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Quelle résistance au vent pour nos bâtiments et matériaux ?

Les agressions climatiques font parties des facteurs qui soumettent les bâtiments à de fortes contraintes physiques, notamment par la puissance des vents. Les tempêtes hivernales ou tropicales sont souvent génératrices de dégâts plus ou moins importants. L’ouragan Irma qui s’est abattu sur les îles de Saint-Martin et de Saint-Barthélemy a dévasté 95% du territoire, comprenant des constructions solides. Même si ce cas est extrême, il indique un point de vigilance particulièrement important sur la résistance au vent des structures des bâtiments et des matériaux qui les enveloppent.

Une approche fondée sur de l’expérimentation

Il est pourtant possible d’évaluer le comportement de ces structures et matériaux au vent. Cette approche se mène généralement par des essais physiques ou de fatigues directement sur une structure conçue grandeur nature ou sur les matériaux et matériels la recouvrant.
Pour pouvoir produire des essais climatiques à l’air, il est important de savoir quels sont les types de vents dans un environnement possible. Il en existe 2 grands types :

– Les vents à écoulement laminaire : les vents sont constants dans leur direction
– Les vents à écoulement turbulents : les vents sont variables dans leurs directions

Le mur Air Eau Vent pour une échelle micro

Pour l’analyse de la résistance au vent des matériaux, notamment ceux issus de l’enveloppe du bâtiment, les essais se réalisent sur un banc AEV (Air, Eau, Vent). Les matériels sont apposés sur un mur vertical relié à un dispositif de soufflerie et d’un réservoir d’eau. A partir de là sont lancés des essais de pression et de dépression au vent, de trois natures.
– Les essais de pression statique qui permettent d’exercer une force constante sur le produit testé. Cette méthode est souvent utilisée pour les fenêtres, les portes, les tabliers de volets, pour des pressions allant jusqu’à 9000 Pa, soit plus de 400 km/h
– Les essais de fatigue par pression positive et négative sont des cycles inversant les efforts soufflants et les efforts aspirants. Cette approche peut être utilisée pour faire de la simulation de rafales.
– Les essais de fatigue par pression positive progressive consistent en une montée en intensité graduelle d’un effort soufflant. Par pallier, la pression positive monte en intensité au fur et à mesure de l’essai. Cette méthodologie est notamment utilisée pour les enveloppes métalliques, telles que les bardages.


De nombreux laboratoires proposent ce type d’essais en France. Mais selon les dimensions des matériaux et l’intensité de l’effort a exercé, tous ne pourront pas répondre aux exigences. A titre d’exemple, le laboratoire d’Elancourt de Ginger CEBTP dispose d’un mur AEV de 8 mètres de hauteur, et autant en largeur, soit 64 m² de surface, allant jusqu’à une pression de 9 000 Pa (environ 420 km/h).

Banc AEV de Ginger CEBTP à Elancourt

La soufflerie climatique pour l’échelle macro

L’essai au banc AEV permet de pratiquer uniquement des essais de vent à écoulement laminaire, sur une approche matériels et matériaux. Pour simuler des vents turbulents à une échelle macro pour notamment tester les structures, il faudra s’orienter vers des essais en soufflerie climatique. Cet appareillage offre l’avantage de pouvoir faire des mesures en vents turbulents modérés ou forts sur les toitures et les bâtiments. En plus des ouvrages, cet appareillage peut étudier le comportement au des engins en mouvements (trains, voitures, télécabines).

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