Risques sismiques en Belgique : comment en tenir compte ?

Même si la Belgique ne figure pas parmi les pays européens les plus exposés aux séismes, il convient d’évaluer – à l’aide des Eurocodes – si les bâtiments et les infrastructures sont aptes à résister aux effets d’un tremblement de terre. A la suite de nombreuses discussions menées au sein des commissions de normalisation, notamment celle dédiée à la conception des maçonneries, il nous a semblé intéressant de faire le point sur la question.

Comment caractérise-t-on un séisme ?

1 | Carte des zones sismiques en Belgique (NBN EN 1998-1 ANB)
La Belgique se trouve en zone d’activité sismique faible, mais non négligeable. Certes, comparativement à la Grèce ou à l’Italie, l’intensité des tremblements de terre en Belgique est environ quatre fois moins élevée, mais ceux-ci peuvent s’avérer destructeurs, en particulier dans les régions de Liège et de Mons. Les séismes y sont néanmoins plus espacés dans le temps, avec une période de retour de 475 ans (*).

En Europe, le dimensionnement des bâtiments soumis aux actions sismiques est régi par l’Eurocode 8 (NBN EN 1998-1). L’effet d’un séisme y est traduit par une accélération au niveau des fondations du bâtiment. On tient compte notamment de l’accélération maximale de référence agR, laquelle vaut quelques dixièmes de l’accélération de la pesanteur (g). A l’échelle européenne, l’ordre de grandeur de cette accélération est de 0,1 g en zone faiblement sismique, à 0,4 g en zone fortement sismique. Cette accélération est également utilisée pour établir les cartes d’aléas sismiques régionales. Comme l’illustre la figure 1, la Belgique est ainsi divisée en cinq zones en fonction des valeurs d’accélération agR identifiées par l’Observatoire royal de Belgique. Celles-ci fluctuent entre 0 et 0,10 g.

2 | Immeuble sur radier ayant basculé sous l’effet du tassement de sol consécutif à un phénomène de liquéfaction lors du séisme de Taïwan en février 2016
Ces valeurs d’accélération correspondent à un sol de très bonne résistance (sol rocheux comportant une couche d’au plus 5 m de dépôts moins résistants). En revanche, lorsque des conditions géologiques défavorables sont réunies, le mouvement du sol en surface peut être fortement amplifié (voir figure 2). C’est ce que l’on appelle l’effet de site. Celui-ci est pris en compte en appliquant à l’accélération de référence agR le paramètre de sol S compris entre 1 (pour un sol rocheux) et 1,8 (pour un sol de très faible résistance). L’intensité du séisme peut donc augmenter jusqu’à 80 % en présence d’un sol de résistance médiocre. Dans tous les cas, il convient d’effectuer les investigations appropriées en vue de classer le sol conformément à l’Eurocode 8. Le site de construction et la nature du terrain de fondation doivent être exempts de risques de rupture du terrain, d’instabilité des pentes et de tassements permanents causés par la liquéfaction ou par la densification du sol en cas de séisme. Dans le doute, il y a lieu de prendre une série de dispositions particulières en procédant tout d’abord à une étude préalable ainsi qu’à une évaluation des phénomènes possibles et, si nécessaire, à un éventuel traitement ou, en derniers recours, à l’éviction du site.

Par ailleurs, en fonction de la catégorie d’importance du bâtiment, l’intensité du séisme est minorée ou majorée par un facteur appelé coefficient d’importance γI. Ce dernier tient compte des conséquences sur les plans humain, économique et social ainsi que de l’importance que revêt le bâtiment pour la sécurité publique et la protection civile à la suite d’un séisme.

Ainsi, il y a lieu de majorer l’accélération agR de 40 % s’il s’agit d’un hôpital ou d’une centrale électrique, et de la minorer de 20 % s’il s’agit d’un bâtiment agricole. Une valeur de 1 est appliquée pour les maisons et les immeubles résidentiels (voir les exemples dans l’encadré ci-dessous).

Dans quel cas doit-on dimensionner un bâtiment sous sollicitations sismiques ?

Une fois que l’intensité du séisme est ‘corrigée’ (majorée ou minorée) pour tenir compte de l’effet de site et de la catégorie d’importance du bâtiment, il convient de comparer cette valeur aux valeurs limites d’accélération explicitées dans l’Eurocode 8 et résumées dans le tableau figurant dans l’encadré ci-dessous.

Pour davantage d’informations à ce sujet, le lecteur est invité à consulter la version intégrale de cet article. Celle-ci introduit les bases d’une bonne conception face aux sollicitations sismiques et explicite la méthodologie de calcul généralisée aux différents matériaux de construction. L’article ouvrira également une parenthèse dédiée au comportement des bâtiments en bois multiétagés et livrera quelques résultats de la recherche européenne Optimberquake.


Dimensionnement du bâtiment selon l’Eurocode 8

Pour quelle intensité sismique doit-on dimensionner le bâtiment selon l’Eurocode 8 ?
γI.agR.S Dimensionnement
≤ 0,06 g Dimensionnement selon l’Eurocode 8 non nécessaire
≤ 0,1 g Application de règles simples de conception en zone parasismique
> 0,1 g Dimensionnement selon l’Eurocode 8 nécessaire

Voici deux exemples concrets pour deux types de bâtiments différents.
  • Le premier exemple est celui d’un immeuble à appartements implanté à Liège sur un sol composé de dépôts raides d’argile surconsolidée d’au moins plusieurs dizaines de mètres d’épaisseur (S = 1,35). L’intensité sismique ‘corrigée’ étant de 0,08 g, il est recommandé d’appliquer les règles simples de conception en zone parasismique.

  • Le second exemple est celui d’un hôpital implanté à Genk sur des dépôts de sol sans cohésion et de densité faible (S = 1,8). L’intensité sismique ‘corrigée’ étant de 0,20 g, il convient de dimensionner le bâtiment conformément à l’Eurocode 8.



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A. Skowron, ir., chef de projet, laboratoire Structures, CSTC
B. Parmentier, ir., chef de la division Structures, CSTC

Cet article a été réalisé dans le cadre de l’Antenne Normes Eurocodes du CSTC, subsidiée par le SPF Economie.
(*) La période de retour correspond au temps statistique entre deux tremblements de terre.