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Comment protéger le patrimoine culturel des tremblements de terre ?


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 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. 

Publié le 27 février 2020
Les essais réalisés au CEA avaient pour but de limiter les dégâts que causeraient les tremblements de terre 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 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, et les statues d'origine ont été reproduites pour le projet avec un matériau identique aux originaux, du marbre massif, afin d'observer leur comportement et de tester leur résistance face aux secousses.

Comment sont réalisés les essais ?

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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 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.
VidéoEssais statues sur table vibrante Azalee


A propos de la plateforme Tamaris

La plateforme Tamaris regroupe les moyens expérimentaux utilisés par le laboratoiure EMSI (Études mécanique sismiques) du CEA Paris-Saclay, qui s’intéresse à la vulnérabilité 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 strictement identiques à ceux réellement utilisés, en respectant les facteurs d’échelle.
Les objectifs des essais effectués au laboratoire sont :
a) 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, permet d’imposer des mouvements sismiques de grande intensité dans les trois directions de l’espace (deux horizontales et une verticale). De dimensions 6m x 6m, elle supporte des maquettes de grandes dimensions et de masse pouvant atteindre 100 t. Lors des expérimentations, les spécimens sont équipés de nombreux capteurs d’accélération de vitesse, de déplacement, de jauges de déformation. Autant d’instruments qui permettent de collecter d’importantes données dont le traitement vient affiner la compréhension du comportement sismique.

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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


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