.347
alors que les grands immeubles 
seront plus flexibles.

00:01:57.347 --> 00:02:00.557
Suffirait-il alors de construire
des immeubles plus petits

00:02:00.557 --> 00:02:02.843
pour limiter au maximum les vibrations ?

00:02:02.843 --> 00:02:08.700
Le tremblement de terre de 1985 
à Mexico est la preuve du contraire.

00:02:08.700 --> 00:02:09.812
Durant le séisme,

00:02:09.812 --> 00:02:14.022
de nombreux immeubles entre 6 et 15 étages
se sont écroulés.

00:02:14.022 --> 00:02:17.999
Alors que des immeubles voisins 
plus petits sont restés debout,

00:02:17.999 --> 00:02:22.405
et que des immeubles de plus de 15 étages
furent eux aussi moins endommagés.

00:02:22.405 --> 00:02:24.555
Les oscillations de ceux qui se sont

00:02:24.555 --> 00:02:28.730
écroulés étaient plus violentes 
que le séisme en lui-même.

00:02:28.730 --> 00:02:30.590
Comment est-ce possible ?

00:02:30.590 --> 00:02:34.322
Il faut chercher du côté 
de la fréquence de résonance.

00:02:34.322 --> 00:02:35.988
Dans un système d'oscillation,

00:02:35.988 --> 00:02:41.581
la fréquence est le nombre de cycles
d'oscillations en une seconde.

00:02:41.581 --> 00:02:43.731
C'est l'inverse d'une période,

00:02:43.731 --> 00:02:47.520
qui est la durée en secondes 
d'un cycle d'oscillation.

00:02:47.520 --> 00:02:51.763
La fréquence naturelle d'un immeuble,
déterminée par sa masse et sa rigidité,

00:02:51.763 --> 00:02:55.330
est la fréquence à laquelle 
les vibrations vont se concentrer.

00:02:55.330 --> 00:03:00.277
Augmenter la masse d'une construction 
réduit sa vitesse naturelle de vibration,

00:03:00.277 --> 00:03:03.835
alors qu’augmenter sa rigidité
la fera osciller plus rapidement.

00:03:03.835 --> 00:03:06.192
Dans l'équation prenant en compte 
ces 2 éléments,

00:03:06.192 --> 00:03:09.911
la fréquence naturelle est proportionnelle
à la rigidité,

00:03:09.911 --> 00:03:14.184
alors qu'elle est inversement 
proportionnelle à la masse.

00:03:14.184 --> 00:03:17.658
Ce qui s'est passé à Mexico est 
ce qu'on appelle un effet de résonance,

00:03:17.658 --> 00:03:20.198
où la fréquence des ondes sismiques

00:03:20.198 --> 00:03:24.535
correspondaient à la fréquence naturelle 
des immeubles de taille moyenne.

00:03:24.535 --> 00:03:27.456
Comme une poussée au
bon moment sur une balançoire,

00:03:27.456 --> 00:03:31.211
chaque nouvelle onde sismique
amplifiait la vibration de l'immeuble

00:03:31.211 --> 00:03:33.052
dans le même sens,

00:03:33.052 --> 00:03:36.246
le poussant un peu plus loin
et encore un peu plus loin,

00:03:36.246 --> 00:03:40.513
et même davantage 
que le déplacement initial.

00:03:40.513 --> 00:03:42.749
Aujourd'hui, les ingénieurs travaillent


00:03:42.749 --> 00:03:45.725
avec des géologues et des sismologues 
pour mesurer

00:03:45.725 --> 00:03:48.392
les mouvements de terrain
lors de séismes,

00:03:48.392 --> 00:03:51.536
afin d'éviter les effondrements dus
aux problèmes de résonance,

00:03:51.536 --> 00:03:55.263
prenant en compte des facteurs 
comme le type de sol et de défaillance,

00:03:55.263 --> 00:03:57.947
ainsi que les données provenant
de précédents séismes.

00:03:57.947 --> 00:04:00.997
Des fréquences de mouvement lentes
causeront moins de dégâts

00:04:00.997 --> 00:04:02.865
aux immeubles hauts et souples,

00:04:02.865 --> 00:04:05.989
alors que des fréquences plus rapides 
seront plus dangereuses

00:04:05.989 --> 00:04:08.553
pour les constructions petites et rigides.

00:04:08.553 --> 00:04:11.316
Les ingénieurs ont trouvé des moyens
d'absorber les chocs

00:04:11.316 --> 00:04:14.947
et de limiter les déformations 
au moyen de systèmes innovants.

00:04:14.947 --> 00:04:17.423
On utilise des isolateurs flexibles


00:04:17.423 --> 00:04:21.346
dans les fondations pour isoler 
et limiter les déformations,

00:04:21.346 --> 00:04:25.225
et des amortisseurs de vibrations
pour annuler la résonance

00:04:25.225 --> 00:04:28.536
en oscillant à l'inverse des
fréquences naturelles

00:04:28.536 --> 00:04:30.303
afin de réduire les vibrations.

00:04:30.303 --> 00:04:33.975
Au final, ce ne sont pas les immeubles
les plus robustes qui résisteront

00:04:33.975 --> 00:04:36.777
mais les mieux conçus.