Le vent #5 – Orographie

Cet article fait partie d’une série de texte sur le vent. Les articles déjà parus, 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
• Le vent #4 – Rugosité de terrain

Qu’est-ce que l’orographie?

L’orographie est l’étude, la description et la présentation cartographique du relief, et particulièrement du relief montagneux.

Ainsi, sur une colline ou au voisinage d’un sommet, le vent est perturbé par cet obstacle naturel et cela est pris en compte à travers le coefficient d’orographie.

Coefficient d’orographie

Le coefficient d’orographie, noté c_o, permet de prendre en compte une accélération de la vitesse du vent sur la structure due à une orographie spécifique.

Dans le cadre de l’Eurocode, sont pris en considération deux types d’orographies :

• Orographie dispersée : chaine de montagne (exemple Massif Central) ;
• Orographie localisée : collines, falaises (exemple Étretat).

Dans ce cas, on parle d’orographie en terrain complexe. Le coefficient d’orographie intervient dans la formule du calcul de la vitesse moyenne et aussi dans la formule de turbulence du vent (voir fiche Le vent #6 – Intensité de turbulence du vent). En terrain normal, ce coefficient est pris égal à 1.

Détermination du coefficient d’orographie

Deux procédures sont mises en place dans l’Annexe nationale française pour la détermination du coefficient d’orographie en fonction de la variété et de la complexité des reliefs du terrain sur le site de construction.

Procédure 1 :

Cette procédure est adaptée pour une orographie constituée d’obstacles de hauteur et de forme variées (orographie dispersée).

Une altitude moyenne A_m est calculée après avoir déterminé les altitudes des points situés aux quatre directions cardinales à 500 m puis à 1000 m du site de construction.

Ensuite est calculée une altitude relative ∆A_c qui est la différence entre l’altitude du site A_site et l’altitude moyenne calculée préalablement.

Le coefficient d’orographie c_o en terrain complexe est défini par :

z étant la hauteur locale au-dessus du sol.

Limites :

Dans les cas où c_o < 1,0 on gardera c_o = 1,0

Dans les cas où c_o > 1,15 le coefficient d’orographie devra être calculé au moyen d’une étude spécifique par modélisation numérique ou en soufflerie.

Procédure 2 :

Cette procédure est adaptée pour une orographie constituée d’obstacles bien individualisés (orographie localisée).

Les formes à distinguer sont :

• Collines en chaîne ;
• Falaises et escarpements ;
• Collines isolées.

Les collines en chaîne et les falaises ou escarpements ont une grande longueur perpendiculairement au vent, égale à au moins 10 fois la hauteur de l’obstacle orographique. Au contraire, les collines isolées ont une longueur limitée par comparaison à leur hauteur, de sorte que le vent peut les contourner latéralement, et pas seulement verticalement ; dans ce cas, la survitesse est moindre au franchissement de la crête.

Le calcul prend en considération la pente du versant au vent de l’obstacle (longueur du versant au vent et hauteur de l’obstacle). L’augmentation la plus importante de la vitesse du vent se produit à proximité du sommet du versant.

Étant donnée la complexité de la procédure, elle n’est pas détaillée dans cette fiche mais le lecteur est invité à consulter l’Annexe nationale française si besoin.

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Laëtitia Molina, ingénieur de recherche – CTICM