La liquéfaction des sols sous l'effet de séismes

La liquéfaction des sols concerne le plus souvent des couches de sol mou à dominante sableuse et saturé en eau. Elle se manifeste par une perte de résistance brutale qui, dans des circonstances défavorables, peut dégénérer en une rupture catastrophique.

Les séismes sont à l’origine de la plupart des désordres liés à la liquéfaction des sols lesquels apparaissent comme des phénomènes induits en matière de risque sismique.

Les sols les moins résistants sont les plus vulnérables. Le risque est accentué en présence de mouvements forts.

La liquéfaction des sols sous séisme est connue pour être à l’origine de tassements ou de ruptures de fondations superficielles et de fondations profondes ayant mis en péril les structures portées, bâtiments et ouvrages d’art. La liquéfaction des sols se trouve aussi à l’origine de l’endommagement ou de la destruction d’ouvrages en terre (remblais, murs, digues, barrages) et d’ouvrages portuaires (quais, terre-pleins).

Enfin, les faibles pentes situées aux abords de plans d’eau (mer, lacs) et de rivières se sont souvent révélées vulnérables à ce phénomène et le théâtre de ruptures catastrophiques.

Cette présentation de la liquéfaction des sols se fonde sur les observations post-sismiques de terrain. Elle est trop vague pour être utilisable devant la diversité des situations rencontrées, mais elle recèle les principaux aspects du problème.

La perte de résistance au cisaillement du sol, vu ici comme le passage du sol d’un état solide à un état liquide, se rapporte au comportement mécanique du sol et elle relève des principes de base de la mécanique des sols. À ce titre, le phénomène de liquéfaction des sols a pu être reproduit en laboratoire, ce qui a permis une interprétation des mécanismes en jeu et du rôle des facteurs qui les contrôlent. Ces facteurs sont nombreux, à commencer par :

• la nature du sol (sable, limon, argile) ;

• sa compacité ;

• ses propriétés physiques ;

• les conditions de site, etc.

Ces différents aspects feront l’objet d’un premier paragraphe où il va être indiqué que diverses définitions ont été données de la liquéfaction des sols et de ses effets, suivant que l’on s’intéresse aux observations de terrain, au comportement des ouvrages ou aux essais de laboratoire.

En matière de risque sismique, la liquéfaction des sols constitue un véritable danger pour les constructions concernées. La volonté de réduire la vulnérabilité des constructions passe, pour commencer, par l’amélioration des connaissances du phénomène et le...