Pertinence du bruit de fond sismique pour la caractérisation dynamique et l’aide au diagnostic sismique de structures de génie civil

Ambient vibrations efficiency for building dynamic characteristics estimate and seismic evaluation

• Auteur / Autrice : François Dunand
• Direction : Pierre-Yves Bard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Construction parasismique

Résumé

Le bruit de fond est une vibration mécanique de faible amplitude générée par l'activité naturelle et humaine. Cette vibration, en sollicitant les structures de génie civil, permet d'étudier leur comportement dynamique. L'objectif de ce travail de thèse a été de comparer les caractéristiques dynamiques issues de mesures de bruit de fond à des caractéristiques issues de sollicitations de plus fortes amplitudes (e. G. Séismes). Cette étude nous a permis de valider la pertinence de cette méthode. Nous avons montré en particulier que les résultats sous bruit de fond peuvent être extrapolés aux résultats sous séismes. Cette méthode a ensuite été appliquée pour tenter d'identifier l'endommagement de structures ayant subi des séismes. Après une première application en laboratoire sur des éléments de structure (poteaux, poutres) subissant un endommagement contrôlé, nous l'avons appliquée à des bâtiments endommagés par le séisme de Boumerdes en Algérie (21/05/2003, Mw 6. 8). Enfin, des bâtiments grenoblois et niçois ont été testés par cette méthode. La corrélation de deux paramètres dynamiques essentiels (fréquence et amortissement) a été étudiée pour connaître l'origine de l'amortissement mesuré par cette méthode. Ces résultats montrent que cette méthode est efficace et applicable aux structures de génie civil pour la caractérisation dynamique et l'aide au diagnostic sismique.

Ambient vibrations are mechanical low amplitude vibrations generated by human and natural activities. By forcing into vibration engineering structures, these vibrations can be used to estimate the structural dynamic characteristics. The goal of this study is to compare building dynamic characteristics derived from ambient vibrations to those derived from more energetic solicitations (e. G. Earthquake). This study validates the efficiency of this method and shows that ambient vibrations results can be extrapolated to seismic behavior. Afterwards, this method has been used as a building damage estimate method after seismic events. First we applied this method in laboratory on structural elements (columns and beams) suffering damages. Then, we applied it on real scale buildings which suffered damages after the Boumerdes seismic event (Algeria 21/05/2003, Mw 6. 8). Finally, a set of buildings located in Grenoble and Nice was tested. The correlation of the two main dynamic parameters (frequency and damping) gives us informations on the in-situ measured damping origin. These results show that the ambient vibrations method is efficiency for buildings dynamic characteristics estimate and seismic evaluation.