Les effets de fortes dynamiques, telles que les tremblements de terre destructeurs, les ouragans et les grands tsunamis, sur les structures et la manière de protéger ces structures contre les effets dynamiques ont toujours fait l’objet de recherches. Bien que des matériaux et des techniques de pointe soient utilisés dans la construction des bâtiments dans les pays développés, il n’est pas possible de garantir qu’un bâtiment ne sera pas endommagé par un éventuel effet dynamique.

Malheureusement, nous ne pouvons pas détecter à l’avance les forces dynamiques dont nous parlons, de sorte que de graves dommages peuvent survenir dès qu’une charge autre que la charge de calcul est appliquée à la structure. La plupart des dommages surviennent à la suite d’un mouvement avec une forte accélération résultant de la détérioration de la rigidité des éléments non structurels. En d’autres termes, il ne suffit plus de ne pas endommager les éléments structurels après une catastrophe, mais il faut également protéger les dispositifs sensibles coûteux. À ce stade, une méthode alternative est recherchée en plus des méthodes traditionnelles. Ces méthodes sont généralement des matériaux ou des systèmes qui maintiennent la rigidité en appliquant une force contre la force appliquée ou qui absorbent l’effet. Ces méthodes peuvent être classées en trois catégories principales : actives, passives et semi-actives. Dans les systèmes de contrôle actifs, la force de contrôle est générée par une autre source d’énergie. Les systèmes de contrôle passifs absorbent et amortissent l’énergie sismique sans avoir recours à une autre source d’énergie. Les systèmes de contrôle semi-actifs peuvent fonctionner avec de très petites batteries. En outre, les systèmes de contrôle semi-actifs peuvent contrôler l’amortissement et la rigidité pendant les tremblements de terre. L’utilisation conjointe de ces trois systèmes a donné naissance à des systèmes mixtes.

Notre pays étant situé dans une zone sismique active, examinons un peu plus en détail l’isolation sismique, qui nous concerne de près. L’histoire des systèmes d’isolation sismique, dont les applications internationales se poursuivent depuis des années, est relativement récente dans notre pays. Dans le génie parasismique contemporain, outre la protection des vies humaines, il s’agit de maintenir en état de fonctionnement des structures très importantes, telles que les hôpitaux et les aéroports, pendant et après le tremblement de terre. L’isolation sismique, qui est appliquée au niveau international depuis de nombreuses années mais dont l’histoire est relativement courte dans notre pays, est la capacité de la partie supérieure de la structure à se déplacer indépendamment de la fondation de manière à empêcher l’absorption de l’énergie du tremblement de terre. Bien que le premier exemple d’application dans notre pays soit l’autoroute Tarsus-Adana-Gaziantep, il a été utilisé dans les viaducs Atatürk et Bolu, les aéroports Sabiha Gökçen et Antalya, l’hôpital universitaire de Kocaeli et l’hôpital d’État d’Erzurum.

Application et caractéristiques du système d’isolation des planchers

Dans le système d’isolation de la base, des éléments structurels à faible rigidité dans l’axe horizontal et à forte rigidité dans l’axe vertical sont placés entre la structure et la fondation, et la superstructure est séparée du mouvement du sol. Grâce à l’isolateur utilisé, lorsqu’un déplacement rigide se produit dans la superstructure, la déformation des éléments porteurs est réduite et les dommages causés aux éléments non porteurs sont limités.

Les isolateurs sismiques placés à la base de la structure augmentent la période de la structure et réduisent les forces sismiques provenant du sol sur la structure.

Il existe deux types d’isolateurs sismiques.

1) Isolateurs en caoutchouc

Caoutchouc dur ; il permet à la structure d’effectuer un déplacement dans la direction horizontale pendant le tremblement de terre et permet à la superstructure de passer le mouvement du tremblement de terre en effectuant un déplacement constant.

Plaque d’acier ; contrebalance les forces axiales provenant de la structure.

Noyau : produit à partir de plomb, etc., il amortit l’énergie du tremblement de terre.

2) Isolateurs de type pendulaire

Lorsque le tremblement de terre exerce une force sur l’isolateur, la sphère d’acier située entre les plaques supérieure et inférieure commence à glisser sur la plaque inférieure et effectue de petites oscillations comme un pendule. L’énergie du tremblement de terre est absorbée par la force de frottement dynamique.