En tant qu'ingénieurs structurels, la sécurité doit être notre priorité absolue

Cependant, tant les rapports confidentiels de l'industrie que les plaintes en justice suggèrent que les erreurs de conception augmentent et que, par conséquent, la sécurité structurelle se détériore dans le monde entier. Pourquoi en est-il ainsi et comment réduire le nombre d'erreurs ?

Le secteur de la construction traverse une période de changement

Des changements sans précédent sont en cours dans la manière dont les bâtiments sont conçus, construits et finalement réutilisés, en partie à cause du besoin urgent d'améliorer la durabilité de l'environnement bâti. Certains de ces changements réduisent involontairement la sécurité structurelle.

Par exemple, les méthodes modernes de construction ont le potentiel de transformer l'industrie. Cependant, par définition, elles n'ont pas été testées et ne sont pas entièrement couvertes par les codes et les directives. Il faut parfois des années pour que les problèmes apparaissent et, par la suite, pour que des méthodes de conception sûres soient mises au point, car nous concevons en fonction d'événements extrêmes tels que les tremblements de terre ou les vents violents. Les nouvelles méthodes de construction risquent donc de poser des problèmes imprévus. Ronan Point en est un exemple bien connu : une explosion de gaz a mis en évidence des défaillances dans la conception de grands bâtiments en panneaux dans l'ensemble du secteur et a conduit à une modification généralisée de leurs méthodes de conception. La construction massive en bois d'aujourd'hui est un autre exemple ; la plupart des codes structurels et des orientations actuels ont été rédigés il y a de nombreuses années, lorsque les structures en bois étaient plus petites et plus simples. De même, la plupart des réglementations actuelles en matière d'incendie n'ont pas été conçues pour les grandes structures combustibles (telles que les grandes structures en bois). Cela ne signifie pas que nous devrions éviter les méthodes modernes, mais plutôt que nous devrions les aborder avec la prudence qui s'impose, faire nos recherches correctement et appliquer une approche fondée sur les premiers principes pour garantir la sécurité de nos conceptions. Le bois massif et les grands systèmes de panneaux sont des méthodes de construction sûres, mais uniquement lorsqu'elles sont appliquées correctement.

Un autre changement en cours est la réutilisation et l'extension croissantes des bâtiments existants. C'est peut-être l'une des mesures les plus importantes que nous puissions prendre pour éviter les émissions de carbone associées aux nouvelles constructions. Cependant, l'évaluation d'un bâtiment existant est une compétence très différente de celle qui consiste à suivre des règles codifiées pour concevoir un nouveau bâtiment, et tous les ingénieurs n'ont pas actuellement l'expérience nécessaire, ce qui peut conduire à négliger des questions de sécurité. Par exemple, lors de l'extension verticale d'un bâtiment, il est facile de se concentrer sur l'augmentation modeste de la charge de gravité, en oubliant l'augmentation beaucoup plus importante de la charge de vent ou l'impact sur la sécurité incendie (en particulier si le bâtiment a été conçu selon des codes historiques qui sont maintenant connus pour être déficients).

Enfin, certains des risques les plus importants sont inhérents aux méthodes modernes de conception. Les outils numériques peuvent contribuer à réduire les coûts de conception et à produire des projets plus efficaces, mais il est beaucoup plus facile de commettre des erreurs. En automatisant le processus de conception, il est facile de passer à côté des étapes vitales de la conception et du schéma, où l'on commence par des modèles simples pour comprendre le comportement structurel. Le passage par les étapes du concept et du schéma est une partie essentielle du processus de vérification - à mesure que nous ajoutons une complexité croissante à nos modèles de calcul, nous devrions rechercher le même comportement structurel global pour nous assurer que nos modèles fonctionnent correctement. Aujourd'hui, nous avons la possibilité de contourner les étapes du schéma et de passer directement à des modèles très détaillés qui sont parfois presque impossibles à comprendre ou à vérifier, ce qui augmente la probabilité d'erreurs. L'utilisation de logiciels risque également de faire perdre aux ingénieurs leur sens intuitif du fonctionnement d'une structure et de la taille approximative des éléments structurels.

Comment éviter les erreurs de conception ?

La manière la plus efficace de s'attaquer aux erreurs est de s'attaquer au comportement qui conduit à ces erreurs. Il n'y a rien d'intrinsèquement mauvais dans les méthodes modernes de construction ou de conception, c'est plutôt la manière dont nous les utilisons qui pose problème. De même, la réutilisation des bâtiments existants doit être encouragée, mais elle doit se faire en toute sécurité.

Par exemple, la manière la plus simple d'éviter les erreurs dans les nouveaux bâtiments est d'avoir un schéma structurel simple. Ce n'est pas parce que nous disposons de méthodes numériques modernes et de la capacité d'effectuer des calculs complexes que nous devons nécessairement déployer ces outils pour le plaisir. Une bonne ingénierie consiste à éliminer les calculs difficiles, à faire fonctionner la structure d'une manière simple et prévisible, plus facile à concevoir, plus facile à vérifier et, dans la plupart des cas, plus facile à construire. Notre rôle n'est pas d'adopter la géométrie de l'architecte et de faire en sorte que chaque partie de cette géométrie contribue à la structure, mais plutôt de rationaliser la géométrie en une structure d'ingénierie raisonnable sans compromettre la vision de l'architecte. Nous devons également savoir reconnaître ce qui est nouveau, non testé ou inhabituel, et procéder avec prudence, en nous demandant si les méthodes de conception codifiées standard sont appropriées.

Les bâtiments existants sont différents. Les chemins de charge réels sont souvent plus complexes que ce que le concepteur initial avait prévu. Notre rôle doit être de comprendre comment et avec quelle intensité le bâtiment travaille. Pour ce faire, nous devons prendre en compte des facteurs tels que l'indétermination des chemins de charge et la probabilité d'une rupture fragile avant la redistribution, ainsi que de nombreux autres problèmes potentiels.

Ensuite, nous devons reconnaître que nous sommes tous humains, que nous avons tous des lacunes dans nos connaissances et que nous commettons tous des erreurs. C'est pourquoi l'ingénierie structurelle a besoin d'une approche d'équipe et que les meilleurs ingénieurs sont ceux qui comprennent leurs propres limites, discutent de leurs conceptions avec d'autres ingénieurs et reconnaissent les dangers de l'arrogance.

Il est également important de reconnaître que les processus formels de vérification et de révision, bien qu'importants, ont très peu de chances de détecter toutes les erreurs dans la conception d'un bâtiment, et ne représentent donc qu'une petite partie de la solution. Il est sans doute beaucoup plus important de constituer une équipe de conception dotée d'un large éventail de compétences, qui remet continuellement en question ce qu'elle fait et demande conseil à l'extérieur de l'équipe. En outre, le fait de commencer par des calculs structurels simples et des modèles simples et compréhensibles, et d'ajouter progressivement de la complexité signifie que la conception est continuellement vérifiée à chaque étape. Nous devons nous assurer que nous utilisons les logiciels d'ingénierie structurelle comme un outil puissant pour améliorer ce que nous faisons, et ne pas les laisser éroder notre sens intuitif du fonctionnement des structures.

En fin de compte, c'est l'équipe chargée de la conception qui a le plus de chances d'éviter les erreurs grâce à sa façon de travailler. Il est important que les membres de l'équipe se sentent individuellement responsables, qu'ils comprennent les conséquences des erreurs et qu'ils se sentent autorisés à demander régulièrement conseil. L'ajout d'une signature physique sur un dessin (ce qui se fait de plus en plus rarement dans un monde de PDF) ou la compilation de calculs et leur envoi à un vérificateur indépendant peuvent réellement contribuer à créer un sentiment de responsabilité.

Nous ne devons pas laisser le manque de retour d'information conduire à l'autosatisfaction

Il faut beaucoup de temps pour que la baisse des normes devienne apparente. Les erreurs de conception d'un bâtiment peuvent rester cachées pendant des années, et n'apparaître qu'en cas de vent exceptionnellement fort, de chute de neige, d'incendie ou de tremblement de terre. Il est donc possible qu'un ingénieur commette la même erreur à plusieurs reprises pendant de nombreuses années et dispose d'un CV impressionnant de bâtiments achevés, alors qu'il s'agit en fait de conceptions défectueuses.

Même lorsque des erreurs sont découvertes, elles restent généralement confidentielles pour des raisons juridiques ou de réputation. Cette situation diffère de celle d'autres secteurs, tels que l'aérospatiale, où le partage des erreurs a permis d'améliorer considérablement la sécurité.

Ce manque général de retour d'information signifie que la profession d'ingénieur structurel est souvent incapable d'apprendre de ses propres erreurs. Pourtant, des erreurs se produisent, malheureusement en nombre croissant. Il est de notre devoir de ne pas nous reposer sur nos lauriers, de reconnaître les causes de ces erreurs et de mettre en place des mesures solides afin de ne pas mettre le public en danger.