Actions des vents cycloniques sur les constructions en Guadeloupe et en Martinique

Le ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires, en collaboration avec des experts et organismes compétents, a élaboré le Guide d’application des exigences réglementaires : prise en compte du risque de vents cycloniques dans la conception et la construction des bâtiments en Guadeloupe et en Martinique [1] afin de renforcer la résistance des bâtiments face aux vents cycloniques en Guadeloupe et en Martinique. Ce guide précise les exigences réglementaires du décret 2023-1087 [2] et de l’arrêté du 5 juillet 2024 [3] pour la prise en compte du risque de vents cyclonique dans la conception et la construction des bâtiments dans ces territoires

Mise en application

Les dispositions de l’arrêté du 5 juillet 2024 [3] sont entrées en vigueur le 1^er janvier 2025.

Par dérogation, ces dispositions entreront en vigueur au 1^er janvier 2026 en ce qui concerne les éléments non structuraux de type « menuiseries » des bâtiments, quelle que soit leur catégorie d’importance, et en ce qui concerne les bâtiments d’habitations individuelles et assimilés appartenant à la catégorie d’importance II.

Domaine d’application du guide d’application

Le guide s’applique aux bâtiments situés en Guadeloupe et en Martinique, qu’ils soient neufs ou existants, sous certaines conditions :

• Bâtiments neufs : ceux soumis à un permis de construire ou une déclaration préalable de travaux.
• Bâtiments existants : lorsqu’ils font l’objet de modifications structurelles (article R.111-22 du code de l’urbanisme) importantes, comme :
  • Extension ou surélévation augmentant la surface de plancher de plus de 20 %.
  • Suppression de plus de 30 % d’un plancher existant.
  • Suppression de plus de 20 % du contreventement vertical.
  • Ajout d’éléments non structuraux susceptibles de fragiliser le bâtiment.

Les constructions sont classées en quatre catégories selon leur importance et leur exposition aux risques cycloniques dont une définition succincte est donnée ci-après :

Catégorie I : Tous les bâtiments non visés par les autres catégories, incluant les bâtiments industriels courants.

Catégorie II : Habitations individuelles et établissements recevant du public (4^e et 5^e catégorie).

Catégorie III : Établissements scolaires, établissements recevant du public (1^re, 2^e et 3^e catégorie).

Catégorie IV : Infrastructures critiques (hôpitaux, secours, réseaux d’énergie, refuges).

Ces catégories d’importance sont analogues à celles prévues par la réglementation parasismique pour les bâtiments à risque normal. Le guide établit les catégories de bâtiments et précise la vitesse de référence du vent à appliquer dans chaque cas.

Calcul de la charge de vent cyclonique

Vitesse de référence du vent

La vitesse de référence du vent à utiliser varie en fonction de la période de retour retenue qui dépend elle-même de la catégorie d’importance de la construction, voir le Tableau 1.

La période de retour à utiliser dans le calcul est donc fixée à 25 ans pour les bâtiments courants, 50 ans pour les habitations et ERP, et 100 ans pour les infrastructures stratégiques.

L’annexe nationale de l’EN 1991-1-4 [4] donne des valeurs de base de la vitesse de référence du vent basée sur une période de retour de 50 ans. Cette vitesse de référence est une vitesse moyenne sur 10 minutes indépendamment de la direction du vent et de la période de l’année à une hauteur de 10 m au-dessus du sol en terrain de type « rase campagne ».

Les valeurs données dans l’arrêté pour une période de retour de 50 ans sont comparées aux vitesses de vent prévues par l’annexe nationale de la NF EN 1991-1-4 pour les mêmes lieux (voir Tableau 2).

On note que l’application de l’arrêté induit une augmentation de 6 à 10% de la vitesse du vent par rapport à l’application de l’annexe nationale de l’EN 1991-1-4 [4], pour les bâtiments « courants » (catégorie II ou III). Attention, cela induit une augmentation de 11 à 20% de la pression dynamique pour les mêmes constructions, du fait de l’élévation au carré de la vitesse dans le calcul de la pression.

Pression du vent sur les bâtiments

Le guide [1] définit trois méthodes pour évaluer la pression dynamique du vent sur les bâtiments :

• Méthode 1 : Utilisation des cartes de coefficients d’exposition disponibles sur le site Géorisques, permettant une prise en compte affinée de la topographie locale et des conditions spécifiques à chaque zone.
• Méthode 2 : Calcul standard basé sur l’Eurocode NF EN 1991-1-4, qui fournit un cadre normatif permettant de garantir une résistance adaptée aux différentes typologies de constructions.
• Méthodes avancées : Essais en soufflerie ou simulations numériques, requis pour les bâtiments présentant des caractéristiques particulières nécessitant une évaluation plus précise des effets du vent.

Exigences pour les structures et les éléments non structuraux (ENS)

Structures

Cas général

Les bâtiments doivent être dimensionnés en respectant des critères garantissant leur résistance face aux contraintes climatiques :

• État limite ultime (ELU) : afin d’assurer la résistance suffisante du bâtiment en cas de vent cyclonique
• État limite ultime (ELS) : afin de permettre une exploitation normale sans déformation excessive.

Les assemblages sont des points critiques dans la résistance des bâtiments aux cyclones. Dans le cas d’une conception paracyclonique, on s’intéresse aux assemblages qui permettent de transmettre les charges de vent de l’enveloppe jusqu’aux fondations. Un renforcement spécifique des ancrages est imposé pour garantir une meilleure stabilité de l’ouvrage, notamment au niveau des charpentes et des connexions entre les différents éléments du bâti. Ce renforcement est obtenu en majorant l’effort appliqué à certains assemblages structuraux par un coefficient de sur-résistance g_SR = 1,5.

Auvents et varangues

Dans le cas d’un auvent solidaire de la toiture du bâtiment, la charpente, la couverture, les éléments porteurs et les fondations sont soumis aux mêmes exigences que celles imposées au bâtiment auquel l’auvent est adossé.

Éléments non structuraux (ENS)

Cas général

Les ENS d’enveloppe sont dimensionnés à l’état limite ultime (ELU) sous combinaisons en prenant l’action du vent de référence comme action variable dominante et cela sous des charges de vent identiques à celles appliquées à la structure.

• Cas des couvertures : les ENS doivent également être dimensionnés à l’état Limite de Service afin de respecter une limite de déformation.
• Cas des fenêtres, les ENS d’enveloppe doivent également justifier d’une résistance aux chocs.

Les ENS rapportés couvert par le domaine d’application doivent rester fixés à leur support pour éviter de devenir un projectile.

Pour les ENS rapportés comme pour les ENS d’enveloppe, les fixations sont soumises à l’application du coefficient de sur-résistance g_SR.

Fenêtre, protection et renfort

Le système composé des fenêtres et de ses éventuelles protections et renforts doit résister à une charge de vent définie comme la pression nette sur la paroi P_net (deux méthodes de calcul : Méthode 1 : calcul de la pression par assimilation à la pression P3 au sens du DTU 36.5 et Méthode 2 : calcul de la pression par assimilation à la pression aérodynamique de la NFEN 1991-1-4) non pondérée et non combinée à d’autres charges. Le système doit également résister aux chocs.

Auvents et varangues

Cette partie concerne les éléments non structuraux d’un auvent : la couverture et les éventuels ENS rapportés (brise-soleil, panneau solaire, etc.) qui composent l’auvent. La méthode de calcul des charges de vent est identique à celle s’appliquant à la structure de l’auvent.

Exigences pour les bâtiments de catégorie IV

Les bâtiments de catégorie IV, tels que les hôpitaux ou les centres de secours, doivent répondre à des exigences supplémentaires pour assurer la continuité de leur fonctionnement en cas de cyclone. Les détails de ces exigences doivent être définis dans les documents particuliers du marché, en fonction du type de bâtiment et de ses besoins spécifiques.

Références

[1]     Guide d’application des exigences réglementaires : prise en compte du risque de vents cycloniques dans la conception et la construction des bâtiments en Guadeloupe et en Martinique – DHUP et CSTB – juillet 2024. Guide d’application des exigences réglementaires en Martinique et Guadeloupe

[2]     Décret n° 2023-1087 du 23 novembre 2023 relatif à la prise en compte du risque de vents cycloniques dans la conception et la construction des bâtiments exposés à ce risque. Légifrance

[3]     Arrêté du 5 juillet 2024 relatif à la classification et à la prise en compte du risque de vents cycloniques dans la conception et la construction des bâtiments situés en Guadeloupe et en Martinique. Légifrance

[4]     NF EN 1991-1-4/NA : Eurocode 1 – Actions sur les structures. Partie 1-4 : Actions générales – Actions du vent. Annexe nationale à la NF EN 1991-1-4 AFNOR. Mars 2008 (y compris les amendements A1, A2 et A3).

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Laetitia Molina, cheffe de service certification, CTICM