Lorsque l'on écarte un
système (balançoire par exemple) de sa position initiale, le système va
généralement retourner en formant des oscillations d’une fréquence propre au
système d’où le nom fréquence propre.
La fréquence propre est aussi la fréquence pour laquelle les
pertes sont minimales.
En fournissant à un bâtiment de l’énergie régulièrement, à
la même fréquence que sa fréquence propre, cela va provoquer une augmentation
des oscillations ce que l’on qualifie de résonance.
Résonance : Pour créer une résonance, il faut choisir le bon moment et la bonne quantité d’énergie à intégrer dans le système.
Nous devons choisir le moment où le bâtiment possédera une énergie potentielle maximale et une énergie cinétique minimale. Par exemple pour une balançoire, ce serait le moment où la nacelle atteindrait ses degrés extrêmes de rotation.
Pour la quantité, il faut une dose d’énergie proportionnelle à la fréquence propre du système.
Le bâtiment va absorber cette énergie jusqu’à ce qu’elle soit transmise, ou jusqu'à ce qu'elle corresponde à l’énergie qui se dissipe (que le système cède) ou jusqu'à la rupture du système lorsque celle-ci ne se dissipe pas assez (effondrements).
La plus part des fréquences propres des immeubles font partie de la même gamme de fréquences émises lors de séismes (de 0,01 à 10 Hz). Cela correspond souvent aux forts tremblements que l’on peut observer sur certains bâtiments. Dans la plus part des cas l’énergie qu'on leur transmet est trop importante et les édifices finissent par s’effondrer sur eux-mêmes.
En conclusion, l’effondrement de bâtiments n’est pas uniquement lié aux secousses sismiques. Dans de nombreux cas, les vibrations du sol dues aux ondes sismiques provoquent un effet de résonance du bâtiment, les ondes sismiques étant dans la même gamme de fréquence que la fréquence propre du bâtiment, cela va provoquer une augmentation de l’amplitude de ses oscillations.