CHAPITRE XX

EFFETS DES TREMBLEMENTS DE TERRE SUR LES CONSTRUCTIONS ET MOYENS D’Y REMÉDIER

Il serait tout à fait superflu d'insister sur l'intérêt capital que présente le problème des constructions asismiques, c'est-à-dire capables de résister aux tremblements de terre même les plus violents, et cependant, sans qu'on s’en doute, c’est peut-être la branche la mieux élucidée actuellement de la sismologie, les divergences entre les techniciens ne roulant plus que sur des points de détail. Grâce à de très nombreux travaux publiés depuis quelques années dans divers pays instables comme l'Italie, le Japon, l'Autriche et les États- Unis, il existe un véritable Art de bâtir dans les pays à tremblements de terre et, n'était l'incurie des populations intéressées et pourtant si souvent éprouvées, rien ne serait plus facile que de supprimer le péril sismique. Voilà une affirmation

qui semblera sans doute paradoxale tant les investigations faites dans cette voie sont restées cachées dans des recueils spéciaux, peu accessibles au public. |

Pour se convaincre immédiatement de cette possibilité de sauver les constructions, il suffit de songer aux nombreux monuments de l'antiquité classique grecque ou romaine, encore debout après avoir résisté victorieusement à l'assaut de vingt siècles et plus, aux déprédations des barbares et en même temps aux grands tremblements de terre du bassin de la Méditerranée pourtant si souvent ébranlé. Et cependant il ne semble pas, si l’on se reporte aux traités d'architecture conservés, ceux de Vitruve et de Frontin par exemple, que ces grands constructeurs qu'étaient les Romains se soient jamais préoccupés, au moins explicitement, de rendre leurs monuments asismiques; mais ils construisaient bien et lentement, c’est-à-dire ne négligeaient aucune des prescriptions de l’art et n'employaient que d'excellents matériaux. On est d'ailleurs certain que cette immunité était spéciale aux monuments importants et ne s'étendait pas aux modestes habitations, les récits des historiens en font foi.

L'expérience la plus courante prouve que sauf des cas très particuliers, par exemple quand un édifice se trouve sur le trajet d’une faille qui rejoue au moment d'un tremblement de terre, toute

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construction simplement soignée et bâtie avec de bons matériaux assemblés rationnellement résiste aux plus destructives secousses. On peut dire qu'au moyen de ces deux prescriptions d'ailleurs indépendantes de toute question préalable d’asismicité et qui constituent le plus élémentaire devoir d'un constructeur, on éviterait les quatre cinquièmes peut-être des dommages, entendant par là qu'on ne tient pas compte des petites avaries qui ne compromettent ni la solidité, ni l’habitabilité d’un édifice.

Il n'est pas téméraire de penser que l'autre part de dommages, le cinquième restant, est dû à un mauvais choix du site, ou du terrain sur lequel on a bâti. Certes, le plus souvent, ce choix n'est pas libre et s'impose en conséquence de multiples considérations. Il faut donc envisager la possibilité, d'ailleurs indéniable, de combattre efficacement le danger sismique des terrains incohérents ou de ceux topographiquement mal situés, le long de la pente d'une crête par exemple. Le problème se complique en raison de circonstances parfois contradictoires, tel terrain naturellement résistant de par sa constitution pouvant devenir dangereux, si, en raison de sa situation topographique, le mouvement sismique peut y acquérir toute son amplitude. Cependant, grâce aux multiples ressources de l’art moderne des constructions, il ne sera pas plus difficile de construire

asismiquement dans les situations les plus défavorables que d'élever un pont en terrain marécageux ou un viaduc sur des sables mouvants. A peine si ce sera une question d'argent. Mais ce n'est pas

ainsi que le problème se pose au moins pour les

habitations particulières et il s’agit d'exposer les principes généraux sur lesquels s'appuyer pour les rendre asismiques.

On pourrait évidemment établir les règles préservatrices au moyen de considérations théoriques a priori. L'art de bâtir est, en effet, tout entier une conséquence de la nécessité de résister à la pesanteur, effort statique, constant, vertical de haut en bas et aussi aux poussées obliques résultant de l'agencement mutuel des matériaux, c'est-à-dire des formes architectoniques adoptées, ainsi celles des voûtes. Dans le cas du tremblement de terre, : il faut y ajouter un effort brusque et passager, donc dynamique, ondulatoire dans le sens horizontal et trépidatoire dans le sens vertical de haut en bas et de bas en haut. Posé de la sorte, le problème n'est pas au-dessus des moyens de la science de l'ingénieur, mais il est beaucoup plus sûr de faire appel à l'expérience acquise dans de nombreux désastres. On a donc comparé pour de nombreux tremblements de terre les structures, les matériaux, et les sites des édifices qui ont résisté ou non et de cette vaste enquête architectonique on a déduit les structures à conseiller, les matériaux

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à préférer, les situations topographiques à éviter. Cette méthode expérimentale «a posteriori a servi de base à l’art de construire dans les pays à tremblements de terre qu'il suffirait de suivre à la lettre pour éviter la totalité des dégâts. Les prescriptions en sont assez peu nombreuses et à plusieurs reprises on les a codifiées en règlements d’édilité, qui malheureusement sont vite tombés en désuétude jusqu'à ce qu'un nouveau désastre soit venu en démontrer, quoiqu'un peu tard, le bien fondé et la nécessité.

. Sans entrer dans le détail, il ne sera pas sans intérêt de développer ici quelques considérations générales relativement au mode d'action des tremblements de terre sur les édifices et de montrer

comment l'art de bâtir asismiquement résulte de

la seule observation, ses principes restant d’ailleurs en parfait accord avec ceux de l'Art de bâtir sans épithète. Il suffira à notre but de considérer la simple habitation, dont la destruction entraine le plus grand nombre de victimes et la plus grande partie des pertes matérielles. Voyons donc comment un tremblement de terre attaque une construction, ou mieux une muraille qui est l'élément fondamental de tout édifice, celui au moyen duquel l'homme sépare de l'atmosphère libre un certain espace où il abrite contre les intempéries sa personne et ses biens les plus précieux.

Malgré leur peu d'amplitude, mais à cause de

leur grande vitesse de propagation, et surtout de la brièveté de leur période, les vibrations préliminaires ne laissent pas que d'exercer sur une muraille des efforts mécaniques d'importance. On peut dire schématiquement que cet effort sur les matériaux est moléculaire, c’est-à-dire qu'il tend à les désagréger en les désorganisant. De cela se déduit la nécessité de n'employer que des matériaux solides, compacts, cohérents et élastiques et de relier les éléments constitutifs, pierres, briques, etc., par un mortier jouissant des mêmes propriétés physiques.

Une muraille devra donc être homogène et élastique et, si l’on veut donner à cette prescription une formule savante, on dira que toutes ses parties devront pouvoir vibrer synchroniquement. Toutes les règles pratiques tirées de l'observation quant aux qualités des matériaux de construction pourraient être déduites de cette règle et ici la théorie et l’expérience restent en parfait accord. Cela se prouve clairement au seul examen des décombres d'une ville qui vient d’être renversée par un tremblement de terre. Si les restes d’une muraille forment un tas de matériaux désagrégés, cest que l'élément de liaison ne présentait pas une résistance comparable à celle des éléments constitutifs, pierres ou briques par exemple, et la muraille manquait d'homogénité et d'élasticité ; si, au contraire, en tombant, la muraille s'est

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fragmentée en gros blocs, c'est qu'en raison même des dispositions architectoniques la muraille avait des lignes de moindre résistance par suite de l'agencement défectueux des ouvertures, portes et fenêtres, ou de causes analogues. Toutefois les vibrations préliminaires, longitudinales et transversales, ne sont pas le facteur le plus à craindre du mouvement sismique.

Aux vibrations préliminaires succèdent les ondes de la phase principale. Elles ont une moindre vitesse de propagation et une plus longue période, mais leur amplitude, qui peut atteindre vingt centimètres et plus, les rend destructives. Ce mouvement ondulatoire n'attaque pas simultanément toutes les parties de la muraille, c'est-à-dire que ses diverses parties ne seront pas à un instant donné à la même phase; elles seront animées de vitesses dont la grandeur sera inégale et la direction différente, de sens contraire même. Il y aura donc tendance à séparation des éléments constitutifs, pierres ou briques, en suivant alternativement les joints, et en apparence capricieusement. Les fentes pourront même s'étendre à ces éléments, tous ces effets divers variant avec les propriétés physiques relatives de ces éléments et du mortier.

Pour résister victorieusement à cet effort de disjonction, 1l faudra que les propriétés physiques des matériaux procurent comme tout à l'heure l’'homogénéité et l’élasticité de la muraille.

Mais une muraille se détruit aussi parce que, grâce à l'inertie, certaines de ses parties n'obéissent pas immédiatement au mouvement ondulatoire communiqué à d'autres que leur position rend plus libres d'y céder. L'intervention de ce nouveau facteur de ruine se produit tout particulièrement pour les parties supérieures relativement aux parties inférieures qui, elles, reçoivent directement l'impulsion sismique du sol. Celles-là restent donc en retard par rapport à celles-ci, circonstance qui s'aggravera notablement si les poutres des planchers, au lieu de reposer par leur simple poids sur les murailles, leur sont solidement reliées. [l se produira donc un eflet de cisaillement horizontal, la muraille constituant un pendule renversé, mais dont la partie supérieure manque de liberté; elle se fendra à la hauteur du plancher, ou plus communément un peu plus bas parce que le pied de la muraille aura déjà changé de phase quand la partie supérieure aura fini par se mettre en mouvement. Théoriquement, ces fentes devraient se produire horizontalement, mais en réalité leur direction est oblique, perturbée qu'elle est souvent par les lignes de moindre résistance, comme celles dues aux ouvertures.

L'action destructive de l'inertie est moindre pour une muraille indépendante que pour celles qui font partie d’un édifice, en dépit du mutuel

soutien résultant, parce que, dans ces cas, l'inertie