Les
tremblements de terre représentent une menace redoutable, notamment
pour les zones urbaines où la densité de population et la
concentration de bâtiments élevés multiplient les risques. En
particulier, les gratte-ciel — symboles de la
modernité et de la puissance économique — sont aussi vulnérables
que fragiles face à la violence des secousses sismiques. Le moindre
affaiblissement de leur structure peut provoquer effondrement et
pertes humaines dramatiques. Face à ce constat, des chercheurs
canadiens ont mis au point une technologie innovante pour rendre
ces géants d’acier et de béton plus sûrs.
Un système structurel
révolutionnaire testé à grande échelle
Dirigée par le
professeur Tony Yang, une équipe de l’Université de la
Colombie-Britannique (UBC) a conçu un système novateur destiné à
améliorer la résistance sismique des immeubles de grande hauteur.
Pour valider leur approche, les chercheurs ont construit une
maquette de 30 étages reproduisant un gratte-ciel typique de
Vancouver, ville elle-même exposée à des risques sismiques liés à
la proximité de la zone de subduction de Cascadia.
Cette maquette a été soumise à plus de 100 simulations
sismiques au Laboratoire international de recherche conjoint sur le
génie sismique (ILEE) de Shanghai, en Chine. Grâce à une table
vibrante géante capable de reproduire fidèlement des mouvements
similaires à ceux d’un séisme majeur, le modèle a été exposé à des
secousses de forte magnitude et de longue durée. Le résultat est
impressionnant : le bâtiment est resté intact, sans dommage
notable, et pleinement fonctionnel.
Flexibilité plutôt que
rigidité : le secret de la survie
L’innovation majeure
réside dans la conception même du système structurel. Contrairement
aux bâtiments traditionnels, conçus pour résister rigidement aux
mouvements, le nouveau modèle mise sur la flexibilité. Cette
dernière est obtenue grâce à plusieurs éléments clés : des
fondations basculantes, des stabilisateurs et des amortisseurs
haute performance — dont un modèle breveté par l’équipe de
l’UBC.
Plutôt que de
s’opposer directement aux forces sismiques, la structure les
absorbe et dissipe leur énergie en s’inclinant et vibrante
doucement, à l’instar d’un arbre qui plie sans casser sous la
tempête. Ce mécanisme réduit considérablement les contraintes
internes, souvent responsables des fissures, ruptures et
effondrements.
L’avantage est double
: non seulement le bâtiment survit aux secousses, mais il reste
aussi opérationnel immédiatement après. Cette fonctionnalité est
cruciale pour garantir la sécurité des occupants, mais aussi pour
permettre la reprise rapide des activités économiques et
sociales.
Le rôle vital du noyau de
béton
Un autre aspect
fondamental de cette recherche porte sur le comportement du noyau
de béton — ces murs verticaux renforcés qui traversent le centre
des gratte-ciel et assurent leur résistance aux forces latérales.
Tester ce noyau sur une table vibrante de cette taille est une
première mondiale, offrant des données précises et inédites.
Comprendre comment
ces éléments réagissent dans des conditions réelles permet
d’améliorer la conception future des immeubles, en intégrant des
solutions plus efficaces et plus sûres pour affronter les secousses
les plus violentes.
L’équipe de recherche de l’Université de la Colombie-Britannique a
développé un nouveau système structurel qui aide les immeubles de
grande hauteur à résister aux tremblements de terre majeurs.
Crédits : Dr Tony Yang
Pourquoi cette avancée
est-elle cruciale ?
Avec l’urbanisation
croissante, de plus en plus de personnes vivent dans des zones à
risque sismique, souvent dans des tours hautes qui concentrent
bureaux, logements et infrastructures critiques. Dans des régions
comme la côte ouest du Canada, la Californie, le Japon ou encore la
Méditerranée, la menace de tremblements de terre est constante.
Offrir des bâtiments
capables de résister sans dommages importants et de rester
fonctionnels après la catastrophe représente un progrès majeur pour
limiter les pertes humaines, économiques et sociales. Cela signifie
aussi réduire les coûts de reconstruction et améliorer la
résilience globale des villes face aux catastrophes naturelles.
Vers un avenir urbain plus
sûr et résilient
Cette technologie
développée par l’UBC ouvre la voie à une nouvelle génération de
gratte-ciel intelligents, capables de protéger leurs habitants tout
en minimisant l’impact d’un séisme majeur. Si ces systèmes sont
adoptés à grande échelle, ils pourraient révolutionner la sécurité
sismique dans le monde entier, transformant durablement le paysage
urbain des régions à risques.
En somme, la
flexibilité et l’intelligence structurelle sont les clés pour bâtir
les villes du futur, où résilience rime avec innovation.
