Les structures en maçonnerie font partie des structures qui sont les plus vulnérables aux secousses sismiques en raison de leurs caractéristiques mécaniques, de leurs composantes et de leurs problèmes d’interaction. Les contraintes de traction et de cisaillement résultant des sollicitations sismiques sont à l’origine des dégâts les plus catastrophiques que connaissent ces ouvrages, en particulier ceux qui n’ont pas été construits suivant des normes parasismiques. De nombreuses recherches ont été menées dans l’optique de comprendre les mécanismes de rupture des murs en maçonnerie afin de les dimensionner pour une réponse adéquate aux sollicitations sismiques. Ce document s’inscrit dans le cadre d’un projet de recherche qui vise à mieux connaître le comportement sismique de la maçonnerie. Il se consacre à une étude analytique de la réponse sismique de murs en maçonnerie armée et non armée en plus d’une étude expérimentale d’un mur en maçonnerie armée dans une perspective d’amélioration de leur comportement. Outre la contribution littéraire qui repose sur l’étude comparative des maçonneries de remplissage, confinées et armées suivant leurs modes de rupture et des critères de performance, ce projet vise aussi à apporter de nouvelles données relatives à l’avancement des recherches sur ces structures par les essais expérimentaux relatifs au comportement cyclique en plan du spécimen de mur en maçonnerie armée et par les essais de caractérisation des matériaux constitutifs du mur. Les résultats qui sont analysés sont les paramètres de rigidité, de résistance, de capacité de déformation et de capacité de dissipation d’énergie. Ils confirment la prédominance du mécanisme de rupture par flexion avancée par les calculs de capacité. De plus, le spécimen montre une capacité de dissipation d’énergie relativement élevée en plus d’un léger pincement des boucles d’hystérésis.

La maçonnerie non armée est présente dans une grande majorité de constructions du Québec, en particulier comme matériau non structural dans les bâtiments de la catégorie de risque élevé ou de protection civile du Code national du bâtiment. Lors du tremblement de terre du Saguenay en 1988, la majorité des dommages rapportés ont été attribués à la défaillance des cloisons construites en maçonnerie non armée. Les dommages survenus ont eu pour effet d'attirer davantage l'attention sur le comportement sismique des murs de cloison en MNA dans la performance globale d'un bâtiment. Les risques pour la sécurité et les pertes de fonction d'un bâtiment peuvent être significativement aggravés par la défaillance des éléments non structuraux, même si le système structural du bâtiment s'est bien comporté lors d'un séisme. La cause principale des problèmes suscités par les cloisons construites en maçonnerie non armée réside par l'absence d'un système de retenue latérale approprié à la structure. Afin d'assurer une meilleure protection incendie, les cloisons de blocs de béton se prolongent jusqu'au toit, sans toutefois être fixées aux éléments structuraux. Non seulement ces cloisons sont instables, mais également d'autres éléments de construction peuvent s'y heurter, notamment dû au mouvement différentiel entre la structure et les cloisons en maçonnerie. Ce comportement probable en cas de séisme vise à envisager et à considérer des solutions de réhabilitation permettant de sécuriser les lieux face à d'éventuelles catastrophes. Dans le cadre du projet de recherche, des essais dynamiques hors-plan sur table sismique ont été effectués au laboratoire de l'Université de Sherbrooke sur des murs de cloison en maçonnerie non armée avec et sans système de réhabilitation. La méthode de réhabilitation explorée a été l'ajout d'un système de retenue latérale en-tête des murs. Des accélérogrammes artificiels mis à l'échelle pour la région de La Malbaie ont été utilisés et appliqués aux spécimens afin d'obtenir des résultats représentatifs d'une zone à sismicité moyenne à élevée au Québec. De plus, des essais de caractérisation ont été réalisés pour déterminer les propriétés mécaniques des matériaux utilisés. Les résultats obtenus lors des essais ont démontré que l'ajout d'un système de retenue latérale augmente considérablement la résistance sismique et la stabilité des murs de cloison.

The province of Quebec, in Canada, is located in a stable region of the North American tectonic plate. But some zones are seismically active. Moreover, Montreal City has the second highest urban seismic risk in Canada. Although it is now recognized that unreinforced masonry (URM) is vulnerable to earthquakes, many URM buildings are critical infrastructures built before provisions were made for seismic loading. A research project has been undertaken to improve understanding of unreinforced masonry seismic behaviour. It is part of the Canadian Seismic Research Network (CSRN) for the seismic evaluation and rehabilitation of critical infrastructures. This research project, consisting of three main parts, is a reference document to be used in future research work. The first part consists of a review of literature on the seismic behavior of unreinforced masonry, specifically on masonry, the effects of time, and various types of masonry works. Next, special attention is devoted to the description of failure modes. Finally, a review of factors influencing the seismic performance of masonry walls is carried out by using the following four specific properties: stiffness, strength, deformation capacity and energy dissipation capacity.The in-plane and out-of-plane loadings of masonry walls with and without frames are discussed separately. There are some behaviour similarities between a wall without a frame and an infill wall. The second part consists of the experimental evaluation of the in-plane cyclic behavior of a steel frame infilled with structural clay tile masonry wall that is representative of a first floor external back wall of a typical school built in Quebec in the 1950's. Its development is based on structural inventories for vulnerability assessment. Results are analyzed according to stiffness, strength, deformation capacity and energy dissipation capacity of the experimental specimen. Some characterization testing has been done to determine properties of masonry such as compressive strength, modulus of elasticity and Poisson's ratio. Unlike the characterization results, the experimental wall has shown a reserve capacity after masonry cracking. The third part aims to validate the capacity of the SeismoStruct's masonry model to predict the experimental response of infill walls specimens. This model, developed by Crisafulli, is based on the equivalent strut concept often used for infill wall modelisation. Experimental data obtained in this project and a similar project are used to verify whether this model could be used in practice with rational settings for the seismic evaluation of a building.The methodology used did not yield satisfactory predictions.

La ductilité et la capacité à dissiper de l'énergie sont deux qualités très importantes pour les éléments structuraux des structures situées dans les régions sismiques comme l'est du Canada. Soulignons que Montréal occupe la deuxieme place en ce qui a trait au risque sismique au Canada. De plus, la réduction des coûts de maintenance des infrastructures est un sujet d'intérêt pour les propriétaries alors que ces derniers doivent en tout temps garantir la sécurité des usagers. Or, le béton renforcé avec des fibres synthétiques semble être un matériau qui remplit ces caractéristiques. Pourtant, son utilisation est actuellement limitée aux éléments non structuraux ou structuraux mais non principaux. Afin de généraliser l'utilisation du béton fibre dans le domaine structural, il faut continuer à produire et à analyser des données expérimentales qui permettront de valider et d'améliorer les prescriptions de design et les modèles analytiques actuels pour la conception des éléments en béton armé avec des fibres dans les zones sismiques. Dans ce contexte, six poteaux circulaires à grande-échelle ont été testés sous une charge axiale constante (25% de Agf'c) et en flexion cyclique. Trois poteaux ont été confectionnés en béton normal (BN) et les trois autres en béton renforcé avec des fibres synthétiques (BRFS). La résistance à la compression du béton spécifiée à 28 jours pour les spécimens était de 30 MPa. Le volume de fibres synthétiques en polypropylène-polyéthylène utilisé a été de 1%. Les trois poteaux en BN étaient renforcés par une armature transversale constituée d'une spirale ayant un pas de 42, 75 et 100 mm respectivement. Ces trois spécimens ont été comparés avec des spécimens similaires en BRFS. Les résultats montrent que la présence des fibres synthétiques dans la matrice de béton améliore le comportement ductile et la capacité a dissiper de l'énergie des spécimens. Il a été observé que cette amélioration n'est pas directement proportionnelle à la quantité d'armature transversale. Toutefois, l'utilisation du béton fibre semble rendre possible une réduction de l'armature transversale tout en conservant un aussi bon sinon un meilleur comportement.