Construction paracyclonique

Les effets du vent sur un bâtiment sont principalement mécaniques :

• Pression : force perpendiculaire aux parois d'un bâtiment, lorsque la pression exercée est supérieure à la pression atmosphérique on l'appelle surpression, et dépression dans le cas où cette pression est inférieure à la pression atmosphérique.
• Entrainement : force parallèle aux parois, dans le sens d'écoulement local du vent

Ces forces sont calculées en utilisant les lois de comportement simplifiées de la mécanique des fluides ainsi que les normes en vigueur[2].

• Le calcul des forces locales permet de dimensionner les éléments constituant un bâtiment : façades, murs, couvertures, menuiseries, etc.;
• Le bilan des forces appliquées globalement permet de dimensionner la stabilité générale de la construction : contreventement, soulèvement, basculement, prise au vent, ancrage au sol.

L'ouvrage construit doit alors résister à des efforts de soulèvement (lestage ou ancrage) et horizontaux (contreventement). Cela se traduit principalement par :

• Couverture : resserrement des espaces entre pannes et chevrons, augmentation des fixations des éléments de couverture ;
• Façade et menuiserie : montants et vitrages plus épais ;
• Contreventement : murs de refend répartis régulièrement sur chaque façade ;
• Soulèvement : lestage des poteaux, ancrage de la structure de la toiture dans celle du bâtiment ;
• Prise au vent : éviter les grands débords de toiture, à moins de les lester.

Les vents violents qui accompagnent un cyclone arrachent puis transportent divers débris qui, lorsqu'ils sont assez légers, peuvent se transformer en projectiles mortels (branchage, tôle, planche, palissade, etc.).

Les solutions techniques, fréquemment mises en œuvre, pour résister à ces impacts de débris sont :

• Mur extérieur : réalisation en matériau assez solide, des maçonneries ou des planches en bois sont en général suffisantes ;
• Vitrage des menuiseries : protection par des volets ou utilisation de vitres feuilletées[3].

Des arbres plantés à proximité immédiate d'un bâtiment constituent aussi un risque, le sol détrempé par la pluie associé à un vent violent peuvent déraciner un arbre et le faire tomber sur le bâtiment.

En général, les bâtiments ne sont pas conçus pour résister à l'impact de débris lourd comme un arbre, il suffit de planter les arbres suffisamment loin pour qu'ils soient hors de portée du bâtiment en cas de déracinement.

Contrairement à une pluie normale qui tombe du ciel verticalement ou est inclinée par le vent, une pluie de cyclone est toujours accompagnée de vents violents qui rendent la pluie horizontale et même ascendante.

L'eau, projetée à grande vitesse sur les parois extérieures, a donc tendance à s'infiltrer dans les moindres trous et joints existants.

Les toitures sont bien sûr les premières à être affectées. Les façades, les aérations et les menuiseries le sont aussi, même si ces dernières semblent être à l'abri d'auvents.

Dans un bâtiment, les passages possibles pour l'eau sont quasi infinis et surtout très variés, l'étanchéité à la pluie est la fonction la plus complexe à réaliser. Les solutions techniques principalement mises en œuvre consistent à :

• Utiliser des matériaux peu sensibles à l'eau ;
• Étancher ou imperméabiliser le mieux possible les couvertures et façades ;
• Limiter les passages potentiels d'eau (par exemple éviter les toitures en petits éléments qui multiplient les recouvrements) ;
• Récupérer l'eau et l'évacuer vers l'extérieur lorsque les ouvertures sont nécessaires (aérations, jeux dans les menuiseries, joints de façade, recouvrements entre éléments de couverture, etc.).

Malheureusement, quel que soit le soin mis à sa réalisation, un bâtiment paracyclonique n'est pas un sous-marin, ces solutions ne garantissent pas l'étanchéité parfaite de l'ouvrage face à un cyclone tropical, et un peu d'eau parvient presque toujours à traverser les barrières érigées pour la bloquer.

Bien que n'étant pas des cyclones tropicaux, ces phénomènes peuvent générer des effets analogues à ceux d'un cyclone tropical. Cependant, la violence des vents des tornades (parfois plus de 300 km/h) ne permet pas de construire, à un coût raisonnable, des bâtiments entiers assez solides pour résister au vent extrême et surtout aux impacts de débris. Le préavis d'arrivée et le temps de passage d'une tornade sont aussi beaucoup plus courts que pour un cyclone tropical, quelques dizaines d'heures pour un cyclone et quelques minutes pour une tornade.

Ces phénomènes météo étant très localisés dans le temps et l'espace, il est admis que les ouvrages soient détruits par les vents et que la sécurité et la survie des personnes soient assurées par des abris anti-tornade.

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