Alan JALIL — Directeur technique Structures Arcadis & Enseignant et animateur de formation continue — alan.jalil@estp.fr

Outils BE — Actions du vent

Utilitaires de détermination des actions du vent sur les bâtiments et les structures selon l'Eurocode 1, partie 1-4 (NF EN 1991-1-4) et son Annexe Nationale française. Du climat à l'effort : de la vitesse de référence v_b,0 (carte des régions) à la pression de pointe q_p(z), puis aux pressions sur l'enveloppe (c_pe, c_pi) et aux forces globales F_w = c_scd·c_f·q_p·A_ref.

Convention de sortie

▸ Modules d'action (climat, c_pe, c_pi, F_w) → synthèse N&B des valeurs (q_p, w_e/w_i, F_w).
▸ Modules de vérification (stabilité, fixations, sensibilité dynamique) → verdict feu tricolore : ● VERT η ≤ 0,90 | ● ORANGE 0,90 < η ≤ 1,00 | ● ROUGE η > 1,00.

Référentiel mobilisé

Référence	Domaine
NF EN 1991-1-4 (EC1-1-4) + NA	Actions du vent — régions, terrain, q_p(z)
§7.2 (tableaux 7.1–7.5)	Coefficients de pression extérieure c_pe (murs, toitures)
§7.3 / §7.4	Toitures isolées (auvents), panneaux et clôtures
§7.6 à §7.9	Coefficients de force c_f (éléments structuraux, cylindres)
§6 + Annexe B	Facteur structural c_scd — réponse quasi-statique + résonante
Annexe E	Détachement tourbillonnaire (Strouhal, vitesse critique)

❄ — Neige (EN 1991-1-3)

Charge de neige EN 1991-1-3

L'autre action climatique : s = μ·C_e·C_t·s_k. Charge au sol s_k (zone + altitude, Annexe Nationale), coefficients de forme μ (monopente, deux versants avec/sans accumulation, congère contre obstacle/acrotère §6.2), charge exceptionnelle. Diagramme de répartition.

NF EN 1991-1-3/NA · s_k, μ, accumulation

A — Site & pression de pointe (climat)

Profil d'exposition & pression de pointe

Région de vent (v_b,0) et catégorie de terrain (z_0, z_min) → rugosité c_r(z), vitesse moyenne v_m(z), turbulence I_v(z) et pression de pointe q_p(z) = c_e(z)·q_b — l'action de référence.

§4.2–4.5 · v_b, c_r, I_v, q_p(z)

B — Coefficients de pression sur l'enveloppe

Murs verticaux (bâtiment rectangulaire)

Zones A–E (Tableau 7.1), c_pe,10 / c_pe,1 selon h/d, pression extérieure w_e par face (vent au vent / sous le vent / pignons).

§7.2.2 · zones A–E, c_pe

Toitures-terrasses

Zones F, G, H, I (Tableau 7.2) selon le type de rive (acrotère, arrondi), coefficients de pression c_pe et soulèvement.

§7.2.3 · zones F–I

Toitures à versants (1 et 2 pans)

Zones F/G/H/J/I selon la pente α (Tableaux 7.3a/7.4a, θ=0°), branches succion et pression, soulèvement au faîtage et en rive.

§7.2.4–7.2.5 · α, zones

Pression intérieure & nette

Coefficient de pression intérieure c_pi (face dominante 0,75–0,90·c_pe ou enveloppe +0,2/−0,3, §7.2.9), pression intérieure w_i et pression nette w = w_e − w_i.

§7.2.9 · c_pi, w_net

C — Forces globales & stabilité

Force globale sur le bâtiment

Force d'ensemble F_w = c_scd·c_f·q_p(z_e)·A_ref + frottement ; effort tranchant et moment de renversement en pied.

§5.3 · F_w, V, M

Facteur structural c_scd

Approche détaillée (Annexe B) : fréquence propre n_1, décrément δ, réponse quasi-statique B² et résonante R² → c_scd et sensibilité dynamique.

§6 + Annexe B · B², R², c_scd

Stabilité d'ensemble au vent

Renversement, glissement et soulèvement sous l'action du vent (ELU EQU), comparés au poids stabilisant ; verdict tricolore.

ELU EQU · η renversement

D — Éléments & structures particulières

Auvents : structures ouvertes / fermées

Ouvert (§7.3) : c_f + blocage φ (Tableaux 7.6/7.7). Fermé / partiellement ouvert : net de toiture q_p·(c_pe − c_pi), face dominante (§7.2.9) — aggravation du soulèvement.

§7.3 · §7.2.9 · c_f, c_pi

Panneaux pleins & clôtures

Murs isolés / clôtures : c_p,net par zones A–D (Tableau 7.9, pleinité φ) ; panneaux publicitaires : c_f = 1,8 et excentrement ±0,25·b.

§7.4 · c_p,net, c_f, excentrement

Éléments structuraux (c_f)

Coefficient de force des sections rectangulaire / circulaire (§7.6–7.9), élancement effectif λ et facteur d'extrémité ψ_λ ; traînée f_w et F.

§7.6–7.9 · c_f,0, ψ_λ

Détachement tourbillonnaire

Structures élancées / cheminées : nombre de Strouhal S_t, vitesse critique v_crit, nombre de Scruton (Annexe E) — renvoi au cours pour galop / flottement.

Annexe E · S_t, v_crit, S_c

E — Applications / vérifications locales

Fixations de couverture & bardage

Pression locale de pointe (c_pe,1, zones d'angle et de rive), effort par fixation et vérification des ancrages ; verdict tricolore.

c_pe,1 · η fixation

Extensions & limites

Hypothèses : NA française (4 régions v_b,0 = 22/24/26/28 m/s ; catégories de terrain 0 / II / IIIa / IIIb / IV ; ρ = 1,225 kg/m³ ; k_I = 1,0). Orographie c_o = 1 par défaut (terrain peu accidenté) ; pour un relief marqué (escarpement, colline isolée), appliquer l'Annexe A.3.

Quand ça ne suffit plus : bâtiments élancés sensibles au vent (c_scd > 1, accélérations de confort), instabilités aéroélastiques (galop, flottement, interférence) → modèle dynamique dédié et, le cas échéant, essais en soufflerie.

Modules liés : Vent — dynamique & aéroélasticité (galop, flottement, spectres), Outils BE — Dynamique (accélérations de confort des IGH), Parasismique (action sismique combinée).