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Pour résister aux effets des séismes, la construction parasismique se développe dans le monde. Depuis 2010, la France est divisée en 5 zones de sismicité. Aucune région n’est considérée comme à haut risque dans la France métropolitaine. Toutefois, la Guadeloupe ainsi que la Martinique sont situées dans une zone d’aléa sismique fort et investissent dans la construction de bâtiment parasismique. Dans ce domaine, un pays a des décennies d’avance sur le reste du monde : le Japon. Grâce à des prouesses d’ingénierie moderne, le pays a pu faire face à de nombreux tremblements de terre puissants qui auraient été calamiteux dans d’autres pays moins bien préparés.
Comment peut-on concevoir des bâtiments parasismiques à la japonaise ? Comment tirer profit de leur expérience ?
Pourquoi le Japon est-il un leader en matière de construction parasismique ?
Pour le Japon, la conception rigoureuse de bâtiments parasismiques est une nécessité. La nation insulaire se trouve sur ce que l’on appelle la ceinture de feu du Pacifique, une zone où les plaques tectoniques eurasienne, pacifique et philippine sont poussées les unes contre les autres. Cette gigantesque pression entraîne périodiquement une énorme libération d’énergie sous forme de tremblements de terre dans l’archipel. Le pays du soleil-levant subit environ 20% des tremblements de terre les plus graves par an.
Le Japon a subi des tremblements de terre tout au long de son histoire, l’un des pires étant le grand tremblement de terre de Kanto en 1923. Le séisme a atteint 7,9 sur l’échelle de Richter, a dévasté Tokyo et Yokohama et a tué plus de 140 000 personnes.
Après la Seconde Guerre mondiale, le gouvernement japonais a introduit une série de mesures de plus en plus strictes pour obliger les constructeurs à réaliser des structures parasismiques. Ces mesures étaient d’autant plus nécessaires que les bâtiments devenaient de plus en plus hauts. Les normes japonaises de construction parasismique sont les suivantes :
- Taishin : Il s’agit de l’exigence minimale pour les bâtiments parasismiques au Japon, qui impose que les poutres, les piliers et les murs aient une épaisseur minimale pour résister aux secousses.
- Seishin : c’est le niveau d’exigence supérieur pour les bâtiments parasismiques au Japon, tout particulièrement recommandé pour les immeubles de grande hauteur. Cette norme implique l’utilisation d’amortisseurs qui absorbent une grande partie de l’énergie d’un tremblement de terre. En général, des plaques de caoutchouc sont placées sur le sol sous les fondations pour absorber les secousses.
- Menshin : Il s’agit de la norme la plus exigeante en matière de bâtiments parasismiques au Japon, et aussi celle qui coûte la plus chère. La structure du bâtiment est isolée du sol par des couches de plomb, d’acier et de caoutchouc qui se déplacent indépendamment de la terre. Le bâtiment lui-même bouge ainsi très peu, même pendant les séismes les plus violents.
Caractéristiques communes des bâtiments parasismiques japonais
Suivant l’emplacement et la fonction du bâtiment, les architectes japonais dotent les structures d’une ou plusieurs techniques de construction parasismique. Parmi celles-ci, les caractéristiques les plus communes sont les suivantes :
- Une charpente en acier dans le noyau du bâtiment, par opposition au noyau en béton armé communément utilisé dans les structures occidentales ;
- Des amortisseurs diagonaux, de poutres et de colonnes en acier plutôt que des colonnes en béton ;
- Des pendules dans le noyau ou sur le toit du bâtiment ;
- Des amortisseurs installés entre les niveaux du bâtiment ;
- Des structures maillées pour aider à fortifier le bâtiment ;
- Des joints en T sacrificiels ;
- Connexion des bâtiments au système d’alerte du pays, prévenant les habitants en cas de séisme imminent ;
- Des portes escamotables qui offrent plus de possibilités pour s’échapper ;
- Des lampes couvertes pour protéger les personnes en cas d’explosion des ampoules.
3 exemples de bâtiments parasismiques japonais
Aujourd’hui, tous les bâtiments au Japon doivent se conformer aux codes de construction parasismiques stricts du pays. Voici trois exemples de structures innovantes qui répondent à ces normes :
1. Tokyo Skytree
La tour Tokyo Skytree, l’un des plus hauts bâtiments du monde, est censée être totalement à l’épreuve des tremblements de terre. Elle est équipée d’amortisseurs sismiques à la base de la structure, qui sont reliés à un pilier central capable d’absorber les chocs d’un tremblement de terre.
2. Mitsui Building de Shinjuku
Dans le Shinjuku Mitsui Building, également situé à Tokyo, plusieurs pendules de 300 tonnes ont été installés sur le toit du gratte-ciel. Les pendules se balancent d’avant en arrière pendant un tremblement de terre, ce qui permet de contrebalancer le mouvement latéral du bâtiment.
3. Les maisons « flottantes » d’Air Danshin
Image source: New Atlas
La société japonaise Air Danshin a créé une solution unique et radicale au problème des tremblements de terre : la lévitation ! Les maisons sont équipées d’un détecteur de tremblement de terre. Lorsqu’une secousse est détectée, un compresseur pousse de l’air dans un espace situé sous le bâtiment, le soulevant entre un et trois centimètres au-dessus de ses fondations. Ainsi, le bâtiment ne peut plus trembler et ne subit pas de dégâts.
Comment s’inspirer des bâtiments japonais ?
Le Japon est admiré dans le monde entier pour ses innovations de haute technologie dans de multiples domaines, tout particulièrement lorsqu’il s’agit de la résilience de ses infrastructures. Alors, que peuvent apprendre les autres pays de l’approche japonaise en matière de résilience sismique ?
- Une réglementation solide est essentielle : des lois claires indiquent aux constructeurs japonais les normes minimales de résilience à respecter. Cela donne également plus de sécurité et de confiance aux clients. A savoir : en France, l’Eurocode 8 est la norme de référence pour les constructions parasismiques.
- L’innovation est vitale : Les concepteurs japonais innovent en permanence pour réaliser des bâtiments parasismiques encore plus sophistiqués.
- L’investissement est crucial : la construction d’un bâtiment parasismique coûte jusqu’à 20% de plus qu’une structure standard. Pourtant, à long terme, cette approche permet aux propriétaires d’économiser de l’argent puisque leurs bâtiments sont à l’abri des dommages en cas de tremblement de terre.
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