Le vent #4 – Rugosité de terrain

Cet article fait partie d’une série de texte sur le vent. Les trois premiers sont accessibles ici:

• Le vent #1 – Principe physique et mesure de son intensité
• Le vent #2 – Organigramme du calcul
• Le vent #3 – Vitesse du vent v_b

Qu’est-ce que la rugosité de terrain ?

La rugosité de terrain est une caractéristique de l’état de surface du terrain. Elle dépend des obstacles présents au sol avec leur hauteur variée et leur densité.

Ainsi, la présence d’obstacles tels que des constructions ou de la végétation perturbera l’écoulement et conduira à des vitesses de vent faible. Inversement, en zone dégagée (exemple : bord de mer), rien ne freinera le vent et sa vitesse sera plus élevée. De la même manière, un bâtiment de grande hauteur sera moins sensible à l’effet des obstacles au sol.

La rugosité du terrain entourant le projet a doncune influence déterminante sur les vitesses et les pressions impactant la construction.

Cela est traduit dans l’EN 1991-1-4 par le coefficient de rugosité c_r(z).

Coefficient de rugosité c_r(z) 

Le coefficient de rugosité tient compte de la variabilité de la vitesse du vent sur le site du projet en fonction de :

• La hauteur du bâtiment au-dessus du niveau du sol (z)
• La rugosité du terrain en amont de la construction dans la direction du vent considérée (k_r)

Dans l’atmosphère, le profil de vitesse du vent étant logarithmique, le coefficient de rugosité suit la formule :

Le facteur de terrain k_r est calculé suivant la formule :

Les valeurs z₀ et z_min dépendent de la catégorie de terrain.

Catégories de terrain 

Dans l’annexe nationale française, les catégories de terrain définies sont différentes de celles données dans l’Eurocode :

Détermination de la catégorie de terrain

Dans l’annexe nationale française, le rayon R à considérer autour de la construction pour déterminer la ou les catégories de terrainest donnée par la formule :

Ensuite pour chacune des faces, on considère un secteur de 90° (+/-45°par apport à la normale). Dans ce secteur, la catégorie de terrain retenue devra être représentative sur un secteur d’au moins 30°. Si plusieurs catégories de terrain sont représentées, il faudra prendre celle avec le plus petit z₀.

Pour chacune des faces d’un bâtiment, il peut y avoir une catégorie de terrain spécifique. Un bâtiment a donc la possibilité d’avoir plusieurs catégories de terrain.

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Laëtitia Molina, ingénieur de recherche – CTICM