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Au Japon, les constructions sont résistantes aux séismes, pas aux tsunamis

Nina Montané, mis à jour le 04.04.2011 à 16 h 44

[L’EXPLICATION] Les bâtiments résistants aux séismes ont bien tenu le choc ce 11 mars au Japon. La preuve que le pays est à la pointe de la technologie parasismique — sauf peut-être pour ses centrales nucléaires et la menace venue de la mer.

A Sendaï, le 12 mars. KYODO Kyodo / Reuters

A Sendaï, le 12 mars. KYODO Kyodo / Reuters

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Si le tsunami sur les côtes du Japon a fait de nombreuses victimes et destructions, le séisme qui l’a causé a provoqué beaucoup moins de dégâts. Il a pourtant atteint 8,9 de magnitude, ce qui en fait le tremblement de terre le plus violent depuis 140 ans dans le pays.

La capitale japonaise, à 390 kilomètres du foyer du séisme, compte relativement peu de bâtiments effondrés. Les gratte-ciels de Tokyo ont complètement intégré les normes parasismiques et résistent bien aux secousses, car ils sont très souples. En haut des buildings, les employés de bureaux racontent comment les immeubles ont tremblé pendant deux ou trois minutes, comme on peut le voir sur cette vidéo postée le jour du séisme:

«Les Japonais sont à l’avant-garde de la technologie sismique, explique Eduardo Kausel, professeur de génie civil au MIT, dans le Washington Post. Toutes les structures modernes ont été conçues pour résister aux tremblements de terre.» Une grande partie des bâtiments déjà existants ont également été réhabilités pour y correspondre. Alors comment ces constructions parasismiques ont-elles permis de limiter les destructions et les morts lors du séisme du 11 mars 2011?

Le Japon, secoué par 300 séismes par an en moyenne, a su perfectionner ses constructions résistantes aux séismes, notamment depuis le tremblement de terre de Kobé, en 1995. D’une magnitude de 7,2, il avait fait plus de 6.300 morts et causé, selon l’estimation la plus communément admise, 100 milliards de dollars de dommages. C’est maintenant le pays le mieux préparé pour résister à ce genre de catastrophe.

De plus en plus de bâtiments reposent sur des bases qui les isolent des mouvements horizontaux du sol. Ces socles se composent de caoutchouc ou d’autres matières élastiques (élastomères), combinés à des amortisseurs. D’autres reposent tout simplement sur des ressorts.

La conception des bâtiments — y compris les plus hauts, qui ont moins d'emprise au sol et sont donc les plus vulnérables aux secousses  — visent également à étendre leur «ductilité», c’est-à-dire leur capacité à s’allonger sans se rompre (ce qu’on ressent très bien par exemple quand on se trouve sur un pont en métal, qui remue beaucoup mais s’avère très solide), des principes complètement intégrés par les Japonais.

Les constructions japonaises parasismiques respectent encore d’autres principes de base:

  • une géométrie simple: il faut privilégier les formes compactes et équilibré par rapport à la longueur et à la largeur (pas d’immeuble en forme de U ou de T majuscule, par exemple)
  • une charge homogène d’un étage sur l’autre (on ne met pas de piscine sur le toit d’un gratte-ciel car cela déséquilibre l’immeuble)
  • pas de grandes ouvertures au rez-de-chaussé (pas de maison sur pilotis, par exemple)
  • beaucoup d’acier et de métal dans sa structure

En effet, les structures métalliques sont privilégiées dans ces bâtiments parasismiques: le métal se tord et s’allonge et se brise très difficilement. C’est pourquoi le béton armé est le matériau le plus utilisé dans ces constructions (le béton limitant aussi les risques d’incendie). Enfin, si l’acier peut souvent servir pour les poutres et les poteaux, il peut aussi s’utiliser pour renforcer les murs en extérieur, afin de retenir les blocs de béton qui s’effondreraient.

Eviter que le plafond vous tombe sur la tête

«Les normes parasismiques servent uniquement à ce que le plafond ne vous tombe pas sur la tête», explique Wolfgang Jalil, président de l’association française de génie parasismique. Mais attention, les bâtiments aux normes doivent tenir le coup face à un tremblement de terre, mais pas à 50. Après un premier séisme, des experts passent pour voir l’état de l’immeuble et ce qu’il faut en faire. Les données recueillies sont entrées dans un ordinateur qui simule un nouveau séisme, et donne son verdict. Il y a une infinité de cas de figure: dans certaines constructions, il faut juste boucher des fissures, dans d’autres, il faut renforcer des pans de murs ou des plafonds avec des poutres. Mais certains bâtiments trop endommagés devront être rasés.

Des centrales nucléaires pas assez «élastiques»

Pour les usines de produits chimiques ou les centrales nucléaires, le danger va au-delà de l’effondrement. Les normes parasismiques des centrales nucléaires sont déjà drastiques par rapport aux bâtiments: elles doivent être étanches à l’air, pour empêcher la dispersion de radiations à tout prix. Elles ont l’obligation de rester «élastiques», c’est-à-dire que leurs murs doivent plier sans se rompre en cas de séisme. Dans un pays soumis à plusieurs séismes de différentes intensités chaque année, les centrales nucléaires ont généralement tenu le choc des secousses. En 2007 toutefois, une centrale a dû fermer deux parce qu’elle avait été frappée par un séisme plus violent que ce sa conception avait initialement envisagé.

Ce qui a causé l’interruption du système de refroidissement à la centrale de Daiichi, dans la préfecture de Fukushima le 12 mars, est pour l’instant peu clair: est-ce le séisme ou le tsunami? La veille, un incendie s’était déclaré dans une centrale nucléaire de la préfecture de Miyagi, la plus proche de l’épicentre du séisme. Le gouvernement japonais a déclaré l’état d’urgence nucléaire, alors que les radiations de la centrale de Fukushima menacent la population. Des incidents qui démontrent qu’il reste encore beaucoup à faire pour améliorer la résistance de ces constructions à haut risque lors d’événements d’une ampleur exceptionnelle.

Est-ce possible d’ailleurs quand les menaces sont contradictoires? Il y a des chocs auxquels les constructions parasismiques ne peuvent pas résister. La plupart des destructions dans le nord-est du pays ont été causées par les vagues de plus de dix mètres de hauteur générées par le tremblement de terre. Un tsunami agit sur un bâtiment d’une façon différente d’un séisme: alors que ce choc qui vient du sol, dans un mouvement horizontal, une vague géante va faire pression sur les murs, tant et si bien qu’ils vont y céder. Or, une des propositions majeures des chercheurs qui développent l’habitat résistant au tsunami consiste en des constructions sur pilotis. Or, c’est justement une des techniques les plus sûres pour voir sa maison s’effondrer à la première secousse sismique.

Nina Montané

L’explication remercie Wolfgang Jalil, président de l’association française de génie parasismique, et Philippe Clément directeur du bureau de conseil en bâtiment Batiserf.

Nina Montané
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