L’Unité d’habitation de Marseille (également appelée Cité radieuse et, localement, Le Corbusier ou tout simplement Le Corbu) est la réponse à une commande du ministère de la Reconstruction et de l’Urbanisme adressée à Le Corbusier en novembre 1945. Les besoins de reconstruction étant immenses, l’architecte autodidacte est en position de force pour proposer l’édification de sa première « Unité d’habitation de grandeur conforme », aboutissement d’une trentaine d’années de maturation. Il crée à cette occasion une  nouvelle structure chargée de sa conception et de sa construction : l’Atelier de Bâtisseurs (ATBAT). Le projet est livré en 1952.

Le terrain, en très légère pente est situé le long du boulevard Michelet, axe majeur des quartiers sud de Marseille. Le bâtiment (voir descriptions plus complètes ici), décollé du sol, est composé de quatre blocs mécaniquement indépendants reposant sur des pilotis de plus de huit mètres de haut. Ces derniers sont fondés sur des semelles isolées posées sur des puits d’une dizaine de mètres de profondeur ; cette solution permet de s’accommoder de la mauvaise qualité des couches de sol superficielles (marnes compactes).

D’après J. Sbriglio [1], la structure a été calculée pour résister au vent mais également aux accélérations simultanées (sic) des tremblements de terre. L’ingénieur en charge de la conception et du dimensionnement de la  structure au sein de l’ATBAT est Vladimir Bodiansky. À cette époque, aucun texte officiel n’encadre la justification d’une construction vis-à-vis des secousses sismiques. Les recommandations « AS 55 », rédigées suite au tremblement de terre d’Orléansville en Algérie (1954), n’arriveront que dix ans après le démarrage du projet. Il est difficile aujourd’hui de savoir sur quelles bases reposait la conception et la justification aux séismes et quel était le niveau de connaissances de Bodiansky en matière de construction parasismique. Mais il est  intéressant de constater que cette contrainte pourrait avoir être prise en compte en dehors de toute obligation réglementaire et cela malgré les exigences initiales formulées par Le Corbusier au ministre de la Reconstruction [1] : « Oui, à une condition toutefois : je serai affranchi de toutes les réglementations en cours ». On peut cependant émettre l’hypothèse que Bodiansky, dont on peut raisonnablement penser qu’il a connaissance du dernier séisme fort des environs (Lambesc, 1909), profite de son premier séjour aux États-Unis, entre septembre 1945 et avril 1946, pour prendre connaissance des normes américaines de l’époque. L’UBC43 est alors la cinquième édition de l’Uniform Building Code, norme américaine qui intégre les charges sismique depuis sa première édition de 1927. Un rapide coup d’oeil à la section 2312 dédiée aux earthquake regulations montre cependant, qu’au-delà des méthodes de calcul (très rudimentaires) proposées, les obligations ou recommandations qualitatives relevant de la conception parasismique sont pour ainsi dire inexistantes.

Pilotis de l’Unité d’habitation de Marseille. Vues nord-est (crédits : Fondation Le Corbusier)

Il serait donc inapproprié d’attribuer à l’équipe de l’ATBAT une quelconque responsabilité en matière de (bonne ou mauvaise) conception parasismique de l’Unité d’habitation. Mais on aurait probablement tort de se priver d’analyser les impacts des choix de conception architecturale en matière de vulnérabilité sismique ; ceci afin d’éclairer modestement les pratiques de l’architecture contemporaine.

Une des premières questions qui pourrait venir à l’esprit d’une personne initiée aux principes généraux de la conception parasismique concerne l’un des cinq points de l’architecture corbuséenne : les pilotis. Au-delà des qualités architecturales qu’on leur connaît déjà, quelle serait leur influence en cas de séisme fort ? En particulier, seraient-ils responsables d’un effet de niveau souple au rez-de-chaussée ? Rappelons que le comportement dynamique d’un bâtiment sous charges sismiques est très fortement influencé par la rigidité de son système de contreventement (rigidité latérale) et, notamment, par les variations de cette rigidité latérale d’un étage à l’autre. Idéalement, tous les étages devraient avoir la même rigidité ou une rigidité décroissant progressivement à mesure que l’on s’élève. Cette configuration permet à chaque étage d’apporter une contribution raisonnable à la déformation globale imposée par le séisme.  Dans le cas où un étage aurait une rigidité latérale beaucoup plus faible que celle(s) du (des) étage(s) supérieur(s), la contribution de cet étage aux déformations globales serait très élevée et potentiellement inacceptable pour le système de contreventement. D’où un risque très fort d’effondrement complet de ce niveau. Cette configuration est assez courante aux rez-de-chaussée des bâtiments pour des raisons propres au statut particulier de ce niveau : présences de surfaces commerciales, nécessités de transparence, de flexibilité spatiale… La question qui se pose donc concrètement au sujet de l’Unité d’habitation est  de savoir si la rigidité latérale des pilotis est inférieure ou non à celles des niveaux supérieurs.

Effet de niveau souple. À gauche, le bâtiment est au repos. Au milieu et à droite, le bâtiment est soumis à une secousse sismique. Au milieu, cas où tous les niveaux ont des rigidités latérales égales. À droite, cas où la rigidité latérale d’un niveau (ici rez-de-chaussée) est beaucoup plus faible que celles des niveaux supérieurs.

Pour répondre à cette question, il est nécessaire de se représenter mentalement la structure nue du bâtiment. En voici une coupe verticale type, valable (à peu de choses près) pour les quatre blocs :

Coupe verticale sur la structure de l’Unité d’habitation – Système de contreventement transversal en jaune (béton armé) et en gris (maçonnerie confinée).

Pour chaque bloc, le contreventement transversal du rez-de-chaussée est assuré par une série de portiques en béton armé (représentés en jaune foncé) constitués par l’encastrement de deux pilotis à une méga-poutre du « sol artificiel ». C’est sur ce sol artificiel qu’est fondée le reste de la superstructure. Celle-ci est constituée d’une ossature  faite de poteaux et de poutres assurant la reprise des charges verticales (mais dont la contribution au contreventement transversal est négligeable) et de deux voiles en béton armé (jaune pâle) qui, couplés à des murs en maçonnerie (gris) confinés dans une ossature en béton armé, assurent le contreventement dans la direction transversale. Il est ici manifeste, sans qu’il soit nécessaire de faire de savants calculs, que la rigidité latérale du niveau des pilotis ne souffre pas d’un déficit de rigidité vis-à-vis des niveaux supérieurs. Cette intuition est renforcée par l’analyse comparée des sections transversales des pilotis (jaune foncé) superposées à celles des voiles (jaune pâle) : les moments d’inerties des pilotis sont bien supérieurs à ceux des voiles.

Sections transversales des systèmes de contreventement verticaux. Superposition des pilotis (jaune foncé) et des voiles (jaune pâle).

La conclusion serait la même dans la direction longitudinale du bâtiment : le contreventement du rez-de-chaussée, encore assuré par effet de portique (encastrement des pilotis à des méga-poutres longitudinales), est probablement encore plus dominant en termes de rigidité si on le compare au contreventement des niveaux supérieurs, assuré uniquement par d’hypothétiques encastrements aux noeuds de l’ossature (la stabilité longitudinale de ces niveaux supérieurs pose d’ailleurs fortement question ; mais c’est une autre histoire).

Ainsi, contrairement à l’impression qu’aurait pu donner une simple analyse visuelle extérieure, les pilotis ne souffrent vraisemblablement d’aucun déficit de rigidité. Le risque d’un effondrement causé par un effet de niveau souple est donc a priori exclu. Cela ne signifie pas que le principe des pilotis est intrinsèquement parasismique ; cela signifie qu’il peut l’être facilement (sans nécessiter le recours à une ingénierie sophistiquée) à condition d’être convenablement dessiné. Cela est également une illustration du fait que la transparence, au sens architectural du terme, est compatible avec une conception parasismique rationnelle du système vertical de contreventement.

Références :
  1. Jacques Sbriglio, Le Corbusier : L’Unité d’habitation de Marseille, Birkhäuser, 2004
  2. Kamel Benyahia, Étude du comportement sous séisme de la cité radieuse de Marseille, Mémoire de DPEA CP, 1998
  3. Uniform Building Code, Pacific Coast Building Officials Conference, 1943
  4. https://fr.wikipedia.org/wiki/Vladimir_Bodiansky
  5. http://www.fondationlecorbusier.fr
Illustrations :
  • Les croquis ont été réalisés par l’auteur d’après des illustrations tirées de [2] .
  • Les photographies sont tirées de [5].