Les ingénieurs de l'USC travaillent pour améliorer le tremblement de terre

Jun 11, 2023

Juan Caicedo a une expérience directe des tremblements de terre. L'actuel directeur du Département de génie civil et environnemental vivait en Colombie en 1983 lorsqu'un tremblement de terre de magnitude 5,5 a frappé la ville de Popayan, endommageant environ 14 000 bâtiments.

La tragédie a motivé la Colombie à adopter de nouvelles lois exigeant des matériaux de construction résistants aux tremblements de terre dans les zones sismiques élevées ; cela a également incité Caicedo à étudier le génie civil et à se concentrer sur les structures.

Mais la construction de structures parasismiques ne constitue qu’une partie de la stratégie d’ingénierie nécessaire pour rendre les structures plus sûres. Le sol sur lequel repose une structure est considéré comme encore plus important que les matériaux de construction utilisés, ce qui rend essentiel la collaboration des ingénieurs avec d'autres experts pour garantir que les structures de Caroline du Sud sont résistantes aux tremblements de terre.

« Il est important que quiconque étudie le sol partage ses informations avec l'ingénieur en structure, car il existe une forte corrélation entre les deux », explique Caicedo. « L'ingénieur géotechnicien doit connaître la géométrie de l'ouvrage et la capacité du sol. Plus la communication et les retours sont bons, plus la conception finale sera solide.

L'US Geological Survey considère la Caroline du Sud comme une zone potentiellement sismique élevée. Un tremblement de terre d'une magnitude estimée à 7,6, le plus important enregistré sur la côte est des États-Unis, a frappé près de Charleston le 31 août 1886. Aujourd'hui, toutes les structures dans tout l'État doivent être construites conformément aux spécifications de conception sismique.

L'expertise du professeur agrégé Inthuorn Sasanakul concerne le génie géotechnique, une sous-discipline axée sur le comportement du sol et des matériaux naturels présents dans le sol. Il comprend également l'étude du chargement dynamique, c'est-à-dire lorsqu'une charge change avec le temps et exerce sur une structure une force supérieure à sa résistance.

L'ingénierie parasismique géotechnique prend en compte le sol, la conception des fondations d'une structure et la dynamique des charges. Étant donné que les structures s'effondrent principalement lors des tremblements de terre en raison du type de sol situé sous les fondations, le travail de Sasanakul soutient la conception sismique requise des infrastructures critiques, telles que les routes, les ponts et les barrages.

«Nous sommes confrontés à des incertitudes et à des complexités liées aux charges dynamiques et aux matériaux naturels, ce qui complique l'ingénierie géotechnique sismique», explique Sasanakul.

Les recherches de Sasanakul se concentrent souvent sur le comportement dynamique, qui fait référence à la façon dont le sol, les fondations et les structures se comportent et interagissent lors d'un tremblement de terre.

« Nous savons que les matériaux mous ou le sable meuble entièrement saturés et soumis à une charge dynamique ou sismique ont le potentiel de se liquéfier. Les structures construites avec ces matériaux pourraient potentiellement s’effondrer lors d’un tremblement de terre », explique Sasanakul.

En août prochain, Caicedo et Sasanakul lanceront un projet de 1,5 million de dollars sur quatre ans pour mettre à jour et réécrire le manuel de conception sismique des ponts du ministère des Transports de Caroline du Sud. Cela inclut la façon dont les ponts et leurs composants sont conçus ainsi que le sol et les fondations liés à l'ingénierie géotechnique.

"Au lieu d'essayer de développer de nouvelles théories sur les tremblements de terre ou de nouveaux matériaux, nous voulons mieux comprendre l'ingénierie sismique et les meilleures pratiques de l'État", explique Caicedo. "Lorsque le SC DOT commence à appeler à des conceptions et à de nouveaux ponts, ils peuvent être économiquement réalisables et capables de supporter la puissance des tremblements de terre."