Gratte-ciel et tremblements de terre : une technologie nouvelle génération au cœur de la solution

Des chercheuses et chercheurs de la University of British Columbia (UBC) ont mis au point un nouveau système structurel qui permet aux gratte-ciel de résister à d’importants séismes, ce qui préserve les bâtiments et assure la sécurité de leurs occupantes et occupants.

Sous la direction de Tony Yang, professeur en génie structurel à la faculté des sciences appliquées de la UBC, l’équipe de recherche a réalisé la maquette d’un gratte-ciel de 30 étages typique de Vancouver. Elle l’a ensuite soumise à des simulations de secousses violentes à l’International Joint Research Laboratory of Earthquake Engineering (ILEE) de Shanghai. Ce laboratoire est l’un des rares dans le monde à disposer d’une table sismique assez grande pour exposer des maquettes de grandes constructions à des conditions réalistes.

« À cette échelle, nous pouvons simuler de façon réaliste le comportement d’un bâtiment de taille réelle lors d’un séisme. Nous obtenons ainsi des données fiables qui seront utiles à d’éventuelles constructions », explique Tony Yang.

L’équipe a soumis la structure à plus de 100 simulations de magnitudes et de types variés, notamment des secousses longues et intenses, semblables à celles qui pourraient se produire dans la zone de subduction de Cascadia le long de la côte de la Colombie-Britannique.

Lors de l’essai sur la table sismique, le nouveau système structurel est resté intact et entièrement fonctionnel.

Ce système développé à la UBC s’appuie sur une combinaison de fondations en roc, de stabilisateurs et d’amortisseurs haute performance qui permettent au bâtiment de se « bercer » et d’absorber l’énergie du séisme (plutôt que d’y résister dans la rigidité), ce qui évite d’endommager la structure.

Certains des amortisseurs, dont l’un est même breveté, ont été fabriqués et mis à l’essai à la UBC. Les résultats de tous les tests ont été concluants.

« Les propriétaires se sentiront rassurés de savoir que leur bâtiment, ce qu’il contient et ses occupantes et occupants seront en sécurité pendant et après les grandes secousses », indique Tony Yang, qui dirige le Smart Structures Lab (en anglais seulement) de la UBC.

Grâce à la structure conçue pour suivre le mouvement et se stabiliser, les fondations et l’ossature de béton subissent moins de pression durant un séisme. La structure est aussi moins massive, ce qui laisse plus d’espace utilisable à l’intérieur du bâtiment et donne une construction à la fois plus résiliente et plus rentable.

La maquette avec son ossature de béton, conçue par l’équipe de la UBC, est la plus grosse jamais testée sur une table sismique. La structure interne du bâtiment est formée de murs en béton armé qui permettent à celui-ci de rester droit même lorsque le vent ou les tremblements de terre le font osciller.

Le système n’est pas encore utilisé au Canada ni ailleurs, mais Tony Yang et son équipe prévoient collaborer avec des firmes d’ingénierie et des partenaires communautaires pour l’intégrer à des projets résidentiels et commerciaux.

« Nous avons démontré qu’il est possible de concevoir des gratte-ciel qui resteront sécuritaires et ne seront pas endommagés après d’importants séismes, et ce, grâce à des systèmes rentables et intelligents. Cette approche permet d’optimiser la résilience des hauts bâtiments dans les régions vulnérables aux tremblements de terre partout dans le monde », explique Tony Yang.

Le présent article a été traduit, adapté et publié avec l’autorisation de la University of British Columbia (en anglais seulement).

Récit suivant