Deux bâtiments élancés voisins ne se comportent pas comme deux structures isolées. Le sillage d'amont, fortement turbulent et chargé en tourbillons cohérents de von Kármán, peut amplifier de 30 à 80 % la réponse cross-wind de l'aval — ou au contraire le protéger partiellement selon la géométrie. L'effet, connu sous le nom de buffeting d'interférence, dépend principalement du rapport s/D entre l'écartement s et la dimension D du bâtiment, et de la position angulaire β. Les chartes empiriques de Vickery-Davenport (1972), de Bailey-Kwok (1985, BLWTL) et de Hui-Yip (2013, HK Univ.) permettent d'évaluer un facteur d'interférence IF appliqué en correction de la réponse calculée pour bâtiment isolé. Très commun en revue urbaine dense (La Défense, City of London, Manhattan, Hong Kong, Shanghai), souvent négligé en avant-projet.
Mécanismes physiques. Deux phénomènes principaux concurrents :
① Buffeting de sillage : la tour amont génère un sillage chargé de tourbillons cohérents de von Kármán à fVS = St·U/D. Si cette fréquence est proche de la fréquence propre de la tour aval (fVS ≈ f1), résonance forcée → amplification.
② Effet d'obstacle / shielding : la tour amont réduit la vitesse moyenne incidente sur l'aval (drag déficit). Réduction de la composante along-wind, mais augmentation simultanée de la turbulence transverse.
③ Effet venturi (β ≠ 0) : si l'aval est latéralement décalé, l'écoulement entre les deux tours s'accélère → force transverse accrue sur l'aval.
Formule pratique — tandem (β = 0). Pour deux tours carrées identiques en disposition tandem, l'amplification cross-wind est maximale entre s/D = 2 et 6 :
IFtandem(s/D) ≈ 1 + A · exp(−(ln(s/D) − ln(s/D)peak)² / σ²)
avec A ≈ 0,6 (sections carrées), (s/D)peak ≈ 3-4, σ ≈ 0,5
Maximum typique : IF ≈ 1,6 pour s/D ≈ 3,5 (Bailey & Kwok 1985)
Effet de l'angle β. L'amplification décroît rapidement quand l'aval sort de l'axe du vent. Au-delà de β ≈ 12°, IF retrouve sa valeur isolée. Cependant entre β = 6° et 12°, on entre dans la zone tandem oblique où le sillage frappe l'aval en biais : ratio s/D effectif modifié.
Cross-wind force de base (isolée). Modèle simplifié de Vickery-Basu (1983) pour vortex shedding :
Fcross,iso = ½·ρ·U²·B·H · CL,rms · √[π/(4·ξ)]·R(f1/fVS)
avec CL,rms ≈ 0,12 pour cylindre, 0,18 pour carré
R = fonction de résonance, max à f1/fVS ≈ 1 (lock-in)
Force interférée. Fcross,interf = IF · Fcross,iso
Cas d'école et retours d'expérience.
① La Défense (Paris) : tours en quinconce serré, prise en compte par soufflerie CSTB obligatoire pour H > 100 m.
② Petronas Twin Towers (KL, 1998) : design symétrique avec skybridge pour minimiser les effets différentiels.
③ HK Hong Kong : zonage urbain très dense, accord obligatoire sur effets d'interférence pour permis de construire.
④ Marina Bay Sands (Singapour) : trois tours quasi-tandem orientées au vent dominant ; refroidisseur par "venturi" entre les tours.
⑤ One World Trade Center / 30 Hudson Yards (NY) : essai en soufflerie sur quartier entier (RWDI).
Référentiels. ASCE 7 §27.5 reconnaît l'effet mais ne fournit pas de formule explicite (renvoi à soufflerie). EN 1991-1-4 ne traite pas spécifiquement l'interférence (à inclure dans cscd par essai ou expertise). AIJ-2004 (Japon) : formules tabulées tandem et side-by-side. ISO 4354-2009 §5.5 : approche probabiliste.
Limites du modèle. Sections carrées identiques en plan, hauteurs comparables, terrain de rugosité homogène. Formule empirique calibrée sur soufflerie ASCE 7. Pour contexte urbain réel (terrain bâti complexe, hauteurs variées, angles multiples) : essais en soufflerie à couche limite atmosphérique sur quartier complet (CSTB Nantes, RWDI Toronto, BMT Fluid Mechanics, BLWTL), méthode HFFB (High Frequency Force Balance) + PIV pour caractériser les sillages.