Savoir-Faire

L'Antisismique

Les renforcements structurels antisismiques


L’évolution du zonage sismique en France depuis 2011 a conduit



RENOFORS à adapter ses techniques de renforcement



de structure pour conforter :

  • les maçonneries anciennes en pierre ou brique
  • les édifices et ouvrages d’art en béton armé
  • les charpentes bois et lamellé-collé

Renofors met en œuvre trois familles de renforcements



antisismiques :

  • des procédés de tirants composites inoxydables assurant le chaînage des édifices et des charpentes
  • des systèmes de tissus composites collés sur bétons et appareils de maçonneries
  • des accumulateurs d’énergie à comportement visco-élastique
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Carte du zonage sismique de la France depuis le 1er mai 2011 (source MEDDTL)

Des tiges composites inoxydables de renfort


Chaîner les structures béton et maçonnées en préventif contre



le séisme

En cas de secousse sismique, de nombreux bâtis anciens souffrent d’un manque de liaisons mécaniques assurant la continuité entre leurs différents murs et niveaux. Comme dans le cas d’une conception moderne en béton armé, il est nécessaire d’introduire le concept de chaînage pour consolider leur structure.

Les techniques RENOFORS de chaînage ont la particularité d’être invisibles car logées dans des carottages pratiqués en grandes longueurs dans l’épaisseur même des murs. Des joncs composites (fibre de verre ou carbone/résine) qui ont la particularité d’avoir de faibles coefficients de dilatation et d’être inoxydables sont insérés dans ces carottages. Ils ont des diamètres compris entre 12 et 32mm et peuvent être raboutés par l’intermédiaire de manchons composites collés pour atteindre la longueur totale de l’édifice. Ils sont également scellés sur toute leur longueur à l’aide de résines époxy injectées dans le carottage. Ces résines sont sans retrait et sont chimiquement inertes vis-à-vis des sels (salpêtres, sulfates, etc..) présents dans les maçonneries ou les bétons. La continuité mécanique parasismique est ainsi assurée à cent pour cent d’un bout à l’autre du bâti ! Qui plus est, le scellement toute longueur évite les concentrations de contrainte aux extrémités des tirants de renfort. Les effets de poinçonnement qui sont très préjudiciables au niveau des ancrages sont ainsi fortement amoindris lors des secousses sismiques.

Le cas échéant, ces tirants de renfort peuvent également être mis en post-tension à l’aide de systèmes de mâchoires et vérins creux étalonnés pour introduire divers degrés précontrainte dans le chaînage.


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Concevoir des réparations parasismiques pour les structures



bois et lamellé collé

Renofors dispose de cahiers des charges déposés (SOCOTEC) pour ses techniques spéciales de réparation et renforcement de charpentes bois et structures lamellé-collé de grandes portées. Ces règles de dimensionnement sont en conformité avec l’Eurocode 5.

Ainsi il est possible de remplacer jusqu’à la moitié d’un arc en lamellé-collé endommagé par une nouvelle prothèse, également en lamellé-collé, qui sera raboutée par brochage (système des goujons collés) à l’ancienne partie saine. Des broches, de diamètre 6 à 20 mm, en composite fibre de verre ou carbone/résine, qui ne génèrent pas de point de rosée à l’interface avec le bois pour éviter tout risque de pourrissement des assemblages, sont collées à la résine époxy pour assurer la jonction des deux parties bois raboutées. Cette technique est également utilisée pour reprendre des cassures de poutres dans des charpentes chêne anciennes.

Pour des régions à risque de séismicité élevé, dans le cas de flexion de poutre ou d’arc lamellé-collé de grande portée, RENOFORS vérifie par des calculs aux éléments finis que ces systèmes d’assemblage garantissent la conformité aux eurocodes 8 de l’ensemble de la portée de l’arc ou de la poutre.

La prise en compte des efforts sismiques sur ces structures peut également conduire RENOFORS à proposer une modification des systèmes de sabots des pieds de charpente ou un rajout d’articulations au sein des charpentes pour introduire des degrés contrôlés de souplesse à l’édifice.

Des tissus composites collés pour diffuser les efforts sismiques


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Face à des secousses sismiques, le risque d’ouverture de larges fissures ou de brèches est élevé sur les bâtiments anciens constitués d’assemblages de briques ou de moellons de petite dimension. En complément des chaînages évoqués plus haut, il est souvent nécessaire de renforcer les « panneaux » de maçonnerie par des tissus qui font un effet « sandwich parasismique » sur les maçonneries.

De la même manière pour des structures en béton armé ce sont surtout les nœuds de la structure qui risquent être insuffisamment ferraillés. Dans ce cas on place des tissus collés assurant des compléments de connexion parasismique entre les poteaux et les poutres de l’édifice.

La base des règles de calcul est notamment définie dans le guide «réparation et renforcement des structures en béton au moyen des matériaux composites – édité par l’AFGC en Février 2012 dans la série DOCUMENTS SCIENTIFIQUES ET TECHNIQUES».

Les tissus de renforcement au séisme sont premièrement choisis pour leur ténacité, mais également pour leur résistance à l’oxydation et leur aptitude au collage. Ils doivent être capables de créer des liaisons chimiques entre leur surface et le système de colle mis en œuvre.

RENFORS dispose de systèmes epoxy particulièrement bien adaptées à la mise en œuvre de tissus ou de grilles à base de fibres de verre ou de fibres de carbone, y compris sur des supports encore partiellement humides.

Dans l’ouest de la France, RENOFORS a plusieurs fois réalisé ainsi des confortements de flèches de clocher exigües depuis l’intérieur. Des coques à base de mats de verre, sont collées dans la maçonnerie pour réaliser un doigt de gant. Les pierres sont non seulement solidaires de cette coque interne par collage, mais également par scellement de cheveux de verres ancrés au cœur de chacune d’elles.

Dans le cas de sollicitations sismiques induisant des cisaillements plus importants, ou dans le cas de chargements plus élevés, comme on en rencontre sur les ouvrages de génie-civil, en présence d’un support de nature alcaline tel que le béton, on déclinera ces systèmes de tissus dans des versions fibres de carbone.

Une fois encore, la clef du confortement antisismique réside dans la mise en œuvre d’un système assurant une continuité mécanique durable et solide entre des éléments de maçonnerie qui étaient simplement juxtaposés et jointoyés au mortier.

Des vérins parasismiques accumulateurs d’énergie


Pour des structures engageant des inerties élevées, il est utile de freiner les mises en mouvement de leur masse par l’intermédiaire de vérins qui agissent comme de véritables amortisseurs. Ces dispositifs encaissent les efforts d’accélération principalement dus aux séismes qui génèrent des déplacements horizontaux. Ceux-ci sont inhabituels pour ces structures dimensionnées pour encaisser des efforts verticaux (poids propre, charges d’exploitation,..)

La première étape consiste en un travail approfondi de bureau d’étude piloté par RENOFORS. Il s’agit de modéliser l’ouvrage aux éléments finis pour définir tous les nœuds de déplacement critiques lors d’un séisme. Ensuite les modes vibratoires préjudiciables sont définis pour évaluer les mises en accélération à compenser. Une fois établies ces données, il convient de vérifier la robustesse, voire la consolidation, des points sur lesquels on ancrera les vérins visco-élastiques.

La seconde étape concerne le dimensionnement du vérin parasismique en fonction de la place disponible pour le loger et des efforts à reprendre. Elle est naturellement suivie par la réalisation de plans d’exécution coordonnés par RENOFORS avec un façonnier mécanicien hydraulicien.

La pose de ces systèmes est exécutée par les techniciens RENOFORS dans le cadre de procédures qualité « antisismique » élaborées par nos ingénieurs. Dans le cadre de notre développement R&D, nos efforts se concentrent sur l’amélioration des systèmes de pilotage de ces vérins parasismiques pour transformer ces systèmes amortisseurs passifs en systèmes d’amortissement sismique actifs.

Sommaire du Sismique

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Les Procédés RENOFORS décrits dans la présente documentation sont protégés par des Brevets internationaux, dont RENOFORS est concepteur et applicateur.
L'ensemble des techniques mises en oeuvre par nos équipes se réfère à des cahiers des charges propres à l'entreprise, ou font l'objet d'avis techniques.