Protéger les infrastructures critiques à partir de la base – Humidite maison

Comment l'amélioration des sols peut offrir une résilience à long terme aux infrastructures sujettes aux tremblements de terre

Comment pouvez-vous rendre une structure sujette aux tremblements de terre plus résiliente? C'est la question posée récemment par les exploitants d'une station de traitement des eaux usées à Wellington, en Nouvelle-Zélande, alors qu'ils recherchaient des mesures proactives pour protéger l'actif à la suite de l'introduction de la loi de 2016 modifiant la loi de 2016 sur les bâtiments (bâtiments à risques de tremblements de terre) (EPBA). 2017

Wellington se trouve le long d'une faille sismique active dans la région enregistrant environ 31 300 tremblements de terre depuis 2017 seulement[1]. Les tremblements de terre de 2010 et de 2011 à Canterbury n’étaient pas les événements sismiques les plus importants de la Nouvelle-Zélande, mais ils ont causé le plus de dégâts et de pertes en vies humaines, suscitant un intérêt renouvelé pour l’ingénierie parasismique et le renforcement des structures.

Les stations de traitement des eaux usées sont classées dans la catégorie d'importance 3 sur 4 (IL3), ce qui signifie qu'elles doivent rester opérationnelles après un événement sismique. Les infrastructures d’alimentation en eau de Wellington desservent environ 146 000 résidents et un grand nombre d’industries. Les usines doivent être construites conformément aux normes techniques les plus strictes pour pouvoir résister aux conditions sismiques et empêcher les eaux usées de s'échapper dans l'océan.

La décision des exploitants d’avoirs d’entreprendre un renforcement des activités sismiques par l’assainissement du sol est une décision judicieuse. Bien qu’on assiste à une prise de conscience croissante de l’interaction entre les bâtiments et les fondations lors d’un tremblement de terre, l’interaction Soil-Fondation-Structure (SFSI) n’est que brièvement prise en compte dans les directives en vigueur en Nouvelle-Zélande. Ceci en dépit d'une grande partie des dégâts structurels subis à la suite de la séquence de Canterbury, dus à la mauvaise performance du sol plutôt qu'à la résistance des bâtiments.

Après les tremblements de terre de Cantorbéry, les essais de Mainmark sur l’amélioration des sols dans la zone rouge de Christchurch ont montré que les nouvelles techniques d’injection de résine peuvent manifestement améliorer la densité et la rigidité du sol touché par le séisme et augmenter la résistance des sols à la liquéfaction. Ceci a conduit Mainmark à lancer l'injection de résine Terefirm ™, une technique éprouvée, non invasive, d'amélioration du sol et d'atténuation de la liquéfaction, qui peut être facilement appliquée sous les structures existantes.

Validée par des tests géotechniques, la méthode d’injection de résine Terefirm ™ est maintenant incluse dans le module 5 du Ministère des entreprises, de l’innovation et de l’emploi (MBIE) de la Nouvelle-Zélande: Amélioration des sols des sols sujets à la liquéfaction. Cela fait suite à la recherche internationale examinée par des pairs menée en partenariat avec la Commission des tremblements de terre (EQC) et le MBIE, le rapport de recherche complet étant désormais disponible dans la bibliothèque en ligne de la New Zealand Geotechnical Society.

L'injection de résine Terefirm est appliquée avec une précision chirurgicale selon un processus non invasif pour densifier le sol et augmenter la résistance à la liquéfaction. Des essais géotechniques sur le terrain sont entrepris avant et après l'application pour valider le résultat des performances d'amélioration du sol. Mainmark adapte les tests aux exigences du projet et aux spécifications de l’ingénieur.

Lors de l'injection de la zone de traitement, la résine de faible viscosité imprègne le sol dans une mesure limitée et pénètre également sous la pression le long de plans de faiblesses dans le profil du sol. Le matériau réagit rapidement après l'injection, augmentant rapidement jusqu'à atteindre plusieurs fois son volume initial. L'expansion du matériau injecté entraîne le compactage des sols adjacents, du fait que de nouveaux matériaux sont introduits dans un volume de sol relativement constant et protège ainsi mieux les structures des dommages résultant de la liquéfaction lors de futurs séismes.

L’installation de traitement des eaux usées est le premier actif de ce type à faire l’objet d’une réhabilitation au sol proactive à l’aide de l’injection de résine Terefirm, mais cette solution serait très bénéfique pour de nombreux autres sites d’infrastructures essentielles situés dans les régions sismiques à haut risque de Nouvelle-Zélande.

[1] https://www.theguardian.com/cities/2017/dec/11/earthquake-proof-city-christchurch-japan-colombia-ecuador


Theo Hnat

Theo est responsable R & D et technique de Mainmark. Basé en Nouvelle-Zélande, Theo est chargé de la recherche sur les nouvelles technologies en matière d’amélioration des sols et de réduction de la liquéfaction, d’évaluation des risques structurels des structures existantes, de leur conception et de leur analyse.

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