Le chantier de construction du télescope géant Magellan à l'observatoire Las Campanas au Chili, février 2020.

Conception de télescope de Magellan géant tampons contre l’activité sismique

Ingénieurs qui conçoivent le Télescope Magellan géant a célébré l’exploit de faire valider sa conception innovante de protection sismique par un comité d’examen indépendant. Ce groupe d’experts en systèmes d’isolation sismique a donné son approbation aux travaux préliminaires visant à protéger l’observatoire rotatif de 22 étages et sept des plus grands miroirs monolithiques du monde contre les dommages causés par les tremblements de terre.

Le télescope terrestre de classe de 25 mètres est en construction à l’observatoire Las Campanas dans le désert d’Atacama au Chili, une région qui bénéficie d’au moins 300 nuits claires du centre galactique par an. La région est également sujette à une activité tectonique élevée, où certains des tremblements de terre les plus importants, les plus fréquents et les plus destructeurs ont été enregistrés à ce jour.

Le chantier de construction du télescope géant Magellan à l’observatoire Las Campanas au Chili, février 2020.Télescope géant de Magellan – GMTO Corporation

Les ingénieurs du télescope Giant Magellan utilisent un système d’isolation sismique dans une ligne de défense en deux parties qui assurera la sécurité de la structure. Le système d’isolation sismique est un réseau circulaire de 24 isolateurs à pendule à friction unique qui soutiennent le télescope et sa jetée et protègent les composants optiques et les instruments du télescope du mouvement actif du sol causé par un tremblement de terre majeur. Le système permet potentiellement un retour aux opérations en quelques heures à quelques semaines, selon l’ampleur d’un événement sismique, ont noté les ingénieurs.

«Les télescopes qui ont été construits dans des régions sismiquement actives ont été conçus, en raison de leur plus petite échelle, sans atténuation sismique explicite», a déclaré le Dr Dave Ashby, ingénieur de projet du télescope géant Magellan. «Bien que la plupart restent opérationnels aujourd’hui, certains ont subi des dégâts de tremblement de terre coûteux. La nouvelle génération de télescopes extrêmement grands sera construite avec des mesures d’atténuation sismiques sophistiquées, y compris l’isolation sismique, pour équilibrer les coûts de construction et d’exploitation sur la durée de vie opérationnelle prolongée de ces grandes installations.

Un réseau circulaire de 24 isolateurs à pendule à friction unique est situé sous la jetée du télescope géant de Magellan qui supporte le télescope et protège les composants optiques et les instruments des mouvements actifs du sol causés par les tremblements de terre majeurs.Un réseau circulaire de 24 isolateurs à pendule à friction unique est situé sous la jetée du télescope géant Magellan qui supporte le télescope et protège les composants optiques et les instruments des mouvements actifs du sol causés par les tremblements de terre majeurs.Télescope géant de Magellan – GMTO Corporation

La deuxième partie implique un système de recentrage de jetée, qui est essentiellement un système hydraulique qui ramène le télescope à sa position initiale de repos et de fonctionnement après un tremblement de terre majeur. «Le système d’isolation ramènera le télescope à sa position« d’origine »en quelques centimètres, mais ce n’est pas suffisant», a noté le Dr Bruce Bigelow, responsable du site, de l’enceinte et des installations du télescope Giant Magellan.

L’hydraulique du système de recentrage de la jetée peut déplacer les 6000 tonnes de télescope et de la jetée et ramener le télescope à une fraction de pouce de l’endroit où il se trouvait avant le tremblement de terre, a déclaré Bigelow.

Roulement à pendule sismique testé à grande échelle sur un support hydraulique de 275 tonnes avec vérin hydraulique latéral.Roulement à pendule sismique testé à grande échelle sur un support hydraulique de 275 tonnes avec vérin hydraulique latéral.Télescope géant de Magellan – GMTO Corporation

Technologie de résilience

Partout dans le monde, l’isolation des bases est une technique privilégiée pour atténuer les effets des tremblements de terre sur les infrastructures à l’aide de diverses techniques. En introduisant une interface flexible ou coulissante, les structures peuvent se découpler du mouvement du sol pendant un tremblement de terre pour protéger l’intégrité structurelle et minimiser le déplacement. Des exemples impressionnants peuvent être vus dans la Tokyo Skytree East Tower au Japon, l’aéroport Sabiha Gökçen à Istanbul, en Turquie; le centre médical Tan Tzu à Tai Chung, Taiwan; la Tour de Shanghai à Shanghai, Chine; et le Museum of New Zealand Te Papa à Wellington, Nouvelle-Zélande.

Alors que certains ingénieurs affirment que l’isolation de la base sismique offre la protection la plus efficace contre les tremblements de terre, la technique est moins fréquemment utilisé aux États-Unis, même en Californie, qui a subi les effets néfastes des tremblements de terre au cours des dernières décennies. Selon la troisième prévision uniforme de la rupture du tremblement de terre en Californie, ou UCERF3, chaque région de Californie connaîtra une magnitude de 6,7 ou plus (M≥6,7) tremblement de terre dans les trois prochaines décennies.

Vue aérienne d'Apple Park.  Le bâtiment en forme d'anneau de quatre étages est suspendu à 692 soucoupes en acier inoxydable.Vue aérienne d’Apple Park. Le bâtiment en forme d’anneau de quatre étages est suspendu à 692 soucoupes en acier inoxydable.Arne Müseler via www.arne-mueseler

Il n’est pas surprenant que le regretté Steve Jobs ait adopté la technologie de la résilience lorsqu’il aurait cherché l’inspiration dans le design japonais et incorporé l’isolement sismique dans le campus Apple Park de 5 milliards de dollars d’Apple à Cupertino, une ville de la Silicon Valley en Californie.. Le bâtiment en forme d’anneau de quatre étages est suspendu à 692 soucoupes en acier inoxydable, ce qui en fait un exemple stellaire d’isolation de base sismique conçue pour diffuser les effets de l’activité sismique, comme les secousses.

Chaque isolateur de base mesure environ sept pieds de diamètre et pèse environ 15 000 lb. Indéniablement conçu avec la continuité des activités à l’esprit, Apple Park se déplacera jusqu’à 1,4 mètre horizontalement lors d’un événement sismique.

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