Evaluation de la VULNérabilité Sismique à l'échelle d'une ville de Rhône-ALPes

51 Pages·2007·2.79 MB·French

Evaluation de la VULNérabilité Sismique à l’échelle d’une
ville de Rhône-ALPes – Application à Grenoble

VULNERALP-Grenoble

Programme Thématiques Prioritaires
Rapport de fin de contrat

Laboratoire de Géophysique
Interne et Tectonophysique
Coordinateur scientifique :
Philippe Guéguen. Cherheur
LCPC/LGIT

Date : 02/07/2007

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TABLE DES MATIERES

Synthèse...........................................................................................................................- 3 -
Objectifs généraux du projet..............................................................................................................- 3 -
Mots clés.....................................................................................................................................................3
Résumé..................................................................................................................................................- 4 -
Implications pratiques, recommandations, réalisations pratiques, valorisation.........................- 4 -
Partenariats mis en place, projetés, envisagés..................................................................................- 5 -
Pour en savoir plus :............................................................................................................................- 6 -
Liste des opérations de valorisation issues du contrat...................................................................- 6 -
Rapport scientifique............................................................................................................9
REMERCIEMENTS..............................................................................................................................- 43 -

ANNEXES

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SYNTHESE

OBJECTIFS GENERAUX DU PROJET

L’aléa sismique régional et local a fait l’objet de nombreuses études qui fournissent une
bonne connaissance de la répartition et de la nature même de cet aléa sur la zone urbaine
de l’agglomération grenobloise. Jusqu’à maintenant, il n’en était pas de même en ce qui
concerne la connaissance des vulnérabilités physique et sociale, par manque de méthodes
adaptées au contexte grenoblois, mais aussi par manque de connaissances du bâti existant.
Ce projet a permis :
■ D’évaluer la connaissance et la perception du risque sismique qu’à la population
grenobloise,
■ D’étudier le bâti grenoblois pour sa qualification au séisme ;
■ De définir une méthode d’évaluation des vulnérabilités sismiques dans un contexte de
sismicité modérée,
■ D’étudier sur des ouvrages particuliers la capacité des méthodes économiques pour
connaître la résistance des structures au séisme,
■ De représenter pour des scénarios de séismes locaux le taux de dommage probable sur
Grenoble.

MOTS CLES
Risque sismique. Vulnérabilité des bâtiments existants. SIG-Risque sismique. Dynamique des
ouvrages. Effets de site.

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RESUME

Evaluer la vulnérabilité constitue un élément essentiel de l’analyse des risques sismiques et une
gageure lorsque cette analyse porte sur une ville. Depuis plusieurs années maintenant, différentes
équipes travaillent à l’élaboration de méthodes d’approche de cette vulnérabilité des villes face à
l’aléa sismique. Différents niveaux d’analyse sont ainsi disponibles dans la littérature, depuis
l’analyse grande échelle (échelle de la ville) jusqu’à l’analyse d’un bâtiment particulier. La méthode
d’analyse que nous proposons ici constitue une première approche, basée sur l’enquête par
questionnaires. L’enquête, outil des sciences sociales, est utilisée ici pour analyser la vulnérabilité
tant physique que sociale. L’idée est en effet de se baser sur une observation guidée des occupants
des bâtiments au travers d’un questionnaire précis pour aborder les questions de vulnérabilité
sociale. Ce questionnaire a également été utilisé pour collecter des informations essentielles
caractérisant le bâti grenoblois. Grâce à celles-ci, une méthode « gigogne » d’analyse de la
vulnérabilité des structures a été développée et validée sur des ouvrages particuliers que sont les
écoles de Grenoble et sur des quartiers représentatifs du bâti grenoblois. Nous mettons en
particulier en évidence les incertitudes et les erreurs des informations collectées auprès de la
population et sur l’estimation de la vulnérabilité par comparaison avec d’autres méthodes plus
sophistiquées. Une méthodologie simplifiée (« inventaire sismique ») est enfin proposée qui au
cours du projet a été diffusée auprès des services techniques de la ville de Grenoble pour la gestion
de ses bâtiments publics. Même incomplète, cette méthode présente quelques avantages qui
peuvent être pertinents dans le cas d’un programme d’évaluation de la vulnérabilité à grande échelle
:

• elle permet à moindre coût d’avoir une première hiérarchisation de la vulnérabilité,

• elle donne aux exploitants ou aux gestionnaires de parcs immobiliers un moyen simple et
intelligent de caractériser leur patrimoine en tenant compte du risque sismique,

• sa nature « gigogne » permet d’affiner le diagnostic de la vulnérabilité suivant un
programme à étapes.

Des structures particulières ont également été testées (tours de grande hauteur, hôtel de ville de
Grenoble…) expérimentalement afin de caler des modèles dynamiques de structures, intervenant
dans le cadre d’évaluation et de diagnostics sismiques précis.
La représentation des résultats s’est faite via un Système d’Information Géographique Risques-
Sismiques, qui délivre une base de données de la répartition du bâti suivant sa nature et son état vis-
à-vis du séisme. Les méthodologies ont été développées de façon à tenir compte des spécificités
rhône-alpines et à permettre leur application à d’autres villes de la région (Annecy, Chambéry…).

IMPLICATIONS PRATIQUES, RECOMMANDATIONS, REALISATIONS PRATIQUES,
VALORISATION
• Implications pratiques :
o Mise au point d’une méthode d’inventaire sismique pour l’aide à la décision en
matière de gestion de bâtiments existants pour le risque sismique
o Mise au point des formulaires permettant l’appropriation de la méthode
d’inventaire par des services techniques
o Identification des limites de la préparation, de la connaissance et de la perception
au séisme de la population grenobloise

• Recommandations et limites éventuelles :
o Limites et avantages des méthodes utilisées en France pour évaluer la vulnérabilité
de bâtiments existants
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o Proposition d’une évaluation expérimentale de la vulnérabilité sismique du bâti
existant sur la base de mesures de vibrations ambiantes.

• Réalisations pratiques et valorisation :
o Inventaire sismique du bâti grenoblois
o Inventaire sismique des Ecoles de la ville de Grenoble (71 écoles)
o Scénario sismique de Grenoble
o Vulnérabilité sismique à Grenoble, Le contexte particulier d’une région à sismicité
modérée, Atelier PRINAT, Foire internationale de Martiny (Suisse), 03 octobre
2006.
o Le risque sismique à Grenoble, Journée d’information et de débats « Risques
Naturels Majeurs et aménagement du territoire », Schéma directeur de la région
Grenobloise, Grenoble, 19 Octobre 2006.
o Risque sismique à Grenoble, Club risque de la région Rhône-Alpes, DIREN,
décembre 2006, CETE Lyon.
o Aléa et vulnérabilité à Grenoble : état des lieux et perspectives, Présentation aux
services techniques de la ville de Grenoble, 24 avril 2006.
o Vulnérabilité du bâti collectif : restitution des projets VULNERALP et Sismo-DT,
Journée d’information « Risque sismique dans les vallées alpines, l’exemple de
Grenoble – Plan séisme et perspectives réglementaires », Grenoble, 21 juin 2007,
Organisée par le Pôle Grenoblois pour la prévention des risques naturels (PGRN)
et LGIT.
o Développement de composants informatiques permettant l’acquisition de données
environnementales, la modélisation et la structuration de ces données dans une
base de connaissances et la visualisation spatiales de ces données
o Plusieurs publications scientifiques ou techniques
PARTENARIATS MIS EN PLACE, PROJETES, ENVISAGES
• Partenariat mis en place pendant le projet avec les services de la ville de Grenoble
• Poursuite des travaux concernant la méthode d’inventaire sismique dans le cadre des
programmes de recherche du Pôle Grenoblois des Risques Naturels (Financement Conseil
général 38). Projet prévu en 2007-2008. Coordinateur P. Guéguen (LGIT).
• Poursuite des travaux concernant l’évaluation de la vulnérabilité sismique, projet ANR-
RGCU ARVISE (2006-2008). Coordinateur : J. Mazars (L3SR) - Partenaires
VULNERALP impliqués : LGIT, ENTPE et Veritas.
• Poursuite des travaux sur la vulnérabilité humaine et économique dans le cadre d’un projet
Sismo-DT-2 accepté lors du dernier appel d’offre RDT. Coordinateur S. Cartier (LGIT) –
Partenaires VULNERALP impliqués : LGIT, PACTE (ex TERRITOIRES) et LIG (ex
LSR).
• Les développements informatiques réalisés dans le projet Vulnéralp ont été réutilisés et
valorisés dans le projet SIHREN financé aussi par la Région Rhône-Alpes. Ceci a contribué
à la mise en œuvre d’une plateforme informatique générique qui doit permettre la
conception et le développement de systèmes d’information dédiés aux risques naturels. A
l’heure actuelle un ingénieur stagiaire CNAM travaille sur l’opérationnalité de cette
plateforme. Cette plateforme doit trouver des applications aussi sur des problématiques
environnementales ou des problématiques de mobilités spatio-temporelles. La plateforme
de génération de système d’information pour les risques naturels fait actuellement l’objet
d’une valorisation industrielle via la structure Floralis

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POUR EN SAVOIR PLUS :
Guéguen, P., C. Michel and L. LeCorre. 2007. A simplified approach for vulnerability assessment in
moderate-to-low seismic hazard regions: application to Grenoble (France), sous presse,
Bulletin of Earthquake Engineering.
Guéguen, P. 2007. Inventaire sismique comme aide à l’évaluation de la vulnérabilité sismique à
grande échelle : la méthode VULNERALP, Actes du 7ème Colloque National AFPS, Paris,
04-06 juillet, papier 046.
Lutoff, C., P. Guéguen et P.-A. Davoine. 2007. VULNERALP : l’enquête au service de l’évaluation
des vulnérabilités sismiques en milieu urbain. L’exemple de Grenoble, Actes du 7ème
Colloque National AFPS, Paris, 04-06 juillet, papier 161.
Michel, C., S. Hans, P. Guéguen and C. Boutin. 2006. In situ experiment and modelling of RC-
structure using ambient vibration and Timoshenko beam, First European Conference on
Earthquake Engineering and Seismology, Geneva, Switzerland, 3-8 September 2006, paper
number: 1246
Michel, C. and P. Guéguen. 2006. Dynamic behaviour of the first instrumented building in France.
The Grenoble City Hall. First European Conference on Earthquake Engineering and
Seismology, Geneva, Switzerland, 3-8 September 2006, paper number: 941

LISTE DES OPERATIONS DE VALORISATION ISSUES DU CONTRAT
PUBLICATIONS SCIENTIFIQUES A COMITE DE LECTURE
Guéguen, P., C. Michel and L. LeCorre. 2007. A
Publications scientifiques parues simplified approach for vulnerability assessment in
(projet VULNERALP mentionné dans moderate-to-low seismic hazard regions: application to
les remerciements) Grenoble (France), Bull Earthq. Engng., sous presse.

Publications scientifiques à paraître Michel, C. and P. Guéguen. 2007. Full scale dynamic
behaviour of an RC-building under low to moderate
seismic motions: 1-year recordings in Grenoble City
Hall (France), submitted to Bull. Seism. Soc. Am.

Michel, C., P. Guéguen and P.-Y. Bard. 2007. Dynamic
parameters of structures extracted from ambient
vibration measurements: an aid for the seismic
vulnerability assessment of existing buildings in
moderate seismic hazard regions, Soil Dynamic and
Earthquake Engineering, en revision.

Lutoff, C., P.A. Davoine and P. Guéguen. 2007. Survey
as a tool to appreciate seismic vulnerability, en
préparation

COLLOQUES
Participations passées à des colloques Michel, C., S. Hans, P. Guéguen and C. Boutin. 2006. In
(projet VULNERALP mentionné dans situ experiment and modelling of RC-structure using
les remerciements) ambient vibration and Timoshenko beam, First
European Conference on Earthquake Engineering and
Seismology, Geneva, Switzerland, 3-8 September 2006,
paper number: 1246

Michel, C. and P. Guéguen. 2006. Dynamic behaviour
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of the first instrumented building in France. The
Grenoble City Hall. First European Conference on
Earthquake Engineering and Seismology, Geneva,
Switzerland, 3-8 September 2006, paper number: 941

Michel, C. and P. Guéguen. 2007. Seismic risk scenario
in Grenoble (France) using experimental dynamic
properties of buildings, Ninth Canadian Conference on
Earthquake Engineering, Ottawa, Ontario, Canada, 26-
29 June 2007

Michel, C. et P. Guéguen. 2007. Analyse de
vulnérabilité sismique à grande échelle par utilisation des
propriétés dynamiques expérimentales des bâtiments,
Actes du 7ème Colloque National AFPS, Paris, 04-06
juillet, papier 161.

Lutoff, C., P. Guéguen et P.-A. Davoine. 2007.
VULNERALP : l’enquête au service de l’évaluation des
vulnérabilités sismiques en milieu urbain. L’exemple de
Grenoble, Actes du 7ème Colloque National AFPS,
Paris, 04-06 juillet, papier 161.

Guéguen, P. and C. Michel. 2007. Vulnerability
assessment of Grenoble (France), in Proc. International
Symposium on Seismic Risk Reduction, Bucarest,
Romania, 26-27 April, paper#44.

Guéguen, P. 2007. Inventaire sismique comme aide à
l’évaluation de la vulnérabilité sismique à grande
échelle : la méthode VULNERALP, Actes du 7ème
Colloque National AFPS, Paris, 04-06 juillet, papier 046.

Participations futures à des colloques 13 WCEE, Pékin, 2008.

THESES
Thèses passées
Thèses en cours Thèse de Clotaire Michel (Université Joseph Fourier).
Directeur de thèse : P. Guéguen. Sujet de thèse :
vulnérabilité sismique des bâtiments.

ARTICLES DE VALORISATION-VULGARISATION
Articles de valorisation parus
Articles de valorisation à paraître
Articles de valorisation prévus Bulletin des Ponts et Chaussées
AUTRES ACTIONS VERS LES MEDIAS
Actions vers les médias (interviews…) Réaction au séisme de Vallorcine (plusieurs interviews)
effectuées Reportage FR3 (journal télévisé Février 2004) sur la
réalisation de l’enquête
Emissions de radio locale (RCF, Alpes1, NRJ…) pour la
diffusion de l’enquête.
Article dans le Dauphiné Libéré sur le risque sismique à
Grenoble et l’enquête VULNERALP
Reportage FR3 magasine Montagne, octobre 2004
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Actions vers les médias prévues
ENSEIGNEMENT – FORMATION
Enseignements/formations dispensés Cours Génie parasismique, 3ème année, Ecole d’Ingénieur
ENTPE
Cours Vulnérabilité sismique, Master 2 Géophysique,
Environnement, Risque, Univ. J. Fourier, Grenoble
Cours Ambient vibration in Structure, Master Européen
Erasmus-Mundus « Master of Earthquake Engineering
and Seismology »
TP SIG et Analyse spatiale, IUP 3 outils pour
l’aménagement à l’Institut de Géographie Alpine
(utilisation des données de l’enquête).
TP / TD Les problématiques informatiques posées par
la mise en place du SIG sismique, Master
professionnelle génie informatique et miage par
alternance dispensées par l’Université Joseph Fourier

Dans le cadre du projet Vulnéralp ont été impliqués :
• 7 stagiaires informatiques (2 stagiaires IUT de
l’Université pierre Mendès France, 4 master
professionnelle et 1 licence Miage issues de
l’Université Joseph Fourier) pour la partie
réalisation SIG sismique
• 4 stagiaires pour la partie traitement des données
de l’enquête (3 issues du master traitement des
données de l’Université de Savoie, 1 de l’IUT
STID de l’Université Pierre mendès France)
• 1 stagiaire IGA pour la partie analyse des
résultats de l’enquête sociale
• 1 stagiaire M1 Université de Montpellier pour la
partie analyse des résultats de l’enquête
physique

Enseignements/formations prévus Formation continue en 2007, organisée par la DIREN
dans le cadre du « Plan Séisme » du MEDAD
EXPERTISES
Expertises menées
Expertises en cours
Expertises prévues

METHODOLOGIES (GUIDES…)
méthodologies produites Méthode d’évaluation de la vulnérabilité sismique
Une méthode gigogne d’évaluation de la vulnérabilité
sismique baptisée VULNERALP a été développée. Une
grille d'enquête structurée pour permettre d'être servie,
lue et imprimée facilement.

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RAPPORT SCIENTIFIQUE

PROGRAMME THEMATIQUES PRIORITAIRES

Evaluation de la VULNérabilité Sismique à l’échelle d’une ville de Rhône-ALPes –
Application à Grenoble

VULNERALP-Grenoble

Responsable du projet: Philippe GUEGUEN
LGIT/LCPC, Université de Grenoble

Partenaires : LGIT – Grenoble (Philippe Guéguen, Clotaire Michel)
ENTPE – Lyon (Claude Boutin et Stéphane Hans)
LIG (ex LSR)-IMAG – Grenoble (Paule-Annick Davoine, Jérôme
Gensel, Manuele Kirsch-Pinheiro, Hervé Martin)
PACTE (ex Territoire)-IGA – Grenoble (Céline Lutoff)
Bureau Veritas – Grenoble (Thierry Vassail)

Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique
Maison des Géosciences – Campus Universitaire de Saint Martin d’Hères
1381 rue de la piscine – BP 53
38041 Grenoble Cedex 9

Adresse électronique : [email protected]
Téléphone: 04 76 82 80 59
Télécopie: 04 76 82 81 01
http://www-lgit.obs.ujf-grenoble.fr/~pgueg/VULNERALP
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TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION.....................................................................................................................................11
THEME 1 : LE BATI GRENOBLOIS...................................................................................................13
THEME 2 : L’ANALYSE DE LA VULNERABILITE A GRANDE ECHELLE........................15
THEME 3 : LA VULNERABILITE PHYSIQUE ET SOCIALE « GRANDE
ECHELLE » DE GRENOBLE................................................................................................................20
THEME 4 : ETUDES ET VALIDATIONS SUR QUELQUES BATIMENTS TESTS..............33
THEME 5 : VERS LA DEFINITION D'UN SIG GRENOBLOIS................................................37
CONCLUSIONS PERSPECTIVES DIFFUSION..............................................................................42
REMERCIEMENTS...................................................................................................................................43

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