Explorons des conceptions architecturales et de bâtiments uniques qui peuvent éviter les effets des tremblements de terre dans le monde entier .
1. Aéroport international Sabiha Gökçen (Istanbul, Turquie)
Figurant parmi les principaux aéroports desservant la ville historique d'Istanbul, il possède également l'une des structures les plus résistantes aux tremblements de terre au monde. Sabiha Gökçen est l'un des deux aéroports internationaux d'Istanbul, en Turquie, situé près de la faille nord-anatolienne.
L'aéroport a été conçu par le cabinet d'ingénierie Ove Arup avec 300 systèmes d'isolation sismique capables de résister à des tremblements de terre d'une magnitude de moment allant jusqu'à 8 MW. Ces coussins sismiques peuvent réduire les charges sismiques de 80 %, ce qui en fait l'une des plus grandes structures d'isolation sismique au monde.
Aéroport international Sabiha Gökçen avec un coût d'investissement de construction de 12 milliards USD.
L’une des caractéristiques clés qui rend l’aéroport « résistant aux tremblements de terre » est ce qu’on appelle un « dispositif à pendule à triple friction ».
L'ensemble de la gare est construit sur un quai et est largement isolé du sol, explique l'Architects Journal. Cela a permis à l'équipe de conception de la gare de la concevoir comme si elle se trouvait dans un emplacement sismiquement neutre, et d'y ajouter des caractéristiques telles que de larges empreintes et des dispositifs coulissants qui rendraient la structure moins sensible aux forts mouvements du sol.
Les paliers d'isolation à friction de l'aéroport sont fabriqués par Earthquake Protection Systems (EPS). Ils utilisent le principe d'un pendule pour maintenir les structures isolées du sol lors de tremblements de terre violents.
Lorsqu'un tremblement de terre impacte cette structure, le système antisismique de l'aéroport se déplace légèrement, tel un pendule. Les déplacements induits par le tremblement de terre se produisent principalement au niveau des appuis, minimisant ainsi l'impact des charges horizontales et des vibrations du sol sur la structure.
2. Transamerica Pyramid
La pyramide Transamerica est une structure emblématique des années 1970 à San Francisco, en Californie, située près des failles de San Andreas et de Hayward. En 1989, le séisme de Loma Prieta, d'une magnitude de 6,9 MW, a frappé la région et a fait osciller le dernier étage de la pyramide d'environ 30 cm pendant plus d'une minute. Le bâtiment est toutefois resté debout et intact.
La Transamerica Pyramid est une structure emblématique des années 1970 à San Francisco, en Californie.
Cette résistance aux tremblements de terre est assurée par une fondation en acier et béton de 1 585 m de profondeur, conçue pour résister aux charges sismiques. Les charges verticales et horizontales sont supportées par un système de fermes unique situé au-dessus du rez-de-chaussée, dont les ossatures internes s'étendent jusqu'au 45e étage du bâtiment. La combinaison complexe de ce système structurel confère au bâtiment sa capacité à résister aux mouvements de torsion et permet d'absorber d'importants efforts de cisaillement horizontal au niveau des fondations.
3. Bâtiment Burj Khalifa (Dubaï, Émirats arabes unis)
Ce gratte-ciel n'a plus besoin d'être présenté. Le Burj Khalifa est tout simplement l'un des gratte-ciel les plus emblématiques au monde et, par coïncidence, il est également résistant aux tremblements de terre.
La structure comprend des planchers mécaniques où des murs en porte-à-faux relient les colonnes porteuses aux murs intérieurs. Ainsi, les colonnes porteuses supporteront la résistance latérale de la structure. Les colonnes droites contribuent également à absorber les charges gravitaires.
Bâtiment Burj Khalifa - la grande structure artificielle de Dubaï.
De ce fait, la Burj Khalifa présente une rigidité exceptionnelle, tant latérale qu'en torsion. Un système de fondations complexe a été conçu, fruit de nombreuses heures de recherche sismique et géotechnique.
4. Tour Taipei 101
Le Taipei 101 est sans doute l'un des gratte-ciel les plus impressionnants au monde. Son design extérieur (par CY Lee) s'inspire du dicton « plus on monte haut, plus on voit loin ».
Outre son architecture, le plus remarquable du Taipei 101 est qu'il possède le plus grand amortisseur de masse (TMD) au monde. Il s'agit d'une sphère métallique géante qui neutralise les fortes charges instables comme le vent et les tremblements de terre afin de réduire le balancement du gratte-ciel.
La tour Taipei 101 – la fierté des Taïwanais (Chine) Photo : Internet
L'amortisseur de masse est soutenu par un amortisseur hydraulique et un système d'amortissement similaire aux amortisseurs d'une voiture. Lorsqu'une force importante est appliquée à la tour, le TMD se déplace dans la direction opposée, utilisant la masse de la bille pour absorber les forces transitoires et ramener le bâtiment à l'équilibre. Ce système d'amortisseur sismique est situé entre les 87e et 92e étages.
5. Arène philippine
La Philippine Arena est la plus grande salle omnisports à dôme du monde et une structure incroyablement résistante aux tremblements de terre. Elle appartient au groupe chrétien Iglesia Ni Cristo (INC), qui a commandé cette salle de 55 000 places pour son 100e anniversaire, le 27 juillet 2014.
C'est également la pièce maîtresse de la zone touristique de Ciudad de Victoria à Bulacan, aux Philippines. L'arène a été conçue par le cabinet d'architectes australien Populous et le cabinet d'ingénierie de renom Buro Happold.
Arène des Philippines.
La plaque philippine se situe le long de la ceinture de feu du Pacifique , une chaîne de failles sismiques actives considérée comme la plus dangereuse au monde. Les précédents séismes aux Philippines ont atteint jusqu'à 8,2 MW et tué des milliers de personnes. L'activité sismique a également provoqué des éruptions volcaniques et des tsunamis dans la région.
L'imposant toit de la Philippine Arena, d'une portée de 170 m, est conçu pour résister à des charges extrêmes et erratiques telles que les tremblements de terre, les vents et les typhons. Lors d'un tremblement de terre, les charges latérales exercées sur l'ensemble de la structure peuvent atteindre 40 % de sa masse.
La solution ingénieuse de Buro Happold a consisté à concevoir l'ensemble de la structure indépendamment des fondations, ce qui signifie que le corps principal de l'arène était isolé de sa base et de ses fondations. L'espace entre la structure principale et les fondations a été comblé par des appuis en caoutchouc plomb (LRB). Il s'agit d'un agencement flexible de matériaux offrant d'excellentes propriétés de dissipation d'énergie.
Cela permet aux fondations et aux semelles de se déplacer librement sous l'effet du séisme, tandis que la structure supérieure reste immobile. Il s'agit d'une véritable prouesse d'ingénierie.
Bien qu'il soit impossible de vaincre la puissance de la nature, les ingénieurs peuvent utiliser leurs outils pour au moins tenter d'en minimiser l'impact. Ces structures parasismiques, comme d'autres à travers le monde, témoignent de l'ingéniosité humaine et du savoir-faire des ingénieurs qui les ont construites.
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