Évaluation de l'aléa sismique au Canada

Les dommages causés par un tremblement de terre dépendent de la façon dont le sol bouge et dont les édifices sont construits dans la région touchée. Les mouvements prévus du sol, qui correspondent à l'aléa sismique, sont calculés en fonction de la probabilité.

Au Canada, c'est la Commission géologique du Canada qui est chargée d'évaluer l'aléa sismique régional aux fins du Code national du bâtiment (CNB). Elle dresse les cartes des zones sismiques à partir d'une analyse statistique des tremblements de terre survenus par le passé et à la lumière des connaissances fraîchement acquises au sujet de la structure tectonique et géologique du Canada. Sur les cartes, l'aléa sismique est représenté comme le mouvement du sol le plus violent susceptible de se produire dans une région selon une probabilité donnée. Les contours délimitent les zones où les secousses ressenties devraient être de même intensité. Une carte simplifiée de l'aléa sismique indique l'aléa sismique relatif au Canada.

Le CNB renferme des cartes de l'aléa sismique et des lignes directrices relatives aux charges sismiques, dont on se sert pour concevoir et construire des bâtiments aussi résistants que possible aux secousses sismiques. Les dispositions du Code national du bâtiment constituent une norme minimale. Elles ont pour but de prévenir l'effondrement des structures au cours des séismes violents et de protéger ainsi des vies humaines. Dans certains cas, cependant, elles ne sont pas suffisantes pour empêcher que certaines structures subissent de graves dommages.

Information sur l'aléa sismique dans le Code national du bâtiment (CNB)

Les sections 4.1.8, 9.20.1.2, 9.23.10.2, 9.31.6.2 et 6.2.1.3 du CNB - Canada 2005 traitent de la conception des bâtiments en fonction de différentes charges sismiques. Son appendice C, qui commence à la page C-11 de la division B du volume 2, contient un tableau indiquant les valeurs de calcul des mouvements du sol d'un grand nombre de collectivités d'importance au Canada. Le Code national du bâtiment s'applique d'abord et avant tout aux nouveaux bâtiments (article 1.1.1.1 de la division A), mais son appendice A (note A 1.1.1.1) énonce les principes de son application aux bâtiments existants.

L'aléa sismique est défini par des valeurs de l'accélération spectrale à des périodes de 0,2, 0,5, 1,0 et 2,0 secondes. L'accélération spectrale est une mesure du mouvement du sol qui tient compte de l'énergie des secousses soutenues pour une période donnée. Elle se révèle un meilleur indicateur des dommages potentiels que les valeurs maximales utilisées dans le Code de 1995, de sorte que la conception parasismique s'en trouvera améliorée. L'accélération maximale du sol est encore utilisée pour la conception des fondations. Tous les paramètres sont exprimés en fraction de g (gravité). Les quatre paramètres spectraux permettent de construire un spectre de l'aléa uniforme pour chaque endroit au Canada.

Les valeurs de probabilité de mouvements du sol expriment le dépassement probable, c'est-à-dire la probabilité qu'une accélération horizontale ou vitesse déterminée soit dépassée au cours d'une période donnée. La probabilité utilisée dans le CNB - Canada 2005 est de 0,000404 par année, ce qui équivaut à une probabilité de dépassement de 2 % sur 50 ans. Cela signifie que durant une période de 50 ans, il y a 2 % de l'aléa qu'un séisme cause un mouvement du sol plus important que prévu.

La plupart des bâtiments sont conçus pour résister aux forces verticales. Cependant, il faut absolument tenir compte de la composante horizontale du mouvement du sol si l'on veut concevoir des bâtiments capables de résister aux tremblements de terre. Dans les zones urbaines de la Colombie Britannique côtière, par exemple, une gravité de 40 % correspond à une charge sismique type à un niveau de probabilité approprié. Les bâtiments devraient être conçus pour résister à une force de poussée latérale égale à 40 % de leur poids.

Calcul de l'aléa sismique

L'aléa sismique à un endroit donné dépend d'un grand nombre de facteurs. Le Canada a été divisé en régions à source sismique en fonction de leur activité sismique passée et de leur structure tectonique. La relation entre la magnitude des tremblements de terre et leur fréquence moyenne est considérée pour chaque région, ainsi que les variations de l'atténuation des mouvements du sol avec la distance. Lors du calcul de l'aléa sismique, les scientifiques tiennent compte de toutes les régions à source sismique qui se trouvent à une distance donnée du site envisagé.

Les quatre cartes délimitant les zones sismiques en fonction de l'accélération spectrale montrent l'intensité des secousses sismiques à des périodes de 0,2, 0,5, 1,0 et 2,0 secondes (qui équivalent à des fréquences de 5, 2, 1, et 0,5 Hz respectivement). Ces données sont importantes parce que tous les immeubles ne sont pas sensibles aux mêmes fréquences des mouvements du sol et que les dommages sont fréquemment causés par une résonance entre les mouvements du sol dus aux tremblements de terre et la fréquence propre de l'immeuble. La période propre d'un immeuble de 10 étages ou plus peut être d'une ou de deux secondes, tandis que la fréquence de vibration d'un bungalow en briques qui se trouve de l'autre côté de la rue est d'environ 10 Hz.

Le spectre de l'aléa uniforme exprime l'aléa sismique à un endroit donné en fonction de la hauteur du bâtiment. Voyez des exemples de spectres de l'aléa uniforme pour quatre villes canadiennes.

En conséquence, les bâtiments en briques de faible hauteur peuvent être gravement endommagés par un séisme local de magnitude moyenne (5,5) qui libère la majeure partie de son énergie dans l'échelle des hautes fréquences. Les bâtiments très élevés peuvent être davantage abîmés par des séismes plus puissants et plus éloignés. Tel fut le cas du tremblement de terre survenu au Mexique en 1985. La plupart des dommages sérieux causés dans la ville de Mexico, située à 400 km de l'épicentre du séisme, se sont produits dans des édifices élevés ayant des périodes propres de près de deux secondes, en raison de l'amplification du sol attribuable au piètre état des fondations.

En conception et en construction de bâtiments, il faut considérer non seulement la magnitude des séismes probables, mais aussi la nature des mouvements du sol prévisibles à l'emplacement des bâtiments. Les calculs de l'aléa sismique fournissent une partie de cette information. Les dispositions du CNB ayant trait aux secousses sismiques seront révisées à la lumière des nouvelles connaissances au sujet des séismes et de leurs répercussions sur les ouvrages de génie civil, afin d'améliorer la sécurité du public et de réduire le plus possible les pertes dues aux tremblements de terre.

Trouvez dans le Code national du bâtiment les valeurs de l'aléa sismique de votre localité - Utilisez les calculatrices de l'aléa sismique en ligne.

Pour plus de renseignements au sujet du CNB, visitez l'Institut de recherche en construction du Conseil national de recherches du Canada.

Pour obtenir plus de renseignements, contactez le bureau le plus près.