L'intuition de l'ingénieur senior — héritée des cours de RDM et de la « bonne pratique » — privilégie le rocher rigide comme appui idéal : faible amplification, fondation simple, calcul direct. Cette intuition est partiellement fausse en sismique. Sur sol mou, la composition de trois effets — réduction de masse (souvent corrélée au choix d'un sol médiocre, vu le coût de fondation), amplification de site limitée à la zone du plateau, et allongement de période par ISS — peut conduire à un effort tranchant à la base plus faible qu'avec un bâtiment lourd équivalent sur rocher. Cette page compare deux configurations à coût constant : (a) bâtiment lourd béton sur classe A et (b) bâtiment léger CLT/acier sur classe D, mêmes hauteur et raideur structurale.
Modèle SDOF sur fondation flexible — bâtiment de masse m et raideur structurale k, fondation circulaire r0 = 5 m, ν = 0,35, ρ = 1900 kg/m³. Période base fixe T = 2π·√(m/k). Allongement par ISS (Veletsos-Meek) :
T̃² = T² + Th² + Tr² avec Th = 2π√(m/Kh), Tr = 2π·h·√(m/Kr)
Kh = 8Gr0/(2−ν), Kr = 8Gr0³/[3(1−ν)], G = ρ·Vs²
Spectre EC8 Type 1 avec classe de sol déduite de Vs : A (>800), B (360–800), C (180–360), D (<180). Coefficient S et périodes TB, TC, TD selon §3.2.2.
Effort tranchant à la base : Vb = m·Sa(T̃). C'est le critère de comparaison opérationnel.
Trois mécanismes en jeu pour le bâtiment léger sur sol mou :
1. m faible → Vb = m·Sa réduit proportionnellement
2. m faible → Tfix faible (T = 2π·√(m/k)) → position spectrale différente
3. Vs faible → Sa amplifié localement autour de TC mais coefficient S majore aussi
4. Vs faible → T̃ >> Tfix → glissement vers branche descendante du spectre
Le résultat final est non trivial : la dominance dépend du rapport mA/mB, de la position spectrale et du contraste Vs,A/Vs,B. Pour les bâtiments R+5 à R+10 sur sites D ou E, la solution légère en CLT ou acier est régulièrement plus performante en Vb que la solution équivalente en béton sur rocher — résultat contre-intuitif qui motive le choix architectural moderne (Bois en France 2021+, NZ post-Christchurch).
Limite de l'illustration — la comparaison est basée sur l'effort tranchant à la base, indicateur synthétique. Une analyse complète intègre aussi : déplacements (souvent supérieurs sur sol mou → P-Δ), accélérations en tête (équipements, FRS), descentes de charge sur fondations, coût.