Approche intégrée d’évaluation du risque sismique d’un réseau municipal de ponts

Résumé

Dans des régions qui sont sujettes aux tremblements de terre, les dommages aux ponts peuvent entrainer une perte de fonctionnalité du réseau routier. Par conséquent, l’évaluation du risque sismique des ponts est cruciale pour établir des stratégies d’intervention et rétablir les réseaux routiers afin d’assurer le maintien des services essentiels, tels que l’accès aux hôpitaux et l’acheminement des secours. Néanmoins, pour créer un système de gestion efficace et performant et optimiser le processus décisionnel, il est important d’étudier l’impact de scénarios sismiques sur l’état du réseau et sur les pertes économiques. L’objectif de cette recherche est de générer des scénarios sismiques pour évaluer les impacts économiques et les incertitudes relatives aux différents modèles d’intrants sur un réseau de ponts. Quatre étapes sont proposées. La première étape consiste à interpréter un modèle d’aléa sismique qui génère une distribution spatiale de l'intensité de tremblement de terre pour différents scénarios sismiques. Une analyse de régression est effectuée sur des équations de prédiction du mouvement du sol compatibles avec l’Est du Canada, pour obtenir une relation entre l’accélération maximale au sol et l’emplacement de chaque pont. En se basant sur le code canadien sur le calcul des ponts routiers, les résultats sont corrigés au moyen des coefficients d’amplification pour prendre en compte l’effet d’amplification des ondes sismiques au site. La deuxième étape est de construire un inventaire des ponts selon des classes définies en fonction des matériaux de construction et des systèmes structuraux. Une analyse statistique est réalisée sur chaque classe de ponts pour examiner les différents paramètres contribuant à la vulnérabilité sismique. La troisième étape est d’évaluer la performance sismique des ponts en termes de probabilités des dommages, et cela selon des données de fragilités spécifiques, respectives aux différentes classes, et qui sont basées sur des analyses dynamiques. La dernière étape utilise les résultats de l’étape précédente pour définir un modèle d’impact permettant d’estimer l’état probable de dommage, le coût de réparation, la priorité d’inspection et ainsi l’état probable du trafic routier. Les résultats des scénarios sismiques reflètent l’importance de considérer la magnitude 5,0 dans l’évaluation de dommages et, indiquent que l’écart type du rapport d’endommagement peut largement influencer l’estimation de pertes économiques. Ces données sont ensuite intégrées dans une interface utilisateur simple pour développer une évaluation rapide du risque sismique, évaluer les incertitudes épistémiques et visualiser les résultats sur une plateforme de système d'information géographique. Différents modèles d’entrée sont considérés : trois modèles d’aléa sismique, trois modèles de fragilité et deux modèles d’impacts. Une analyse de sensibilité effectuée avec un scénario de magnitude 6,0, pour les ponts à travées multiples, révèle que l’estimation des pertes économiques est très sensible à la variation de ces différents modèles, où l’augmentation du coût de réparation prévu peut atteindre jusqu’à 760 %

Date	23 nov. 2020
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Marie-José Nollet (Directeur(-trice)) & Ahmad Abo El Ezz (Codirecteur(-trice))