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Mémoire Licence
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²
ET DE LA RECHERCHE
N° d’ordre : N°PFE/LP-1099/2014
Promotion : 2015
Jury de soutenance
Président : Dr. PINDRA Nadjim Docteur en Science Mécanique
Directeur : Dr. AMEY Kossi Bollanigni Docteur Ingénieur Génie Civil
Membres : Ing. AMOUSSOU Komla Ingénieur Génie Civil
Ing. NAYO Ezoba Ingénieur Génie Civil
Analyse des paramètres du vent sur les ouvrages de génie civil selon l’Eurocode5 et les
règles NV65 : cas d’un bâtiment scolaire dans les différents région-vents du Togo
RESUME
La présente étude a pour but de déterminer par simulation un coefficient de déduction
des effets du vent suivant le règlement Eurocode 5 applicable à un ouvrage de génie
civil à partir des règles et paramètres NV 65 déjà définis au Togo. Ceci, eu égard à
l’absence des paramètres locaux relatif à la norme Eurocode 5 au Togo.
DEDICACES
Je dédie ce travail.
REMERCIEMENTS
RESUME .................................................................................................................... II
DEDICACE ................................................................................................................ III
REMERCIEMENTS ................................................................................................... V
INTRODUCTION .........................................................................................................3
REGLES .............................................................................................................. 37
française ............................................................................................. 39
Tableau 2-5 : Définition des zones par département en région française ................. 40
Tableau 3-7 : Coefficients de site applicables aux pressions de base en France ...... 86
France................................................................................................. 86
en France) ........................................................................................ 97
en France......................................................................................... 98
Tableau 3-15 : Synthèse des paramètres l’évaluation des pressions sur les différentes
Tableau 3-16 : Synthèse de l’évaluation des pressions dynamiques sur les différentes
Tableau 3-18 : Résultats des pressions dynamiques de calcul du vent déduites pour
Figure 1-2 : Carte région-vent des directions dominantes du vent au Togo ............. 19
Figure 2-10 : Effet d’orientation des ouvrages pour une meilleure stabilité .......... .... 33
française ............................................................................................. 54
Figure 2-30 : Décomposition de faces des parois inclinées à un versant ............. .... 64
Figure 2-31 : Décomposition de faces des parois inclinées à deux versants........ .... 65
Figure 3-1 : Dénomination des faces du bâtiment du projet soumis au vent ................
à versants plans..................................................................................... 74
Figure 3-2 : Diagrammes des actions extérieures du vent sur le bâtiment scolaire ... 76
Figure 3-3 : Schéma montrant la perméabilité des parois verticales du bâtiment ...... 79
Figure 3-4 : Diagrammes des actions intérieures du vent sur le bâtiment scolaire ... 80
Figure 3-5 : Diagrammes de l’effet du vent sur les parois du bâtiment scolaire......... 82
Figure 3-6 : Diagrammes arrêtés de l’effet du vent sur les parois du bâtiment
scolaire .............................................................................................. 83
Figure 3-7 : Diagrammes des actions extérieures du vent sur bâtiment scolaire....... 95
Figure 3-8: Diagrammes arrêtés de l’effet du vent sur les parois du bâtiment
δ : Coefficient de dimension
BA : Béton Armé
Ce : Coefficient de pression pour les actions extérieures du vent sur les parois
Ci : Coefficient de pression pour les actions intérieures du vent sur les parois
Co : Coefficient orographie
Cpe,1 : coefficients de pression extérieure pour une surface étudiée inférieure à 1m²
10m²
Cr : Coefficient de rugosité
Cs : Coefficient de saison
CM : Construction Métallique
E : Est
e : Constante
g : Intensité de la pesanteur
K : Coefficient résultant
Kd : Coefficient de dimension
KH : Coefficient de hauteur
Kl : Coefficient de turbulence
Km : Coefficient de masque
Kr : Facteur de terrain
KS : Coefficient de site
L : Longueur
NE : Nord-est
S : Sud
SE : Sud-est
SW : Sud-ouest
V : Vitesse du vent
W : ouest
ze : altitude de référence
INTRODUCTION
INTRODUCTION
La durabilité dans le temps, la stabilité et la sécurité ainsi que l'économie recherchée
dans le dimensionnement des ouvrages de génie civil constituent un ensemble de
fonctions qui amène à une réflexion très poussée, les ingénieurs dans leur rôle de
conception des structures. Ainsi, le bon dimensionnement de toute ou partie d'une
structure nécessite une bonne prise en compte des charges, qu'elle est appelée à
supporter durant sa vie. Il existe trois catégories de charges classées en fonction de
leur probabilité d'occurrence et de leur variation d'intensité dans le temps. Il s'agit :
Cependant la prise en compte des charges variables notamment celle des actions
climatiques et plus spécialement celle du vent dans le dimensionnement des
structures, surtout légères, invite à beaucoup de réflexion en raison de son caractère
difficilement maitrisable par rapport à la prise en compte des charges mortes qui, au
contraire parait plus aisée. Ainsi la simulation des résultats serait donc de règles dans
le dimensionnement surtout dans nos pays où la normalisation a encore du plomb
dans les ailes.
La présente étude vise à faire une analyse des différents résultats issus de l’application
des deux types de règlements sur chacun des sites aussi bien au TOGO qu’en
FRANCE d’une part, et par similitude, déduire de cette analyse, les coefficients
d’application des effets du vent selon l'EUROCODE 5 sur un ouvrage de génie civil au
TOGO d’autre part.
Pour atteindre les objectifs fixés dans la présente étude nous avons procédé de la
façon suivante :
- une analyse et application des paramètres du vent sur les constructions au TOGO
- une analyse et application des paramètres du vent selon NV65 sur un site français
- une simulation par déduction des paramètres du vent selon l’Eurocode 5 pour le cas
Revue bibliographique ;
Cadre de l’étude et méthodes d’application des règles ;
Analyse et interprétations des résultats ;
CHAPITRE 1:
REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
Chapitre 1
1- REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
1-1 GENERALITES SUR LE VENT
Le vent est défini comme de l'air en mouvement. De manière générale, le vent souffle
depuis les hautes vers les basses pressions. La direction et la force du vent dépendent
donc des différences de pression atmosphérique. Mais sa direction est beaucoup plus
influencée par la force de Coriolis. Ainsi donc, en atmosphère libre, les vents suivent
une direction tangente aux isobares. Et plus les isobares sont serrées, plus le vent est
fort, le coefficient de proportionnalité variant avec la latitude. Au voisinage du sol, l'effet
de friction tend à diminuer la force du vent et à modifier sa direction en l'orientant vers
les basses pressions.
Les mouvements d'air sont également conditionnés par une différence d'échauffement
existant entre deux zones de l'atmosphère. Le phénomène s'observe tant à l'échelle
des continents qu'à celle d'une région. Au cours d'une belle journée, la température de
l'eau à la surface des lacs varie peu avec l'ensoleillement alors que celle de la terre
évolue fortement, au contraire. L'air réchauffé au-dessus des terres se dilate et s'élève,
provoquant ainsi un flux qui va du large vers la côte. Durant la nuit, c'est le phénomène
inverse qui se produit : La terre se refroidit et cette fois, l'air "plus lourd" tend à
descendre des reliefs côtiers pour s'écouler vers le large. Cette situation forme une
boucle sur une épaisseur de quelques centaines de mètres.
Les vents peuvent aussi provenir des orages. Celles-ci se développent surtout à
proximité d'un front froid ou lorsque l'atmosphère est instable. Le phénomène est
assez complexe et se produit dans les fameux nuages de type "cumulonimbus".
Faciles à reconnaître de loin, grâce à leur forme d'enclume, ces nuages connaissent
une activité intense : les mouvements verticaux y atteignent facilement les 100 Km/h.
Ainsi, les températures et la force du vent synoptique joueront ils un rôle important,
tout comme la forme et la hauteur des reliefs.
Les actions relatives au vent varient en fonction du temps. L’action du vent est donc
considérée comme variable et fixe (effet dynamique et effet statique). L’action du vent
s’exerce sous forme de pression, produisant des efforts perpendiculaires aux surfaces.
Pour des parois de grande surface, des forces de frottement non négligeables peuvent
se développer tangentiellement à la surface. Les pressions engendrées par le vent
s’appliquent directement sur les parois extérieures des constructions fermées, mais du
fait de la porosité de ces parois, elles agissent aussi sur les parois intérieures.
Pour la plupart des constructions, l’action du vent peut être considérée comme
statique. La prise en compte des effets dynamiques auxquels sont soumises certaines
structures n’est pas abordée dans ce document. En effet, Le calcul de l'action du vent
est relativement complexe et le présent document ne fera qu'aborder certains Points
relatifs aux constructions classiques (bâtiments de forme rectangulaire). Sauf
spécification contraire, il convient de classer les actions du vent comme des actions
fixes variables.
Les pressions du vent engendrées sur les constructions dépendent en premier lieu de
la vitesse du vent. On définit ainsi la valeur de base de la vitesse de référence comme
la vitesse moyenne du vent observée sur une période de 10 minutes avec une
probabilité de dépassement de 0,02 par an à une hauteur de 10 m au-dessus d’un
terrain plat. La région de la construction, mais aussi la rugosité du terrain aux alentours
ou encore le relief (orographie) à l'échelle du kilomètre autour de la construction sont
des facteurs importants pour évaluer la vitesse du vent. Ensuite, les répartitions de
pressions résultantes de la vitesse du vent, dépendent de la nature de la construction
(forme dans le plan, position par rapport au sol, forme de la toiture, répartition des
ouvertures).
Les règles NV65 fixent les valeurs des charges de la neige et du vent et permettent
d’évaluer les efforts correspondant agissant sur la structure d’une construction.
Rédigées en 1965, elles ont fait l’objet d’annexes, de révisions, d’addenda en 1967,
1970, 1975, 1976, 1985 (carte neige), 1996 (carte neige), 1999 (carte vent) et 2000
(Accumulation de la neige). Les modifications n°2 et 3 des règles NV65 sont une
approche d'harmonisation de ces différents textes aussi bien au niveau du zonage du
territoire français et des DOM-TOM pour les actions de la neige et du vent qu'à celui
de la prise en compte des phénomènes d'accumulation de la neige sur les toitures.
Rappelons enfin que les Eurocodes, documents d'application nationale DAN, ne sont
applicables que s’il y est fait explicitement référence :
Jusqu'en 1944, les règlements officiels français fixaient une pression uniforme du vent
sur les constructions quelle que soient leur forme, leur hauteur ou leur situation. Ces
règlements n’envisageaient pas l'existence des dépressions. Ils traduisaient ainsi très
incorrectement les effets réels du vent sur les bâtiments et structures, et conduisaient
à une sécurité insuffisante ou excessive suivant les cas. A la demande du Ministère
de la Reconstruction, une Commission fut créée pour établir un règlement tenant
compte des données scientifiques et statistiques connues à l'époque. Ainsi les Règles
NV46 furent rédigées d'après ces renseignements incomplets, pour répondre au souci
de mettre rapidement entre les mains des constructeurs un document leur permettant
de faire face, sans gaspillage de matériaux et avec sécurité, à la tâche de la
reconstruction. Ces règles furent révisées à la suite d'une enquête lancée auprès des
utilisateurs en février 1956. Cette enquête ne signala aucune lacune grave et montra
que pendant dix ans l'application des Règles n’avaient jamais donné lieu à de réelles
difficultés tout en ayant conduit à des économies appréciables.
Une nouvelle Commission de rédaction fut alors créée avec un certain nombre d'idées
directrices :
• pression dynamique à 10 m ;
• loi moyenne de variation avec la hauteur ;
• classement en régions ;
• coefficients mesurés au tunnel dans un courant de vitesse uniforme.
Bien que ces Règles constituent un progrès par rapport aux précédentes, la
Commission considère qu'il convient d'intensifier les recherches météorologiques et
aérodynamiques, de procéder à des essais directs sur des structures réelles et de
développer les liaisons internationales afin de disposer d'éléments plus complets et
plus certains en vue d'une future révision.
Les présentes Règles ont pour objet de fixer les valeurs des charges climatiques
(neige et vent) et de donner les méthodes d'évaluation des efforts correspondants sur
l'ensemble d'une construction ou sur ses différentes parties. Les Règles doivent
conduire de façon relativement simple à des résultats se rapprochant des effets réels
des charges climatiques sur les constructions.
Au point de vue aérodynamique, les Règles utilisent les résultats les plus récents des
recherches entreprises tant en France qu'ailleurs. Elles tiennent compte notamment
de faits généraux bien confirmés tel que :
Au point de vue aérologique, les règles tentent de traduire les effets de phénomènes
connus tels que :
La vérification dans les deux hypothèses envisagées par les règles est indispensable
en raison du caractère aléatoire des valeurs adoptées pour les charges climatiques et
du mode d'action de ces charges.
Les Eurocodes sont des normes récentes traitant l’ensemble des applications liées à
la construction. Normes européennes de conception et de calcul, elles font référence
à la conception de structure de bâtiments. Les Eurocodes les plus utilsées sont :
- l’eurocode 5 " calcul des structures en bois " concerne surtout les entreprises de
charpente et est relatif au dimensionnement des pièces en structure bois ;
- l’Eurocode 1 est la norme permettant de déterminer les actions sur les ouvrages
(bâtiments, pylônes, tours,) ;
Les Eurocodes rédigés par le CEN (Comité européen de normalisation), sont en passe
de devenir la référence en matière de normes de conception dans le secteur de la
construction et de l’ingénierie civile. Ces normes européennes sont au nombre de dix,
chacune déclinée en plusieurs parties. Les Eurocodes ont été initialement créés pour
les ingénieurs afin d’être pris en compte lors de la conception et des calculs des
bâtiments et de tout autre type de structure. Ils couvrent les aspects géotechniques, le
calcul de la résistance au feu ainsi que les situations particulières telles que les
tremblements de terre, les actions des diverses phases d’exécution, les structures
temporaires, etc. Les Eurocodes ne concernent pas uniquement les ingénieurs : ils
jouent également un rôle important pour les autres acteurs du cycle de la construction
à savoir :
les producteurs et fournisseurs : pour bénéficier du label CE, leurs produits doivent
être conformes aux normes européennes, lesquelles se réfèrent aux Eurocodes.
De plus, ces intervenants sont en contact avec des clients eux-mêmes soumis aux
Eurocodes ;
les entrepreneurs : les dispositions constructives sont reprises dans les Eurocodes;
le lien entre ingénieurs et entrepreneurs, ils doivent disposer de connaissances de
base en matière d’Eurocodes.
Outre leur adoption prochaine dans la majorité des pays de l’Union européenne, les
Eurocodes bénéficient d’une vaste campagne de sensibilisation qui porte également
ses fruits dans certains pays situés hors Europe. Cet ensemble de normes
structurelles, reconnu comme le mieux intégré du secteur, peut être appliqué dans
n’importe quelle région du monde. Par ailleurs, de nombreux pays ont adapté leurs
normes nationales aux normes européennes. Les Eurocodes reflètent donc une
volonté de changement.
La plupart des parties des Eurocodes coexistent déjà avec les dispositions de normes
nationales actuelles, mais théoriquement, cette coexistence doit durer trois ans au
maximum. Durant cette période, les Eurocodes peuvent être utilisés parallèlement aux
normes nationales.
Afin de prendre en compte les différences entre les États membres, notamment en
termes de spécificités géographiques, climatiques et constructives, les Eurocodes
laissent une certaine marge de manœuvre propre aux pays, sous la forme de «
paramètres nationaux » (NDP). Chaque État membre peut définir ces paramètres dans
l’Annexe nationale, laquelle complète le document Eurocode à proprement parler. Les
Eurocodes en fournissent certaines valeurs et procédures recommandées pour
chaque paramètre national. Les États membres sont encouragés à ne pas s’éloigner
de ces valeurs.
Une Annexe nationale n’est pas nécessairement requise lorsqu’une partie d’un
Eurocode ne propose pas de paramètres NDP ou lorsqu’elle n’est pas pertinente pour
un État membre (p. ex. Calculs sismiques). En résumé, les organismes nationaux de
normalisation publieront les Eurocodes conjointement aux Annexes nationales à
utiliser dans le pays visé. Les articles autorisant un choix au niveau national figurent
dans la préface de chaque partie d’Eurocode.
Le principal objectif des Eurocodes est de favoriser les échanges entre les pays
européens et d'harmoniser les méthodes de calculs des structures. Le statut de
normes européennes (EN) des Eurocodes les relie avec toutes les directives de
Conseil et/ ou décisions de la Commission traitant de normes européennes comme la
directive du Conseil 89/106 CEE sur les produits de la construction. Cette directive
concerne le marquage CE. Pour être vendus en Europe, tous les produits de
construction doivent obligatoirement être munis du marquage CE attestant de leur
conformité aux spécifications techniques imposées par la directive. L’industriel qui ne
s’y conforme pas risque le retrait de ses produits du marché européen ; les dérives et
les abus peuvent avoir des conséquences sur le plan pénal. Dans le domaine des
produits de construction, les exigences essentielles visent à garantir que les ouvrages
auxquels ces produits sont intégrés, à condition que ces ouvrages soient
convenablement conçus et construits, répondent à des prescriptions de sécurité, de
résistance, de protection de l'environnement et d'économie d'énergie. Contrairement
aux autres directives, les exigences essentielles portent sur les ouvrages et non sur
les produits, d'où le recours à des textes de transposition (les Eurocodes par exemple)
pour établir les spécifications techniques détaillées auxquelles les produits devront se
conformer. Les normes européennes de calcul des structures sont regroupées dans
10 Eurocodes (la plupart sont maintenant achevées, mais seulement certains sont
effectivement utilisés par les bureaux d'études depuis quelques années).
les valeurs et/ou des classes là où des alternatives figurent dans l’Eurocode, Par
exemple des valeurs de flèches admissibles ;
Chaque Eurocode est référencé par un numéro de norme européenne (EN), par
exemple en 1995 pour l’eurocode5, en 1998 pour l’eurocode8. En effet,1998 ne
représente pas l’année de validation de la norme. Lorsque l’année de Publication de
l’Eurocode est ajoutée, elle est précisée à la fin de l’indice, Séparée de celle-ci par un
double-point ou des parenthèses : EN 1995-1-1 : 2005 (Eurocode5 publié en 2005).
Les Eurocode sont généralement constitués de plusieurs parties. Ils sont référencés
par un numéro composé.
Les règles Eurocode5 sont utilisées dans la conception et le calcul des structures en
bois. Toutefois on fera appel à certains paramètres utilisés dans la partie 1.4 de l’EN
1991 et dans l'Annexe Nationale associée.
1- 2 ETUDES ANTERIEURES
Les paramètres du vent au Togo sont déterminés par Amey (2005, 2009). Pour cette
étude, Amey a procédé à l’analyse statique des données issues des neuf (9) stations
météorologiques du Togo à savoir les vitesses et directions, l’hygrométrie et la
pression atmosphérique. Il ressort de son travail, les résultats donnés par les tableaux
1-1 à 1-3 et les figures 1-1 et 1-2.
Tableau 1-1 : Vitesses (Vo en m/s) et pressions dynamiques (Wo en daN/m 2) de base
du vent en fonction des temps de récurrence au Togo (Amey K. B., 2005).
Temps de
N° récurrence REGION-VENTS
(ans) I II III IV V VI
Figure 1-1: Cartographie des vitesses et pressions dynamiques de base du vent sur
le territoire togolais (Amey K. B., 2009).
Tableau 1-2: Coefficients de site des région-vents du Togo (Amey K. B., 2009).
REGION-VENTS
N° Type de site
I II III IV V VI
ZONES
Paramètres
I II III IV V VI VII VIII IX X
En degré
220
140
280
180
220
180
280
100
220
180
240
80
80
80
40
40
En points
cardinaux
SSW
SW
SW
SW
NE
NE
SE
W
W
S
E
S
E
Figure 1-2: Carte région-vent des directions dominantes du vent au Togo (Amey K.B.,
2009).
CHAPITRE 2 :
CADRE DE L’ETUDE ET METHODES
D’APPLICATION DES REGLES
BURKINA
GHANA BENIN
O. A
a) Le relief
Peu accidenté, le relief togolais présente une vaste plaine alluviale traversée par une
chaîne de montagnes.
La chaîne de montagnes
C’est une succession de massifs qui s’étendent depuis le Sud-ouest du Ghana
(Akpapin) jusqu’au Nord-est du Bénin (Atakora). Elle prend les plaines alluviales en
écharpe dans sa partie centrale sur 400 km environ. Elle reçoit le nom de Monts du
Togo. D’aspect lourd et compact, cette chaîne présente quelques individualités.
- Les monts Kabyè et Défalé : Ils s’étendent de Kara à Kanté, avec une altitude
moyenne comprise entre 400 et 800 m, ces chaînes sont dissymétriques et séparées
par des failles ;
- Le massif de Tchaoudjo : Il est situé entre Sokodé et Bafilo, ce massif est dominé par
le mont Alédjo qui culmine à 850 m. C’est un château d’eau pour les grands fleuves
togolais (Mono, Kara, Mô) ;
- Les monts Malfakassa, Fazao et Barba-Bassar : Ils sont situés à l’Ouest de Sokodé
et Blitta, ils dominent la plaine occidentale (plaine du Mô) ;
- Le mont Agou : Il est le plus haut sommet du Togo avec 986 m d’altidute, il est isolé
et domine les plaines environnantes.
- La plaine de l’Oti ou du Nord : C’est une plaine monotone de basse altitude (200m),
elle est drainée par le fleuve Oti et ses affluents. C’est une plaine d’inondation dominée
par le plateau de Dapaong ;
- La plaine du Mono ou du Sud : Elle est la plus vaste plaine du Togo et se compose
de deux unités morphologiques séparées par une ligne reliant Tsévié à Kouvé. Au
Nord de cette ligne s’étend une pénéplaine très vallonnée jusqu’à la latitude de
Sokodé. La partie méridionale est une zone sédimentaire recouverte de sable argileux
ou de terre de barre large de 30 à 50 km. Elle est marécageuse par endroits dans les
vallées de Zio, du Haho et du Mono ;
- La plaine du Mô : C’est la plus petite plaine du Togo, elle est enclavée par la muraille
de Fazao et s’ouvre beaucoup plus sur le Ghana.
b) Le climat
Du fait de sa situation dans la zone intertropicale, le Togo jouit d’un climat chaud et
peu arrosé. Il connait au Nord un climat tropical soudanien et au Sud un climat tropical
guinéen. Mais à l’intérieur de chaque type, on observe des microclimats.
- la saison sèche : Août (petite saison sèche) et de Novembre à Février (grande saison
sèche).
L’amplitude thermique est faible. Ce climat est marqué par une pluviométrie faible et
une saison sèche assez longue (5 mois à Lomé) ; ce qui dénote d’une anomalie
climatique.
Les microclimats
Ils sont dus à l’orographie car la carte climatique montre que les régions montagneuses
sont plus arrosées et plus fraîches. Les montagnes abaissent les températures et
élèvent les précipitations. Exemple: Alédjo (climat soudanien) enregistre des
températures extrêmes de 28°C et 20°C avec des précipitations à 1600 mm. Notsè et
Kloto situés à la même latitude ne jouissent pas des mêmes conditions climatiques
avec respectivement 1200 mm et 1600 mm de pluie/an.
La figure 2-3 donne la carte climatique du Togo.
c) La végétation
Le Togo est un pays essentiellement couvert de savanes. Ce couvert végétal résulte
des actions conjuguées de l’hydrologie, de la pédologie, du climat et de l’homme. Ainsi,
on distingue plusieurs types de végétation.
La savane boisée plus fournie s’étend dans la plaine du Mono, du Nord de Notsè au
pied du massif de Tchaoudjo en raison de fortes précipitations. Les formations
forestières sont celles des monts du Togo surtout dans le Sud-Ouest où elles sont plus
fournies et permanentes. On y rencontre des espèces suivants : l’acajou, l’iroko, le
colatier.
Dans le Nord-est, elles deviennent plus claires : c’est la savane herbeuse dans les
massifs Kabyè où la pression démographique est très forte. Le long des cours d’eau
se développe un type de végétation dénommé la forêt-galerie qui bénéficie de
l’humidité des cours d’eau.
Le bâtiment mesure au total 31,25 m de long et 9,15 m de large, pour une hauteur de
3,20 m sur ses façades principale et secondaire, contre 5,35 m sur ses façades
latérales de droite et de gauche en murs pignons (voir figures 2-5 à 2-10).
Dans le cadre de la présente étude, l’orientation du bâtiment est celle exposant les
parois avec ouvertures ‘’au vent’’.
Figure 2-10: Effet de l’orientation des ouvrages pour une meilleure stabilité (Amey K.
B., 2009).
Les différentes façades du bâtiment sont présentées par les figures 2-8 et 2-9.
suivant les règles NV65 issue des travaux antérieurs notamment sur un bâtiment scolaire ;
- une analyse et application des paramètres du vent selon NV65 sur un site français ;
- une simulation par déduction des paramètres du vent selon l’Eurocode 5 pour le cas
- la vitesse extrême (correspondante à la pression dynamique extrême) qui est la plus grande
vitesse instantanée à laquelle la construction peut être soumise durant sa vie.
Les tableaux 2-1 et 2-2 donnent les différentes valeurs de la vitesse du vent dans les
différentes régions en France et au Togo
Tableau 2-1 : Détermination des vitesses (m /s) de base du vent pour une altitude inférieure
à 1 000 m en régions françaises (Règles NV65, 2000)
REGION-VENTS I II III IV V
Tableau 2-2: Vitesses (Vo en m/s) de base du vent au Togo pour une période de récurrence
de 100 ans (Amey K. B., 2005 ; 2009).
REGION-VENTS I II III IV V VI
Par convention, les pressions dynamiques de base normales et extrêmes sont celles qui
s'exercent à une hauteur de 10 m au-dessus du sol pour un site normal sur un élément dont
la plus grande dimension est égale à 0,50 m sans effet de masque.
Le rapport entre la pression extrême et la pression normale est de 1,75. Elle se traduit par la
relation : We=1,75 Wc
Le tableau 2-3 et 2-4 donnent respectivement les résultats obtenus pour la détermination des
pressions dynamiques en France et au Togo.
Tableau 2-3 : Détermination des pressions dynamiques de base (daN /m²) du vent pour une
Tableau 2-4: Pressions dynamiques (Wo en daN/m2) de base du vent au Togo pour une
période de récurrence de 100 ans (Amey K. B., 2005 ; 2009).
REGION-VENTS I II III IV V VI
Le tableau 2-5 donne le découpage des zones par départements en région française.
Tableau 2-5 : Définition des zones par département en région française (Règles NV65, 2000).
Zone Départements
1 Côte-d'Or (*), Doubs, Jura, Loire, Bas-Rhin (*), Haut-Rhin, Rhône, HauteSaône,
Saône-et-Loire, Vosges, Territoire-de-Belfort Guyane
du sol et sont dénommées q10. A une hauteur H au-dessus du sol la pression devient wH ou
En fonction du site, les pressions de base normales et extrêmes doivent être pondérées par
un coefficient de site ks.
Le tableau 2-6 donne les valeurs du coefficient de site sur les sites français.
Zones
Type de site
Zone 1 Zone 2 Zone Zone 4 Zone 5
site protégé 0,80 0,80 0,80 0,80 (1)
site normal 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
site exposé 1,35 1,30 1,25 1,20 1,20
(1) La notion de site protégée n’est pas prise en compte dans cette zone
La réduction par effet de masque doit être prise en compte avec prudence, le masquage d'une
construction par une autre pouvant, au contraire, conduire à une augmentation de la vitesse
du vent par effet de sillage. Sur la figure 2-14 est montrée les différents cas possibles d’un
bâtiment abrité par une construction voisine à celui-ci.
k = kH x ks x km x kd (2.3)
Wr = k.Wo (2.4)
Le paramètre o, donné par la figure 2-16, est déterminé par le biais des coefficients de lecture
(a) ou (b) qui se calcule à partir de la hauteur H et de la longueur a ou la largeur b
du bâtiment:
H H
a= ou b= . (2.5)
a b
Pour les constructions éloignées du sol le coefficient o est remplacé par les coefficients e ou
h en fonction de l’éloignement de la construction par rapport au sol.
o Parois au vent :
Ce = + 0,8 (quel que soit o) (2.6)
h
Figure 2-17 : Versants plans. Coefficient Ce pour f ≤ 2 (Règles NV65, 2000).
4
Figure 2-18 : Versants plans. Coefficient Ce pour 5 h ≤ f ≤ h (Règles NV65, 2000).
4
Si h ≤ f ≤ h : Ce est lu sur le diagramme de la figure (2-19) en fonction de l’angle
5
de pente α et est indépendant de o
h 4
Si ˂ f ˂ h : Ce est déterminé par interpolation linéaire en fonction du
2 5
f
rapport h
entre les deux cas précédents.
4
Figure 2-19 : Versants plans. Coefficients Ce pour 5 h ≤ f ≤ h (Vent parallèle
Les parois du bâtiment de notre projet ne sont pas étanches. Les volumes intérieurs sont
alors soumis à des pressions ou des dépressions intérieures caractérisées par le coefficient
de pression intérieur ci (ci > 0 pour une surpression, ci < 0 pour une dépression).
La valeur du coefficient Ci est fonction :
— du coefficient o de la construction ;
— de la perméabilité μ des parois.
Pour une paroi donnée, la perméabilité μ (en %) est définie comme le rapport entre la somme
des surfaces ouvertes (Sv) de la paroi et la surface totale (Sp) de la paroi. Ainsi :
Sv
μ= (2-8)
Sp
Le tableau 2-7 donne les valeurs de perméabilité des différents types de paroi.
Etanche 0%
Fermé < 5%
Partiellement ouverte 5% à 35%
Ouverte >35%
La figure 2-20 donne les valeurs de coefficients intérieurs pour une construction comportant
une paroi ouverte.
Pour les constructions ouvertes comportant une paroi ouverte figure (2-20)
On applique
Cas de la paroi ouverte au vent
o Sur les parois de perméabilité μ ≤ 5%, une suppression
Ci = +0,8 indépendante de o (2.9)
o Sur les parois de perméabilité μ ≥ 35%, une dépression
Ci = -0,6(1,3o -0,8) (2.10)
Cas de la paroi ouverte sous le vent
o Sur les parois de perméabilité μ ≤ 5%, une dépression
Pour les constructions comportant deux parois opposées ouvertes (figure 2-21)
Les parois ouvertes ont une perméabilité μ ≥ 35% et les autres une perméabilité μ ≤ 5%
y compris la toiture.
Avec :
C= Ce - Ci (2.19)
Avec :
Les coefficients Ce et Ci sont affectés du signe + s’ils représentent des pressions et du signe
– s’ils représentent des dépressions. La différence Ce – Ci est algébrique. L’action résultante
sur la paroi est une pression si elle est positive et une dépression si elle est négative.
We=1,75Wc (2.21)
Selon la position de la facette recevant le vent, la pression sera plus ou moins importante.
Ainsi nous allons considéré dans le cadre de notre étude les positions suivantes :
La décomposition se fera en fonction du rapport h/b. Les différents cas possibles de cette
décomposition sont donnés par le tableau 2-8.
Tableau 2-8 : Décomposition de pression (qp ) pour les parois verticales (face au vent)
1-
2-
3-
h = hauteur du pignon
b = la largeur de la face recevant le vent
Position verticale des facettes ne recevant pas le vent : faces sous le vent ;(figure 2-22)
Une seule pression sera calculée (pas de décomposition en tranches des faces) :
Figure 2-22 : Décomposition de pression (qp ) pour les parois verticales (faces sous le vent)
Par « direction de vent », on entend la direction d'où vient le vent. Par convention, cette
direction est repérée par l'angle qu'elle forme avec le Nord, croissant de 0° à 360° dans le
sens des aiguilles d'une montre. La direction du vent est à considérer à plusieurs titres. En
premier lieu, les grandes vitesses de vent sont observées plus fréquemment dans certains
secteurs de directions (deux secteurs de direction) sont à identifier ; le coefficient de direction
en rend compte en autorisant une réduction lorsque le vent vient d'une direction où la
probabilité d'occurrence de vents forts est moindre. D'autre part l'orographie et la rugosité du
terrain varient en général avec la direction du vent. Enfin, les coefficients de pression ou de
force dépendent de la direction du vent par rapport à la construction. Pour le calcul des actions
du vent, quelques directions de vent seulement seront considérées ; par exemple les
directions normales aux façades dans le cas des bâtiments.
En effet, le coefficient de direction Cdir permet de minorer jusqu’à 30% la vitesse du vent.
Cette minoration est fonction de l’emplacement de l’ouvrage. Le tableau 2-9 et la figure 2-24
donne les valeurs du coefficient de direction en région française.
Secteur 1 Secteur 2
ZONES
direction Cdir direction Cdir
La valeur du coefficient de saison Cseason est donnée à la figure 2-25 selon la zone
géographique. Les règles recommandent que lorsque la durée de la situation de projet
considérée n'est pas entièrement incluse dans la période avril à septembre, on retient
Cseason = 1
Sai1 0,8 1
Sai2 0,8 1
Cependant il est important de rappeler que, les ouvrages de Génie Civil ont généralement
une durée de vie supérieure à 1an. Dans ce cas, la prise en compte du coefficient Cseason ne
se justifie pas (Cseason = 1).
Le tableau 2-11 donne les valeurs des longueurs de rugosité et du facteur de terrain en région
française.
Le coefficient de rugosité Cr(z) tient compte de l’état de surface du site ainsi que de la
hauteur, au-dessus du sol de la facette recevant le vent. Elle est donnée par la formule :
𝑍𝑒
Cr(z) = Kr. ln Pour Zmin ≤ Ze ≤ Zmax = 200 (2.24)
Z0
Z0
kr =0,19x ( ) 0,07 Soit (2.26a)
Z0,II
Z0
kr =0,19x ( ) 0,07 (2.26b)
0,05
Le coefficient orographique Co(z) est déterminé pour ajuster la vitesse du vent en fonction des
obstacles aux alentours de l’ouvrage. En effet, ces obstacles peuvent avoir un effet
d’accélération. Le tableau 2-12 donne les valeurs du coefficient orographique en région
française.
0 Cas général 1
1 Obstacles de hauteurs et de forme varié Se reporter à l’Eurocode1
2 Obstacles bien individualisés (falaises, collines …) Se reporter à l’Eurocode1
Procédure Coefficient Kl
σv = Vb x Kr x Kl (2.28)
σv Kl
Iv(z) = )= Pour Zmin ≤ Z ≤ Zmax (2.29)
Vm(Z) C0(Z).ln(Z/Z0)
Pour une vitesse Vm d’un fluide de masse volumique, Bernoulli défini la pression de cet
élément sur une paroi telle que :
1
P= x ρ x Vm 2 (2.31)
20
Le règlement a adapté cette loi dans le cas d’un fluide (ou plutôt l’air) n’ayant pas une
vitesse constante. L’effet de la turbulence de ce vent, observé à une hauteur (Z), amène
une pression supplémentaire qui est estimée être 7 fois plus importante :
1
∆ P = (7 x Iv(Z)) x x ρ x Vm 2 (2.32)
2g
Ainsi, par addition des constatations ci-dessus, on retient la formule de pression suivante:
1
qP(Ze) = [1+ 7xIv(Z)] x x ρ x Vm2 (Z) (2.33)
2g
Avec :
ρ= masse volumique de l’air prise égale à 1,225 Kg/m3 en France (quelque soit le taux
d’humidité).
On calculera la constante :
Figure 2-27 : Décomposition des faces des parois verticales (Benoît Y. et al, 2008)
Une fois localisé l’élément calculé (zone A, B, C, D ou E), on extrapolera la valeur de Cpe
à partir du tableau 2-14
Tableau 2-14 : Détermination des coefficients extérieurs : cas des parois verticales
Zone A B C D E
h/d ↓ cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1
5 -1,2 -1,4 -0,8 -1,1 -0,5 -0,5 +0,8 +1,0 -0,7 -0,7
1 -1,2 -1,4 -0,8 -1,1 -0,5 -0,5 +0,8 +1,0 -0,5 -0,5
≤ 0,25 -1,2 -1,4 -0,8 -1,1 -0,5 -0,5 +0,8 +1,0 -0,3 -0,3
Remarque :
- pour les autres rapports h/d, faire une interpolation linéaire.
- Valeur de Cpe à retenir :
Cpe = Cpe,1-(Cpe,1- Cpe,10) x log10 (A) si 1m² < S < 10m² (2.35b)
Figure 2-28 : Décomposition des faces des parois horizontales (toitures terrasses)
(Benoît Y. et al, 2008)
Zone→ F G H I
Type de toiture↓ cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1
hp/h =0,025
-1,6 -2,2 -1,1 -1,8 -0,7 -1,2 +0,2 +0,2
hp/h=0,1
-1,2 -1,8 -0,8 -1,4 -0,7 -1,2 +0,2 +0,2
Décomposition des faces des parois inclinées à 1 versant (voir figure 2-29 et 2-3
Figure 2-29 : Décomposition des faces des parois inclinées à 1 versant (toitures mono-pente)
Tableau 2-16 : Détermination des coefficients de pression extérieurs : cas des parois inclinées
à 1 versant (toitures mono-pente)
Zone→ F G H F G H
Angle↓ cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1
-1,7 -2,5 -1,2 -2,0 -0,6 -1,2 -2,3 -2,5 -1,3 -2,0 -0,8 -1,2
5°
-0,0 -0,0 -0,0 -0,0 -0,0 -0,0 -2,3 -2,5 -1,3 -2,0 -0,8 -1,2
-0,9 -2,0 -0,8 -1,5 -0,3 -0,3 -2,5 -2,8 -1,3 -2,0 -0,9 -1,2
15°
+0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 -2,5 -2,8 -1,3 -2,0 -0,9 -1,2
-0,5 -1,5 -0,5 -1,5 -0,2 -0,2 -1,1 -2,3 -0,8 -1,5 -0,8 -0,8
30°
+0,7 +0,7 +0,7 +0,7 +0,4 +0,4 -1,1 -2,3 -0,8 -1,5 -0,8 -0,8
-0,0 -0,0 -0,0 -0,0 -0,0 -0,0 -0,6 -1,3 -0,5 -0,5 -0,7 -0,7
45°
+0,7 +0,7 +0,7 +0,7 +0,6 +0,6 -0,6 -1,3 -0,5 -0,5 -0,7 -0,7
60° +0,7 +0,7 +0,7 +0,7 +0,7 +0,7 -0,5 -1,0 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5
75° +0,8 +0,8 +0,8 +0,8 +0,8 +0,8 -0,5 -1,0 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5
Figure 2-30 : Décomposition des faces des parois inclinées à 1 versant (toitures mono-pente)
(Benoît Y. et al, 2008)
Angle↓ cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1
5° -2,1 -2,6 -2,1 -2,4 -1,8 -2,0 -0,6 -1,2 -0,5 -0,5
15° -2,4 -2,9 -1,6 -2,4 -1,9 -2,5 -0,8 -1,2 -0,7 -1,2
30° -2,1 -2,9 -1,3 -2,0 -1,5 -2,0 -1,0 -1,3 -0,8 -1,2
45° -1,5 -2,4 -1,3 -2,0 -1,4 -2,0 -1,0 -1,3 -0,9 -1,2
60° -1,2 -2,0 -1,3 -2,0 -1,2 -2,0 -1,0 -1,3 -0,7 -1,2
75° -1,2 -2,0 -1,3 -2,0 -1,2 -2,0 -1,0 -1,3 -0,5 -0,5
Décomposition des faces pour les Parois inclinées à 2 versants (voir figure 2-31)
Figure 2-31 : Décomposition des faces des parois inclinées à 2 versants (toitures bi-pente)
(Benoît Y. et al, 2008)
Tableau 2-18a : détermination des coefficients de pression extérieurs : cas des parois
Direction du vent : Ө = 0°
Zone→ F G H I J
Pente↓ cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1
-45° -0,6 -0,6 -0,6 -0,6 -0,8 -0,8 -0,7 -0,7 -1,0 -1,5
-30° -1,1 -2,0 -0,8 -1,5 -0,8 -0,8 -0,6 -0,6 -0,8 -1,4
-15° -2,5 -2,8 -1,3 -2,0 -0,9 -1,2 -0,5 -0,5 -0,7 -1,2
-2,3 -2,5 -1,2 -2,0 -0,8 -1,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2
-5°
-2,3 -2,5 -1,2 -2,0 -0,8 -1,2 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6
-1,7 -2,5 -1,2 -2,0 -0,6 -1,2 -0,6 -0,6 +0,2 +0,2
5°
+0,0 +0,0 +0,0 +0,0 +0,0 +0,0 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6
-0,9 -2,0 -0,8 -1,5 -0,3 -0,3 -0,4 -0,4 -1,0 -1,5
15°
+0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,0 +0,0 +0,0 +0,0
-0,5 -1,5 -0,5 -1,5 -0,2 -0,2 -0,4 -0,4 -0,5 -0,5
30°
+0,7 +0,7 +0,7 +0,7 +0,4 +0,4 -0,0 +0,0 -0,0 -0,0
-0,0 -0,0 -0,0 -0,0 -0,0 -0,0 -0,2 -0,2 -0,3 -0,3
45°
+0,7 +0,7 +0,7 +0,7 +0,6 +0,6 +0,0 +0,0 +0,0 +0,0
60° +0,7 +0,7 +0,7 +0,7 +0,7 +0,7 -0,2 -0,2 -0,3 -0,3
75° +0,8 +0,8 +0,8 +0,8 +0,8 +0,8 -0,2 -0,2 -0,3 -0,3
Tableau 2-18b : Détermination des coefficients de pression extérieurs : cas des parois
inclinées à 2 versants (toitures bi-pente)
Zone→ F G H I
Remarque : pour les autres cas de parois, se reporter à l’eurocode1 (exemple : toitures à 4
pans, avec sheds, voûtes et dômes, cheminées …).
2-2-3-4 Extraction des coefficients de pression intérieure : Cpi pour les différents
sens du vent
Selon la position des ouvertures sur l’ouvrage, le vent peut s’engouffrer plus ou moins à
l’intérieur et créer des surpressions intérieures importantes (ou dépressions).
On s’attachera ici au cas où la somme des aires des ouvertures sur chacune des faces est
inférieure à 30 % de l’aire de la face considérée, et que le bâtiment ne possède pas de
face dominante (face où l’air peut s’engouffrer beaucoup plus facilement que sur les autres
faces).
On compte ici comme ouvertures les surfaces susceptibles de rester ouvertes lors de
grands vents.
On appelle face dominante, la façade (ou le pignon) de l’ouvrage qui possède une surface
d’ouvertures au moins égal au double de la surface des ouvertures des autres faces
réunies.
μ = perméabilité
d = profondeur du
bâtiment
h = hauteur du
bâtiment
Remarque :
Pour les bâtiments courants, la perméabilité est généralement comprise entre 0,01 % et
0,1 %.
Remarque : Cpe est le coefficient de pression extérieure au droit des ouvertures de la face
dominante
Pour déduire par similitude les coefficients de corrélation issus de l’application des
paramètres vent suivant les deux règlements, nous avons procédé comme suit :
- Identifier une région française (région île de France) ayant le même coefficient de site que
- Etablir un rapport entre les coefficients de pression issus des résultats d’application des
deux règlements (NV 65 et Eurocode 5) dans cette région sur le bâtiment scolaire
- Etablir un rapport entre les pressions dynamiques issues des résultats d’application des
- déduire à partir du règlement NV 65 les paramètres du vent selon l’Eurocode 5 pour le cas
CNV
kPC = C (2.38)
EU
WCNV
kPWC = WC (2.39)
EU
WcNV 65
WcE5 = (2.40)
kp
Avec : CNV et CEU , les coefficients de pressions issus des deux règlements
kPC et kPWC , les rapports issus respectivement des coefficients et des pressions
CHAPITRE 3 :
RESULTATS, ANALYSES ET
INTERPRETATIONS
3-1 EVALUATION DES ACTIONS DU VENT AU TOGO SELON LES REGLES NV65
L’action du vent sera déterminée dans chacune des six (6) région-vents du Togo.
En considérant une période de récurrence de 100 ans afin de nous placer dans le cas
le plus défavorable, nous obtenons à partir du tableau 1-1 (Amey K. B., 2009), les
valeurs du tableau 2-3.
Dans notre cas, la hauteur du bâtiment est H = 5,35 m. Nous obtenons ainsi :
5,35+18
kh=2,5 X 5,35+60 = 0,893. (3.1)
Son expression est donnée par l’équation (2-3) et il doit être supérieur à 0,66.
Ainsi, pour kh =0,893, ks = 1,35, km=1 et kd = 0,765, nous obtenons:
Ainsi pour k= 0,922, et à partir de l’équation (2-4), les valeurs de Wr sont données
dans le tableau 3-1.
Tableau 3-1: Pressions dynamiques réduites (Wr en daN/m2) du vent au Togo pour
une période de récurrence de 100 ans.
REGION-VENTS I II III IV V VI
Pressions dynamiques
47,27 53,42 57,82 69,97 69,92 103,40
de base (Wo)
Il est déterminé en fonction de l’effet du vent exercé sur chaque paroi extérieure du
bâtiment (voir figure 3-1).
Les valeurs Ce du coefficient de pression sur chaque paroi sont les suivantes :
Le paramètre o est donné par la figure 2-16, par le biais des coefficients de lecture a
ou b.
Les valeurs Ce sont ainsi données par la figure 2-17 en fonction de l’angle d’inclinaison
de la toiture et de l’exposition des parois de la toiture au vent.
Sur la figure 3-2 sont représentées les valeurs ainsi calculées des actions extérieures
du vent sur les différentes parois du bâtiment du projet.
Figure 3-2: Diagramme des actions extérieures du vent sur le bâtiment scolaire.
La paroi (5) est une paroi verticale mais également étanche (µ= 0).
Les parois verticales (1) et (4)
L’étanchéité d’une paroi dépend de la valeur de son coefficient de perméabilité (µ).
(voir équation 2-8 et tableau 2-5)
Le tableau 3-2, donne la classification des parois (1) et (4) du bâtiment scolaire en
fonction de leur perméabilité (µ).
Verticale et
(1) 48,915 100 48,915 > 35 Ouverte
‘’au vent’’
Verticale et
(4) ‘’sous le 56,25 100 56,25 > 35 Ouverte
vent’’
Il ressort des résultats du tableau 3-2, que les parois verticale (1) ‘’au vent’’ et verticale
(4) ‘’sous le vent’’, sont ‘’ouvertes’’.
Les expressions des coefficients de pression intérieures sont données par les
équations 2.13 et 2.14.
On obtient ainsi respectivement avec o= 1 pour les parois (1), (4) et (5) :
Cis1 = Cis4 = Cis5 = + 0,3 pour la surpression. (3.11a)
Cid1 = Cid4 = Cid5 = - 0,3 pour la dépression. (3.11b)
Sur les figures 3-4 sont représentées les valeurs ainsi calculées des actions intérieures
du vent sur les différentes parois du bâtiment du projet.
Figure 3-4a: Diagramme des actions intérieures du vent sur le bâtiment scolaire
(cas des dépressions).
Figure 3-4b: Diagramme des actions intérieures du vent sur le bâtiment scolaire
(cas des surpressions).
Coefficient de Coefficient de
Coefficient
Faces surpression dépression
extérieur (Ce)
(Cs = CeCis) (Cd = CeCid)
NB : Les valeurs de Cis et de Cid sont données par les équations (3.11a, 3.11b et 3.11c).
La valeur du coefficient de pression dynamique de calcul à retenir pour chaque paroi
est la valeur la plus grande entre la dépression et la surpression agissante sur cette
paroi.
Coefficient Coefficient de
Faces max de la face pression
(Cmax) retenu (C)
La figure 3-5 récapitule les valeurs de l’action du vent sur les parois du bâtiment.
Figure 3-5: Diagramme de l’effet du vent sur les parois du bâtiment scolaire.
La figure 3-6 récapitule les valeurs de l’effet du vent arrêté sur les parois du bâtiment.
Figure 3-6: Diagramme arrêté de l’effet du vent sur les parois du bâtiment scolaire.
Tableau 3-5: Pressions dynamiques de calcul et extrême (en daN/m2) du vent au Togo
pour une période de récurrence de 100 ans
REGION-VENTS
Pressions
Parois
dynamiques
I II III IV V VI
Pression dynamique
Pression dynamique
de calcul (Wc) 26,15 29,55 31,99 38,71 38,68 57,20
(2 et 3)
Pression dynamique
extrême (We) 45,76 51,71 55,98 67,74 67,69 100,10
Pression dynamique
de calcul (Wc) 47,94 54,18 58,64 70,96 70,92 104,86
(1 et 4)
Pression dynamique
extrême (We) 83,89 94,81 102,6 124,18 124,1 183,51
Pression dynamique
de calcul (Wc) 34,86 39,40 42,65 51,61 51,58 76,26
(5)
Pression dynamique
extrême (We) 61,01 68,95 74,63 90,31 90,26 133,46
L’action du vent We sera déterminée dans chacune des (5) zones-vents en France.
En considérant les règles de calcul définissant les effets de la neige et vent sur les
constructions, nous obtenons à partir du tableau 2-1, et du tableau 2-3 les valeurs de
la vitesse et de la pression dynamique de base du vent, valeurs les plus élevées dans
les régions françaises.
Tableau 3-6: Pressions dynamiques (Wo en daN/m2) de base du vent en France pour
une altitude inférieure à 1000m (Règles NV65 ; 2000)
normale 50 60 75 90 120
extrême 87,5 105,0 131,0 157,5 210,0
Dans notre projet, la hauteur du bâtiment est H = 5,35 m. Nous obtenons ainsi :
5,35+18
kh = 2,5 X 5,35+60 = 0,893. (3.12)
Tableau 3-8: Coefficient de réduction (k) à appliquer aux pressions de base (France)
REGIONS I II III IV V
Pour les différentes valeurs du coefficient de réduction (k), les valeurs de Wr sont
données dans le tableau 3-9.
REGIONS I II III IV V
Pressions dynamiques
50 60 75 90 120
de base (Wo)
Pressions dynamiques
46,1 53,28 64,05 73,80 98,40
réduite (Wr)
Les valeurs des coefficients de pression extérieures sont identiques à ceux déterminés
précédemment (voir équations 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10).
Ainsi donc, suivant les différentes parois nous retenons :
C5= - 0,8.
Pour les parois obliques :
C = C2 = C3 = - 0,6
REGIONS
Parois Pressions
I II III IV V
Pression dynamique
de base (W 0) 50 60 75 90 120
(1 à 5)
Pression dynamique
réduite (Wr) 46,1 53,28 64,05 73,80 98,40
Pression dynamique
de calcul (Wc) 27,66 31,97 38,43 44,28 59,04
(2 et 3)
Pression dynamique
extrême (We) 48,41 55,94 67,25 77,49 103,3
Pression dynamique
de calcul (Wc) 50,71 58,61 70,46 81,18 108,2
(1 et 4)
Pression dynamique
extrême (We) 88,74 102,6 123,3 142,07 189,4
Pression dynamique
de calcul (Wc) 36,88 42,62 51,24 59,04 78,72
(5)
Pression dynamique
extrême (We) 64,54 74,59 89,67 103,32 137,76
Dans notre cas la zone étudiée est celle de la région île de France : la ville de paris.
Elle n’est fonction que de l’emplacement de l’ouvrage. Notre région fait partie de la
région 2. Ainsi la valeur de la vitesse de base de référence vb,0 donnée par la figure
2-25 est :
v b, 0 = 24 m/s (3.17)
Ce coefficient est obtenu à partir de la figure 2-27 et du tableau 2-7. En effet les
ouvrages de génie civil ont généralement une durée de vie supérieure à un (1) an.
Dans ce cas la prise en compte de ce coefficient ne se justifie pas. Ainsi
cseason = 1 (3.19)
Avec les résultats obtenus ci-dessus (Vb,0 = 24 m/s ; cdir = 1 ; cseason = 1), on a :
Vb = 24 x 1 X 1 = 24 m/s (3.20)
Le coefficient de rugosité cr(z) tient compte de l’état de surface du site ainsi que de
5,35
Cr(z) = 0,19 x ln 0,O5 = 0,89 (3.22)
Avec les résultats obtenus précédemment (Vb = 24 m/s ; Cr(Z) = 0,89 ; CO(Z) =1),
on a :
4,56
Iv(z) = 21,36 = 0,213 (3.27)
Décomposition des faces pour les parois inclinées à 2 versants (toitures bi-
pente)
Figure 3-7: Diagramme des actions extérieures du vent sur le bâtiment scolaire.
en France
Coefficient de Coefficient de
Coefficient
Zones surpression dépression
extérieur (Ce)
(Cs = CeCis) (Cd = CeCid)
l’Eurocode 5 en France
Coefficient Coefficient de
Zones max de la face pression
(Cmax) retenu (C)
NB :
si 0 ≤ C ≤ 0,3 alors C =0,3;
si – 0,3≤ C ≤ 0 alors C =- 0,3.
Tableau 3-13 : Coefficients de pression dynamique de calcul retenu selon les types
Coefficient de
Nature de parois Zones Types de parois pression
retenu (C)
D (1) -0,7
Verticales E (4) - 0,6
A, B (5) - 1,4
Figure 3-8: Diagramme arrêté de l’effet du vent sur les parois du bâtiment scolaire.
Parois
Pressions
(1) (2) (3) (4) (5)
Pressions dynamiques de
69,612 69,612 69,612 69,912 69,612
pointe (qp)(voir formule 3-28)
Les résultats issus de l’application des paramètres du vent suivant les deux types de
règlements (Règlements NV65 et Eurocode5) sur chacun des sites aussi bien au Togo
qu’en France sont présentés dans les tableaux 3-15 et 3-16.
Tableau 3-15 : Synthèse des paramètres de l’évaluation des pressions sur les
différentes parois du bâtiment selon les règles NV65 et Eurocode 5.
Règlements
Coefficient de pression -
dynamique réduite (k) 0,888 - -
Coefficient de pression
extérieure (Ce) + 0,8 - 0,5 0,16
Paroi (1)
Coefficient de pression
-
dynamique réduite (k) 0,888 -
Coefficient de pression
Extérieure (Ce) - 0,33 - 0,18 1,83
Paroi (3)
0,0 + 0,2 0
Coefficient de pression
intérieure (Ci) 0,0 - 0,3 0
Coefficient de pression
de calcul (C) - 0,6 - 0,38 1,58
Coefficient de pression
dynamique réduite (k) 0,888 - -
Coefficient de pression
Extérieure (Ce) - 0,5 - 0,4 1,25
Paroi (4)
Coefficient de pression + 0,3 + 0,2 1,5
intérieure (Ci) - 0,3 - 0,3 1
Coefficient de pression
de calcul (C) + 1,1 - 0,6 1,83
Coefficient de pression
dynamique réduite (k) 0,888 - -
Coefficient de pression
Extérieure (Ce) - 0,5 - 1,2 0,42
Paroi (5)
Coefficient de pression + 0,3 + 0,2 1,5
intérieure (Ci) - 0,3 - 0,3 1
Coefficient de pression
de calcul (C) - 0,8 - 1,4 0,57
Tableau 3-16 : Synthèse de l’évaluation des pressions dynamiques de vent sur les
différentes parois du bâtiment selon les règles NV65 et Eurocode 5
en France.
Règlements
PAROIS PARMETRES
NV 65 EUROCODE 5 kp
(daN/m²)
1,3
Pression extrême W e 55,94 43,855
Pression de base W o 60 69,612 0,86
1 0,5
Coefficients de
0,8
0,36
pression
pression
0,8 0,7 0,4
0,3
0,6 0,5 0,3
Ce Ci C Ce Ci C
Types de coefficients Types de coefficients
NV 65 EUROCODE 5 NV 65 EUROCODE 5
Coefficients de
80 69,61 1
pression
60 58,28
pression
0,8 0,6
60 42,62
0,6 0,5
0,4
40 0,3
0,4 0,2
20 0,2
0
0 0
Ce Ci C Ce Ci C
Types de coefficients Types de coefficients
NV 65 EUROCODE 5 NV 65 EUROCODE 5
e- Paroi (5)
1,4
1,5
1,2
Coefficients de
1 0,8
pression
0,5
0,5 0,3
0,2
0
Ce Ci C
Types de coefficients
NV 65 EUROCODE 5
70 60 58,28 58,61 70 60
Pressions dynamiques
58,28
60 48,73 60
50 50
40 40 31,97
30 25,06
30
20 20
10 0 10 0
0 0
Wo Wr Wc Wo Wr Wc
Types de pressions Types de pressions
NV 65 EUROCODE 5 NV 65 EUROCODE 5
Pressions dynamiques
60
80 69,61 47,77
60 58,28 50
60 40
42,62
40 30
20
20
0 10 0
0 0
Wo Wr Wc Wo Wr Wc
Types de pressions Types de pressions
NV 65 EUROCODE 5 NV 65 EUROCODE 5
e- Paroi (5)
97,46
Pressions dynamiques
100
80 69,61
60 58,28
60
42,62
40
20
0
0
Wo Wr Wc
Types de pressions
NV 65 EUROCODE 5
Le tableau 3-17 donne les valeurs des coefficients de pression ainsi que celles des
pressions dynamiques de base et de calcul suivant les deux types de règlements
(NV 65 et Eurocode 5).
Tableau 3-17 : Rapport (kp) des pressions dynamiques de calcul en France (Règles
NV65 et Eurocode5).
Parois Règlements
NV 65 EUROCODE 5
CNV W CNV CEU W CEU kPC kPWC
Remarque :
CNV Wr NV WCNV
kPC = C ; kWo= W et kPWC = WC
EU o EU EU
Avec : CNV et CEU , les coefficients de pressions issus des deux règlements
kPC et kPWC , les rapports issus respectivement des coefficients et des pressions
Les figures 3-9a et 3-9b donnent la représentation graphique des résultats des
coefficients et pressions dynamiques de calcul du vent sur les (5) cinq parois selon les
deux règlements.
1,4
1,1 1,1
1,2
1 0,8
0,7
0,8 0,6 0,6 0,6
0,6 0,36 0,38
0,4
0,2
0
NV 65 EUROCODE 5
80
58,61 58,61
60 48,73
41,77 42,62
40 31,97 31,97
25,06 26,45
20
0
(1) (2) (3) (4) (5) Parois
NV 65 EUROCODE 5
2 1,83
1,8 1,67
Coefficients de calcul (kpc)
1,57 1,58
1,6
1,4
1,2
1
0,8 0,57
0,6
0,4
0,2
0
(1) (2) (3) (4) (5) Parois
1,4
1,4 1,28
1,2 1,21
1,2
Coefficients de calcul (kpWc)
0,8
0,6 0,44
0,4
0,2
0
(1) (2) (3) (4) (5) Parois
A partir des coefficients kPC et kPWC nous avons déduit les valeurs des pressions de
calcul des différentes régions-vent du Togo (voir tableau 3-18).
REGION-VENTS I II III IV V VI
kpwc 1,21
kpwc 1,28
kpwc 1,21
kpwc 1,4
kpwc 0,44
CONCLUSION ET
RECOMMANDATIONS
Chapitre 2
CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS
Cette étude avait pour but de déterminer par simulation un coefficient de déduction
des effets du vent suivant le règlement Eurocode 5 applicable à un ouvrage de génie
civil au Togo à partir des paramètres NV65, eu égard à l’absence des paramètres
locaux de cette norme au Togo. Pour y parvenir, nous avons analysé les paramètres
du vent issus des travaux antérieurs sur une construction au Togo ainsi qu’en France
selon les deux types de règlement (Règlements NV65 et l’Eurocode 5) ; fait une
application des paramètres du vent selon les règles NV65 sur chacun des deux
différents sites d’une part et une application de ces paramètres selon l’Eurocode 5 sur
un site français après analyse d’autre part ; et enfin, déduit par simulation des résultats,
un coefficient de déduction des effets du vent selon l'Eurocode 5 sur un ouvrage de
génie civil au Togo. A l’issue de cette étude, les résultats ont montré que :
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
[1]- ABDOU M. S. ; 2015 ; «Etude des effets du vent sur les constructions au Tchad:
cas des pressions dynamiques de base et établissements des cartes régions-vent de
la zone Sahélienne.
[3]- AMEY. B. K. ; 2005 ; «Analyse des effets du vent sur les constructions au Togo :
détermination des vitesses et pression dynamique de base»; du J. Rech. Sc. Lomé
(Togo); Série E, 7(1): 25-32.
[4]- AMEY K. B; et MANZI N. M ; 2009 ; «Analyse des directions du vent dans les
différentes régions do Togo: établissement d'une carte région-vent»; Journal de la
recherche scientifique de l'université de Lomé (JRSUL).Série,7(1): pp.27-39.
[5]- AMEY K.B ; 2013 ; «Calcul des structures métalliques soumise aux sollicitations
simples»; note de cours à l'usage des étudiants en Licence professionnelle Génie
Civil, col. FORMATEC, Lomé (Togo), p.117.
[6]- AMEY K.B; 2015 ; «Calcul de structures bois»; note de cours à l'usage des
étudiants en Licence professionnelle Génie Civil, col. FORMATEC, Lomé (Togo).
[7]- BECHIR A. S. A.-W. ; 2015 ; «Etude des effets du vent sur les constructions au
Tchad: cas des pressions dynamiques de base et établissements des cartes régions-
vent de la zone Soudanienne».
[9]- DANVI A. et ZANKPE A. M. ; 2008 ; «Etude des effets du vent sur les
constructions au Bénin : Détermination des pressions dynamiques de base et
établissements des cartes régions vent»; Projet de fin d'étude pour l'obtention du
diplôme d'ingénieur de conception en génie civil.
[12]- KANGNI-DOSSOU k. ; 2012 ; «Etude des effets du vent sur les constructions
au Togo de la période 1999-2010 : cas des stations météorologiques de Lomé-
Aéroport, Atakpamé, Sokodé, Kara et Mango»; projet de fin d'étude pour l'obtention
du diplôme d'ingénieur de conception en génie civil.