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Depuis fin mars, les travaux d’excavation pour la construction du nouveau bâtiment de l’ETH Leonhardstrasse sont réalisés à l’aide de tirs de mines (explosions) qui sont régulièrement entendus et sentis dans les bâtiments alentours. C’est pourquoi le SED a installé 13 capteurs sismologiques dans le bâtiment NO, situé à quelques dizaines de mètres du chantier. Neuf capteurs ont été placés à l’angle NE du bâtiment, un à chaque étage, et 4 capteurs supplémentaires ont été répartis dans le bâtiment aux étages B, F, H et J. Ces stations ont suivi les mouvements de la structure causés par les explosions pendant 2 semaines. Les objectifs de cette étude sont de suivre les amplitudes du mouvement de la structure et de comparer son comportement à différents niveaux d’amplitude. Grâce à ces mesures, il sera possible de mieux comprendre la réponse du bâtiment aux mouvements du sol.
Les premiers enregistrements effectués montrent que les tirs produisent des amplitudes importantes en comparaison des vibrations ambiantes sur les enregistrements en vitesse. La vitesse maximale observée au sous-sol lors des tirs est de l’ordre de 1 mm/s, alors que sur le toit, elle est de l’ordre de 0.5 mm/s. À titre de comparaison, sous vibrations ambiantes, la vitesse maximale est de l’ordre de 0.003 mm/s au sous-sol et de 0.01 mm/s sur le toit. En dépit de ces valeurs importantes, les tirs sollicitent peu les fréquences de résonance du bâtiment car les amplitudes au sommet sont inférieures aux amplitudes à la base. Le déplacement du toit, obtenu par intégration des enregistrements en vitesse, ne dépasse guère les vibrations ambiantes. La déformation inter-étage maximale est de l’ordre de 10-7 m/m alors que les premières fissures n’apparaissent que lorsque ce paramètre dépasse 10-4 m/m (déplacement 1000 fois plus important).
À partir de la réponse sous vibrations ambiantes, on peut déduire que les fréquences de résonance fondamentales de la structure se situent entre 3 et 4 Hz. Au contraire, les tirs ont de l’énergie surtout au-delà de 20 Hz ce qui explique qu’ils excitent peu les fréquences de résonance du bâtiment.
En conclusion, les tirs réalisés dans la Leonhardstrasse ont une amplitude assez conséquente si bien qu’ils sont fortement ressentis. Cependant, ces tirs n’affectent pas le bâtiment NO car ils n’excitent pas ses fréquences de résonance.
D’autres campagnes de mesures sont prévues jusqu’à la fin septembre. Les données sont stockées dans l’archive du SED et accessibles à la communauté scientifique via le serveur Arclink (arclink.ethz.ch; Station: NOETH). Ce travail est une collaboration entre le SED et l’Institut für Baustatik und Konstruktion (IBK) de l’ETH Zürich.
Voir aussi : Michel C., Guéguen P., Bard P.Y. “Dynamic parameters of structures extracted from ambient vibration: an aid for the seismic vulnerability assessment of existing buildings”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 28(8), (593-604), August 2008.
Remerciements : Ce réseau temporaire a été installé par Franz Weber et Clotaire Michel. L’archive du SED est maintenue par l’E-Lab. Le serveur Arclink pour accéder aux données a été mis en place et est maintenu par Carlo Cauzzi.