Hopital BdB
 

Instrumentation d'un bâtiment de gestion de crise : l’hôpital de Bagnères-de-Bigorre (Hautes-Pyrénées, France)

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Du 9 au 11 avril s'est déroulée une campagne de mesures sur les bâtiments de gestion de crise.

Côté français, c'est l'hôpital de Bagnères-de-Bigorre dans le département des Hautes-Pyrénées qui a été choisi pour faire l'objet d'une instrumentation réalisée conjointement par l'École Nationale d'Ingénieurs de Tarbes (ENIT) et le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM).

Texte

Le choix d'un bâtiment tel que celui de l'hôpital de Bagnères-de-Bigorre n'est pas anodin. Il représente avant tout un enjeu majeur qu'il convient de protéger pour qu'il puisse assurer ses fonctions d'accueil et de soins en toutes circonstances, au quotidien et surtout en cas de crise. Géographiquement, le territoire de Bagnères-de-Bigorre s'inscrit dans une région qui a historiquement connu un grand nombre de séismes de magnitudes supérieures à 4. La probabilité qu'une crise survienne suite à un séisme fort dans cette région n'est donc pas négligeable et l'hôpital de Bagnères-de-Bigorre ferait, dans ce cas, partie des enjeux essentiels sur lesquels s'appuyer pour gérer la crise sismique. Préserver la fonctionnalité des bâtiments essentiels est un enjeu primordial lors d'une crise. Il est alors nécessaire de renforcer la résilience de nos bâtiments, c'est-à-dire, leur capacité à encaisser les effets destructeurs induits par les séismes les plus forts. C'est dans le cadre de cet enjeu que l'hôpital de Bagnères-de-Bigorre a été instrumenté. Le but est, dans un premier temps, d'étudier le comportement dynamique du bâtiment quand il est soumis aux ondes sismiques. Selon les résultats qui auront découlé de la campagne d'instrumentation et des données récoltées, il sera ensuite possible de déterminer la vulnérabilité du bâtiment et, potentiellement, les mesures à prendre pour la réduire. 

Durant les trois jours passés au sein de la structure hospitalière, les ingénieurs du BRGM et les enseignants-chercheurs de l'ENIT ont scruté les bâtiments et investi les endroits propices au déploiement de leurs instruments de mesure. Pour étudier le comportement dynamique des bâtiments de l'hôpital, la campagne d'instrumentation a été réalisée à l'aide d'accéléromètres et d'un radar terrestre à ouverture réelle (RAR).

Les accéléromètres sont des capteurs qui, fixé à un objet, permettent de mesurer l'accélération linéaire de ce-dernier, selon les trois axes orthogonaux (x;y;z). Précisément, le BRGM utilise des accéléromètres Güralp et l'ENIT des accéléromètres PCB associés au logiciel de traitement "LMS Test.Lab". Dans notre cas, les accéléromètres ont permis de détecter et d'enregistrer les infimes mouvements du bâtiment induits par les vibrations du sol dues au bruit ambiant. Bien sûr, les accélérations enregistrées quand l'instrument était fixé soit au rez-de-chaussé, au sous-sol ou au 4ème étage du bâtiment n'ont pas été les mêmes car, rappelons-le, un bâtiment n'oscillera pas à la même fréquence à son pied qu'en son sommet. Les amplitudes de mouvement augmentent avec la hauteur du bâtiment. Par conséquent, le dernier étage d'une infrastructure aura tendance à se déplacer davantage par rapport aux niveaux inférieurs. 

Accéléromètre
Installation d'un accéléromètre au sous-sol - © BRGM

Le radar terrestre à ouverture réelle (RAR) est un instrument permettant de mesurer les vibrations des structures civiles de grande hauteur. Il s'agit d'un capteur de télédétection très sensible aux déplacements (de l'ordre du micromètre) de sa cible. Le RAR a l'avantage d'être un outil opérationnel plutôt simple et rapide d'installation. 

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Le radar terrestre à ouverture réelle, enregistrant les vibrations de l’infrastructure de l'hôpital - © BRGM

L'instrumentation de l'hôpital de Bagnères-de-Bigorre a donc permis de recueillir des données sur la dynamique du bâtiment lorsqu'il est soumis à des forces induites par les vibrations du sol. L'analyse de ces données, jointe à l'information sur la structure et les matériaux de construction du bâtiment, permettra de calibrer des modèles numériques qui dévoileront le comportement dynamique du bâtiment soumis aux forts mouvements du sol, et donc de connaître la résistance de l'hôpital en cas de séisme réel. La valeur ajoutée de ce type d'étude est qu'elle permet de détecter, d'identifier et, éventuellement, de corriger les faiblesses de l'infrastructure, réduisant ainsi sa vulnérabilité et augmentant sa résistance et sa sécurité.

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Poste de manipulation et d'acquisition des données de l'ENIT - © BRGM

D'autres campagnes d'instrumentation sont prévues en Andorre et en Espagne.