Participation • Espace de travail - GTs

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Groupe de Travail Mouvement Sismique pour l’Ingénieur

Contexte

Dans le cadre d’analyses transitoires de structures ou équipements soumis au séisme, l’ingénieur doit sélectionner un jeu d’accélérogrammes représentant l’excitation sismique temporelle. Dans ce cadre, le mouvement sismique est généralement défini par un spectre de réponse. La tâche consiste alors en la génération ou sélection d’accélérogrammes en accord avec ce dernier. Plusieurs questions se posent quant à la représentativité des signaux (spectre de scénario vs spectre de dimensionnement enveloppe des spectres de scénarios) et quant au nombre et la variabilité adéquate pour bien couvrir de possibles variations du chargement, notamment dans le cadre d’analyses non linéaires. En particulier, les spectres de type UHS ou EC8 ne correspondent pas à un scénario sismique réaliste pouvant se produire sur un site mais couvrent un ensemble de scénarios. Le mouvement sismique qui en résulte est très large bande et ne correspond à aucun signal pouvant se produire sur un site. A l’international, l’approche par spectres conditionnels permettant de définir des mouvements de scénario en accord avec les spectres de dimensionnement (UHS ou déterminisme type EC8) se répand mais est encore peu appliquée en France. Par ailleurs, le spectre de réponse ne détermine pas entièrement les signaux temporels. En particulier, les spectres ne contiennent pas d’information sur la durée (de phase forte) des signaux et la répartition de l’énergie avec le temps. Des informations supplémentaires, fournies par des indicateurs de nocivité comme l’intensité d’Arias, la durée de phase forte, le PGV etc. doivent donc être considérés pour caractériser le mouvement sismique.

Pour la justification d’équipements dans les installations industrielles, il est nécessaire de définir le mouvement sismique au niveau du plancher. Or, il n’existe pas de guide définissant une bonne pratique pour obtenir ce type d’accélérogrammes. Les spectres de plancher sont des spectres enveloppes lissées et élargis et ne correspondent pas à un chargement sismique pouvant se produire sur un site. L’obtention d’accélérogrammes au plancher par filtrage de signaux au sol constitue l’une des solutions à cette problématique. Un autre point consiste à définir une bonne pratique pour la propagation des incertitudes et en lien avec cela, les quantités au plancher à retenir (moyenne et fractiles vs enveloppes). Pour cela, on pourra s’inspirer de la démarche couramment adoptée pour la prise en compte de l’effet de site, à savoir la propagation des incertitudes dans les colonnes de sol 1D. La propagation des incertitudes a été codifiée par l’EPRI pour le calcul de spectres de plancher probabilistes dans le cadre des EPS (Etudes Probabilistes de Sûreté) sismiques. Par ailleurs, le code américain ASCE4-16 prévoit la propagation des incertitudes côté sol et structure et constitue ainsi une autre référence pour les structures du domaine nucléaire.

Il semble donc utile de faire le point sur l’état de l’art et d’établir des recommandations pour la sélection, la génération et l’acceptation d’accélérogrammes au sol et au plancher.

Objectifs du groupe de travail

Le groupe de travail MSI a pour objectif de produire un référentiel technique sur la définition du mouvement sismique à utiliser dans les études de structures ou équipements soumis au séisme. Il fournira des jeux d’accélérogrammes en accord avec les spécifications de l’EC8 pouvant être utilisés par l’ingénieur.

Il organisera une journée technique sur ce sujet technique et rédigera, sous la forme d’un Cahier Technique, un Guide pour la sélection et/ou génération d’accélérogrammes. Ce Cahier Technique couvrira les différents aspects mentionnés précédemment.

Plus précisément, les 5 points à aborder sont les suivants :

• Génération d’accélérogrammes (artificiels)
• Sélection d’accélérogrammes naturels
• Effets de site et définition du point de contrôle
• Transfert de spectres au plancher des bâtiments
• Variabilité spatiale du mouvement sismique

Le Cahier Technique sera destiné aux ingénieurs confrontés à la génération et/ou à la sélection d’accélérogrammes pour les analyses transitoires de justification d’équipement ou de structures. Ce travail s’appuiera sur l’expertise des membres de l’AFPS ainsi que, dans le cadre de collaborations, sur l’expertise étrangère dans ce domaine. 

Organisation

L’animation de ce groupe de travail est confiée à Irmela ZENTNER et David BAUMONT. Ils rendront compte régulièrement au CST de l’AFPS. La constitution du Groupe de Travail (GT) est donnée en Annexe 1. La durée de ce travail est estimée à un an à compter de la date de début des travaux (estimée à mai 2021).

Le rendu final du travail est prévu sous la forme :

• des supports d’une Journée Technique,
• d’un Cahier Technique

Le cahier technique sera présenté au CST.

Le Groupe de Travail dispose d’un espace réservé sur le site de l’AFPS.

Cet espace sera utilisé pour partager et conserver les documents produits par le groupe (compte-rendu de réunion, cahier technique, présentations, etc…) ainsi que ceux pouvant présenter un intérêt pour l’AFPS (bibliographie, etc…). On veillera à la cohérence entre les produits du GT MSI et les résultats du GT Aléa établi dans le cadre des Recommandations AFPS 2020, et le DT111.

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Groupe de Travail Mouvement Sismique pour l’Ingénieur

Contexte

Dans le cadre d’analyses transitoires de structures ou équipements soumis au séisme, l’ingénieur doit sélectionner un jeu d’accélérogrammes représentant l’excitation sismique temporelle. Dans ce cadre, le mouvement sismique est généralement défini par un spectre de réponse. La tâche consiste alors en la génération ou sélection d’accélérogrammes en accord avec ce dernier. Plusieurs questions se posent quant à la représentativité des signaux (spectre de scénario vs spectre de dimensionnement enveloppe des spectres de scénarios) et quant au nombre et la variabilité adéquate pour bien couvrir de possibles variations du chargement, notamment dans le cadre d’analyses non linéaires. En particulier, les spectres de type UHS ou EC8 ne correspondent pas à un scénario sismique réaliste pouvant se produire sur un site mais couvrent un ensemble de scénarios. Le mouvement sismique qui en résulte est très large bande et ne correspond à aucun signal pouvant se produire sur un site. A l’international, l’approche par spectres conditionnels permettant de définir des mouvements de scénario en accord avec les spectres de dimensionnement (UHS ou déterminisme type EC8) se répand mais est encore peu appliquée en France. Par ailleurs, le spectre de réponse ne détermine pas entièrement les signaux temporels. En particulier, les spectres ne contiennent pas d’information sur la durée (de phase forte) des signaux et la répartition de l’énergie avec le temps. Des informations supplémentaires, fournies par des indicateurs de nocivité comme l’intensité d’Arias, la durée de phase forte, le PGV etc. doivent donc être considérés pour caractériser le mouvement sismique.

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Objectifs du groupe de travail

Le groupe de travail MSI a pour objectif de produire un référentiel technique sur la définition du mouvement sismique à utiliser dans les études de structures ou équipements soumis au séisme. Il fournira des jeux d’accélérogrammes en accord avec les spécifications de l’EC8 pouvant être utilisés par l’ingénieur.

Il organisera une journée technique sur ce sujet technique et rédigera, sous la forme d’un Cahier Technique, un Guide pour la sélection et/ou génération d’accélérogrammes. Ce Cahier Technique couvrira les différents aspects mentionnés précédemment.

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Le Cahier Technique sera destiné aux ingénieurs confrontés à la génération et/ou à la sélection d’accélérogrammes pour les analyses transitoires de justification d’équipement ou de structures. Ce travail s’appuiera sur l’expertise des membres de l’AFPS ainsi que, dans le cadre de collaborations, sur l’expertise étrangère dans ce domaine. 

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L’animation de ce groupe de travail est confiée à Irmela ZENTNER et David BAUMONT. Ils rendront compte régulièrement au CST de l’AFPS. La constitution du Groupe de Travail (GT) est donnée en Annexe 1. La durée de ce travail est estimée à un an à compter de la date de début des travaux (estimée à mai 2021).

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