Comment protéger le patrimoine culturel des tremblements de terre ?

Publié par Isabelle le 04/03/2020 à 14:00
Source: CEA

Des chercheurs du CEA, en partenariat avec cinq universités et deux industriels, viennent d'achever des essais expérimentaux dédiés à l'étude de la réponse des objets d'art aux tremblements de terre. Le projet Sereme, lui-même inscrit dans le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) européen SERA, a permis de tester de nouveaux systèmes d'isolation pour améliorer la résilience sismique des musées européens, et proposer des lignes directrices pour préserver leur contenu.

Les essais réalisés au CEA avaient pour but de limiter les dégâts que causeraient les tremblements de terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...) sur les contenus des musées, de prévenir les risques et d'anticiper les réponses des objets d'art aux séismes. Ces essais ont été faits dans le cadre du projet Sereme: durant deux ans, il a mobilisé des équipes du CEA, cinq universités et deux industriels1. Il prend fin au mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) d'avril prochain.

Lors des essais menés en février 2020, les répliques de quatre statues romaines à échelle réelle et cinq bustes d'empereurs romains sur des piédestaux ont vu la terre trembler sous leurs pieds sur la plateforme Tamaris. Les bustes, oeuvres d'artistes italiens du 19e siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où peut...), et les statues d'origine ont été reproduites pour le projet avec un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base...) identique aux originaux, du marbre (Le marbre est une roche métamorphique dérivée du calcaire, existant dans une grande diversité de coloris, pouvant présenter des veines, ou marbrures...) massif (Le mot massif peut être employé comme :), afin d'observer leur comportement et de tester leur résistance face aux secousses.

Comment sont réalisés les essais ?


Les bustes et statues de marbre massif sont testées sur la plateforme vibrante. Certains sont entourés d'un dispositif parasismique, d'autres non, mais tous sont équipés de capteurs (au sommet de leurs têtes). © CEA

Pour tester leur résistance aux secousses, certaines statues étaient posées sur une table vibrante telles quelles, sans protection, et d'autres étaient testées avec un dispositif parasismique dans le but d'améliorer le comportement de la statue. C'est d'ailleurs la première fois que de réelles statues ont été testées sismiquement sur une table vibrante, les quelques tests effectués dans le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée sur le présent....) étaient basés sur des modèles simplifiés.

Dans ce genre d'essais, deux dispositifs d'isolation sont mis à l'épreuve: l'un est prévu pour supporter des objets lourds, l'autre est pensé pour isoler spécifiquement une œuvre de petite taille.

A propos de la plateforme Tamaris

La plateforme Tamaris regroupe les moyens expérimentaux utilisés par le laboratoiure EMSI (Études mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref,...) sismiques) du CEA Paris-Saclay, qui s'intéresse à la vulnérabilité (En gestion des risques, la vulnérabilité d'une organisation ou d'une zone géographique est le point faible de cette organisation pouvant être défini...) des ouvrages selon une approche combinant études expérimentales et simulation.

Elle comprend entre autres quatre tables vibrantes présentant des performances et propriétés différentes. Grâce à elles, il est possible de simuler le mouvement sismique à la base des structures et des équipements afin d'en étudier la réponse par le biais de maquettes. Ces dernières, à échelle 1 ou à échelle réduite sont construites avec des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) strictement identiques à ceux réellement utilisés, en respectant les facteurs d'échelle.

Les objectifs des essais effectués au laboratoire sont:
a) la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...), pour mieux comprendre le comportement des structures sous sollicitations sismiques et en valider les modèles ;
b) la qualification de structures et d'équipements afin de vérifier qu'elles répondent aux critères pour lesquels elles ont été construites.

La table vibrante Azalée, l'une des tables sismiques les plus performantes en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent eurasiatique, voire comme une des...), permet d'imposer des mouvements sismiques de grande intensité dans les trois directions de l'espace (deux horizontales et une verticale). De dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur,...) 6m x 6m, elle supporte des maquettes de grandes dimensions et de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte)...) pouvant atteindre 100 t. Lors des expérimentations, les spécimens sont équipés de nombreux capteurs d'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique, plus précisément en cinématique, l'accélération est une grandeur...) de vitesse (On distingue :), de déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et finalement le sens En architecture navale,...), de jauges de déformation. Autant d'instruments qui permettent de collecter d'importantes données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) dont le traitement vient affiner la compréhension du comportement sismique.

Note:
(1) en partenariat avec les Universités d'Athènes (GR), de Venise (IT), de Sannio (IT), d'Hutchinson (USA) et d'Hanze (ND), ainsi que les industriels italiens FIP Industriale et B5 Engineering


Pour plus d'information voir le site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le World Wide Web reposant sur Internet.) SERA Project
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