Mise à jour et har­mo­ni­sa­tion des mi­cro­zo­nages sis­miques du can­ton de Vaud

Depuis une dizaine d’années, l’Etablissement cantonal d’assurance contre l’incendie et les éléments naturels du Canton de Vaud (ECA Vaud) joue un rôle moteur dans la prise en compte des effets de site sismiques. Il fait en effet réaliser des études de microzonages sismiques spectraux dans les régions – les principales agglomérations en général – nécessitant de disposer de spectres (courbes) spécifiques au site, pour une meilleure prise en compte des conditions géologiques locales. Les spectres sont une représentation graphique de la réponse maximale des structures en fonction de leur période et servant à les dimensionner (voir TRACÉS n° 4/2014). Les spectres déterminés par cette méthode sont mieux adaptés et peuvent être utilisés par les ingénieurs en lieu et place des spectres standards de la norme SIA 261 Actions sur les structures porteuses, pour le contrôle ou le dimensionnement sismique des structures, comme recommandé au paragraphe 16.2.2.3 de la norme.

En septembre 2015, le Service sismologique suisse (SED) a publié une révision de l’aléa sismique de la Suisse¹. L’aléa correspond à la probabilité, sur une période de temps de référence (fixée à 475 ans), qu’une certaine accélération horizontale du sol soit atteinte ou dépassée. Cette révision prend en compte les connaissances scientifiques les plus récentes en matière de sismicité historique. Celle-ci est caractérisée par une forte augmentation de l’aléa à prendre en compte pour le rocher dur, pour les courtes et moyennes périodes (correspondant à des structures peu élevées et rigides), avec, en particulier, un facteur de plus de 2 d’augmentation pour l’Arc lémanique. La figure 1 représente l’aléa sismique pour la région de Rolle, c’est-à-dire l’accélération horizontale en fonction de la période pour un temps de retour de 475 ans. Elle montre ainsi un exemple typique de l’évolution entre l’ancien (2004, en noir) et le nouvel aléa (2015, en rouge) déterminé par le SED, pour la région de Rolle.

Pour l’instant, la norme SIA 261 n’a pas été modifiée suite au nouvel aléa 2015 du SED en raison du manque d’éléments pour proposer une modification adéquate. Cependant, une révision partielle de son chapitre 16 (séisme) est actuellement en cours et intégrera les connaissances du nouvel aléa 2015 du SED. Cette révision partielle sera mise en consultation au début 2019. De nouveau, l’ECA Vaud a jugé nécessaire de prendre les devants en faisant procéder à une mise à jour de l’ensemble des spectres issus des microzonages sismiques établis sur le canton de Vaud afin de considérer le nouvel aléa 2015 du SED. A noter qu’il s’agit d’une mise à jour exceptionnelle, l’aléa étant réévalué tous les dix à quinze ans.

Le changement d’aléa défini par le SED a également été l’occasion d’effectuer une harmonisation méthodologique pour certains secteurs, dont le microzonage a été réalisé avant 2011 avec une méthode plus conservatrice, utilisant un spectre d’input au rocher plus défavorable et qui considérait l’ensemble des spectres individuels issus de l’étude pour définir les spectres spécifiques. Conformément à la future norme SIA 261/1, c’est maintenant la moyenne des spectres issus de l’étude qui est considérée, et le spectre d’input au rocher suit les points d’aléa du SED après correction pour la vitesse Vs au rocher. La figure 2 montre, pour chaque secteur ayant fait l’objet d’un microzonage, les effets des différentes corrections apportées lors de la mise à jour et l’harmonisation des spectres. Il apparaît ainsi que l’effet de cette mise à jour sur l’amplitude des spectres est différent d’un secteur à l’autre, les divers effets de correction agissant dans des sens différents (augmentation ou diminution).

Lorsque l’aléa SED (2004) était en vigueur, en zone de sismicité 1, les spectres issus des microzonages sismiques spectraux étaient du même ordre de grandeur que ceux de la norme SIA 261, à quelques exceptions près. Avec un aléa SED (2015) désormais deux fois plus élevé, dans certaines gammes de périodes et certaines régions, il n’en est plus du tout de même : les spectres issus des microzonages en zone de sismicité 1 sont naturellement nettement plus élevés que ceux de la norme SIA 261. La figure 3 compare les spectres ainsi obtenus pour la région d’Yverdon, avec l’aléa SED de 2004 et celui de 2015.

La norme SIA 261 n’a pas encore fait l’objet d’une mise à jour suite à la publication du nouvel aléa SED (2015). En effet, la commission de la norme SIA 261 attend les décisions qui seront prises lors de l’actualisation de l’Eurocode 8 partie 1, avant d’en proposer une modification. Pour une partie de l’actuelle zone de sismicité 1, il y a, dans le cadre de cette évolution de la norme, une proposition d’introduire une zone de sismicité 1b et d’y augmenter l’accélération du sol a_gd à 0,8 m/s². Par ailleurs, la forme des spectres va être modifiée et les rendre moins élevés pour les périodes supérieures à 1s.

Dans le cadre de la mise à jour et l’harmonisation des spectres, plusieurs secteurs ont fait l’objet d’une redéfinition des zones de validité des spectres en question. Pour faciliter leur usage par les ingénieurs civils, la forme et l’expression analytique des spectres mis à jour et harmonisés sont à disposition sur le guichet cartographique de l’Etat de Vaud (www.geo.vd.ch), à la place des classes de sol traditionnelles selon la norme. Il est recommandé d’utiliser ces spectres à la place de ceux de la norme SIA 261, paragraphe 16.2.3.1, pour le contrôle ou le dimensionnement sismique des structures. Actuellement, les microzonages sismiques suivants ont été mis à jour : vallée du Rhône vaudoise, Yverdon, Lausanne et Vevey-Montreux. Une étude approfondie est encore en cours pour la mise à jour des secteurs de Payerne et Avenches, caractérisés par une couche molle de dépôts palustres en surface ; les résultats seront disponibles début 2019. Comme nouveauté, il y a le microzonage sismique de Nyon-Gland-Rolle. Dans l’avenir, il est prévu que d’autres secteurs, comme Morges par exemple, fassent l’objet d’un microzonage sismique dans le canton de Vaud.

Corinne Lacave, Pierino Lestuzzi, Martin Koller, Résonance Ingénieurs-Conseils SA, mandatés par l’ECA Vaud.

 

Note

1    Wiemer S., L. Danciu, B. Edwards, M. Marti, D. Fäh, S. Hiemer, J. Wössner, C. Cauzzi, P. Kästli, K. Kremer, Seismic Hazard Model 2015 for Switzerland SUIhaz2015, Swiss Seismological Service (SED), ETH Zurich, Report, DOI 10.12686/a2