Une paire de structures modèles à l’échelle soumises à des conditions de tempête simulées dans un laboratoire de l’Université de l’État de l’Oregon ont réagi comme de véritables maisons à ossature de bois lors des récents ouragans, suggérant que les bâtiments modèles peuvent fournir des informations de conception importantes pour les zones basses vulnérables aux ondes de tempête et aux grosses vagues.
« Nous voulions établir un moyen de construire des spécimens à ossature de bois à l’échelle qui se comporteraient, et finalement échoueraient, sous la charge des vagues comme leurs homologues à grande échelle ont été observés », a déclaré Sean Duncan, qui a dirigé l’étude en tant qu’assistant de recherche diplômé. avec l’Oregon State College of Engineering. « Et nous avons également entrepris de développer une équation qui pourrait prédire la distribution de la pression de soulèvement sur les structures élevées. Nous avons pu atteindre ces deux objectifs. »
L’une des structures modèles était surélevée – construite de manière à ce que les espaces de vie ne soient pas au sol – et l’autre était « au niveau du sol » ou au sol. Comme les chercheurs s’y attendaient, le modèle au niveau du sol ne pouvait pas résister à des niveaux d’eau aussi élevés que celui surélevé, et les deux ont subi des dommages d’une manière cohérente avec ce qui a été observé dans de vraies structures résidentielles lors de l’ouragan Sandy en 2012 et de l’ouragan Ike en 2008.
Les recherches de Duncan, de collègues de l’OSU Dan Cox, Andre Barbosa et Pedro Lomonaco et de collaborateurs de l’Université d’Hawaï et de l’Université de Californie à Berkeley, ont également montré qu’une méthode de télédétection connue sous le nom de LiDAR pouvait suivre la progression des dommages des modèles au fur et à mesure que les vagues et les ondes de tempête ont augmenté en intensité.
Les modèles ont été construits à l’échelle un sixième, avec une résistance et une rigidité comparables à celles de vraies résidences telles que celles touchées par l’ouragan Sandy à Ortley Beach, New Jersey, et par l’ouragan Ike sur la péninsule de Bolivar au Texas. Chacune de ces tempêtes a causé d’importants dégâts, ce qui a attiré une plus grande attention sur la vulnérabilité des communautés côtières aux vagues et aux ondes de tempête, et à en apprendre davantage sur la façon de concevoir et de construire des maisons résistantes aux tempêtes, a déclaré Duncan.
« Les populations de ces types de communautés augmentent, tout comme le niveau de la mer », a déclaré Duncan, maintenant ingénieur portuaire et maritime chez WSP USA à Federal Way, Washington. « Cela signifie que le risque associé aux ouragans augmente également, en particulier parce que la recherche indique que les ouragans augmentent en intensité et continueront de le faire. C’est pourquoi il est si important de comprendre les forces que ces tempêtes génèrent et comment les structures côtières réagissent, donc les planificateurs et la construction l’industrie peut travailler ensemble pour atténuer les dommages potentiels de ces tempêtes très probables et très puissantes. »
Placés sur une côte simulée dans le bassin à vagues directionnelles du laboratoire de recherche sur les vagues d’OH Hinsdale, les modèles ont subi des vagues et des profondeurs d’eau reproduisant les conditions de l’ouragan Sandy. Le bassin mesure 48,8 mètres de long, 26,5 mètres de large et un peu plus de 2 mètres de profondeur, et plusieurs instruments ont mesuré les charges hydrodynamiques.
Il a été démontré que les forces verticales sur le spécimen élevé étaient en corrélation avec la hauteur des vagues, la lame d’air et la profondeur de l’eau, a déclaré Duncan, les forces culminant dans les eaux les plus profondes à la submersion maximale.
« La pression de soulèvement est également affectée par la manière et l’endroit où les vagues se brisent », a-t-il déclaré. « Les vagues qui se brisaient directement sur les spécimens provoquaient généralement des forces verticales plus importantes. Et l’équation prédictive que nous avons développée, basée sur la hauteur des vagues et l’entrefer, est valable pour une gamme de rapports longueur de structure/longueur d’onde, hauteurs de vagues, entrefers et profondeurs d’eau. «
L’entrefer fait référence à l’élévation du bas de l’élément horizontal le plus bas, ou LHM, d’une structure élevée par rapport au niveau d’eau calme.
Les résultats ont été publiés dans Coastal Engineering et la recherche a été soutenue par le Department of Homeland Security et la National Science Foundation.
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par Université d’État de l’Oregon. Original écrit par Steve Lundeberg. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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