Une protection antisismique primée au Salvador

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Bâtiment des années 70 équipé ultérieurement d'amortisseurs hydrauliques

L'Edificio Napoleon Bolaños Melendez se trouve à San Salvador, la capitale du Salvador, et est le premier bâtiment équipé d'un système d'amortissement sismique dans tout le pays. Il a été construit dans les années 1970 sous la forme d'une structure en béton armé de trois étages. Aujourd'hui, la FEDECREDITO, une banque régionale, souhaitait y installer son principal centre de données. Dans le cadre de la rénovation, la protection antisismique devait être améliorée, car le bâtiment avait subi des dommages moyens lors des deux derniers séismes de 1986 et 2001.

La structure principale du bâtiment de la banque est constituée de panneaux gaufrés en béton avec des poutres en béton armé qui relient les piliers principaux et servent de cadres antisismiques. Au départ, il était prévu d'utiliser des entretoises anti-flambement (BRB - Buckling Restrained Braces) en diagonale dans les murs pour renforcer et raidir le bâtiment. L'approvisionnement et l'importation de ces éléments se sont toutefois révélés problématiques, si bien que le bureau d'études NARVAEZ HINDS a été chargé de revoir la mise à niveau prévue et d'identifier des alternatives pour une protection parasismique équivalente ou supérieure.

Après analyse, NARVAEZ HINDS a conclu "qu'un système de diagonales en tubes d'acier avec des amortisseurs hydrauliques MAURER d'une capacité de 100 à 200 tonnes serait même une bien meilleure option", rapporte le chef de l'entreprise Ricardo Narvaez. "En effet, les MHD réduiraient non seulement les exigences de force sur le bâtiment existant, mais réduiraient aussi drastiquement les accélérations auxquelles serait soumis l'équipement de données coûteux dans le bâtiment". Ce qui, à son tour, réduit ou même évite les temps d'arrêt après le prochain fort séisme.

Les amortisseurs hydrauliques empêchent les dommages dus aux tremblements de terre

Les amortisseurs hydrauliques MAURER pour la protection antisismique dissipent l'énergie en transformant très efficacement l'énergie cinétique en chaleur. Ils se distinguent des amortisseurs visqueux linéaires habituels par un déploiement de force dégressif lorsque l'intensité du séisme augmente, c'est-à-dire : La résistance de l'amortisseur augmente moins lors de mouvements plus rapides. Cela donne un amortissement optimal et évite le dépassement des valeurs limites de dimensionnement pour les forces et les accélérations.

En cas de tremblement de terre, un système mécanique spécial d'écoulement de fluide à l'intérieur des amortisseurs permet des mouvements relatifs allant jusqu'à ±60 mm et contrôle ou limite la force de réponse à un certain niveau. L'exposant d'amortissement est de 0,2, ce qui entraîne une réponse plus douce tout en générant des forces suffisamment élevées en cas de séisme moyen à fort. Cela limite les mouvements à un minimum et évite d'endommager la structure.

Sur l'enveloppe extérieure du bâtiment, directement derrière la façade

Selon l'ingénieur Ricardo Narvaez, les plus grands défis en matière de planification à San Salvador étaient "le positionnement exact des diagonales des amortisseurs et le raccordement à la structure existante du bâtiment". La solution : des entretoises en acier situées directement derrière la façade, dans lesquelles les amortisseurs ont été intégrés, sont reliées aux deux extrémités aux piliers porteurs du bâtiment par des barres ou des ancrages en acier très résistants. Cette solution est peu coûteuse et assure néanmoins la fonction souhaitée.

Les 20 MHD au total ont été installés entre deux des colonnes principales porteuses, à moins que l'aménagement du centre de calcul n'exige une autre position : aux deux étages inférieurs, il y a une paire d'amortisseurs pour chacun des quatre côtés du bâtiment, et à l'étage supérieur, un amortisseur pour chaque direction. "Avec ce schéma, nous pouvons tout juste maintenir dans la plage élastique les déplacements sismiques qui se produisent statistiquement une fois tous les 1000 ans lors de séismes plus forts entre les étages. Cela permet d'éviter des fissures dommageables dans la construction, même en cas de séisme très fort, et de protéger au mieux les personnes et les équipements", rapporte Ricardo Narvaez. "Pour les tremblements de terre plus fréquents, qui se produisent tous les 250 ans, nous avons obtenu un comportement totalement élastique de la structure sans dommages structurels prévisibles".

Les amortisseurs mesurent jusqu'à 1,3 m de long, ont un diamètre de 370 à 480 mm et pèsent (sans les entretoises diagonales fournies par le client) de 160 à 344 kg. Un entretien programmé n'est pas prévu pour les amortisseurs tant que les sollicitations ne dépassent pas les limites de conception de plus de la marge de sécurité de 20 %.

Tests réussis et récompense

Les 20 amortisseurs hydrauliques commandés (8 x MHD 2.000 kN ; 4 x MHD 1.500 kN ; 8 x MHD 1.000 kN) ont été produits par MAURER à Munich. En 2021, le fonctionnement d'un exemplaire de chaque type d'amortisseur a été testé à EUCENTRE à Pavie, à une vitesse allant jusqu'à 350 mm/s. Grâce notamment au système spécial de triple étanchéité utilisé, aucune fuite n'a été constatée après les tests. De plus, une très bonne réactivité a été démontrée ; après un mouvement de 1 à 2 mm déjà, l'amortisseur freine très bien les mouvements de l'ouvrage.

Tous les tests ont été réalisés avec succès conformément aux normes européennes en vigueur. L'installation a eu lieu début 2022 et le bâtiment a été occupé fin 2022. Une fois terminé, le projet a été récompensé par la première place du PREMIO OPAMSS 2022. L'OPAMSS est l'autorité compétente en matière de planification urbaine et de permis de construire dans la région métropolitaine de San Salvador. Le prix a été décerné pour l'utilisation d'une technologie innovante dans la mise à niveau d'un ancien bâtiment et le strict respect de toutes les normes en vigueur.

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