Par Lee Johnson, mis à jour le 24 mars 2022
Toutes les structures extérieures doivent être conçues pour résister aux forces du vent. Même si les principes physiques fondamentaux sont simples, la conception dans le monde réel nécessite un examen attentif de nombreuses variables. Pour obtenir les résultats les plus précis, la plupart des professionnels s’appuient sur un logiciel spécialisé ou sur un calculateur en ligne intégrant tous les facteurs pertinents. Cependant, une estimation rapide et approximative peut être obtenue avec une formule de base.
Une charge de vent est la force que le vent exerce sur une surface, exprimée soit en force totale (Newtons), soit en pression (Pascals). En pratique, le vent peut imposer trois forces distinctes sur une structure :soulèvement (soulèvement des toitures), cisaillement (pression horizontale pouvant faire basculer un bâtiment), et latérale charge (large « poussée » pouvant déplacer une structure de ses fondations). Ce guide se concentre sur les charges latérales, qui constituent la cible la plus courante des codes du bâtiment.
La relation fondamentale entre la vitesse et la force du vent est :
Fw = ½ ρ v² A
où :
ρ =densité de l'air (≈1,2kg/m³ au niveau de la mer et 15°C, mais varie selon l'altitude et la température),
v =vitesse du vent (m/s),
A =surface projetée exposée au vent (m²).
La division par zone donne la pression du vent :
p = ½ ρ v²
Lors de la conception, la vitesse du vent la plus élevée, généralement dérivée des tableaux de codes locaux, est utilisée pour garantir la sécurité dans des conditions extrêmes.
Pour les surfaces non planes, la force du vent est modérée par le coefficient de traînée de la forme (Cd ). L'équation modifiée devient :
Fw = ½ ρ v² Cd A
Valeurs typiques :plaque plate≈1,0 ; colonne cylindrique≈0,67 ; structures irrégulières≈0,8–1,2. Les tableaux standards de l'ASCE7 ou de l'Eurocode1 fournissent des coefficients pour les géométries les plus courantes.
En raison de ces complexités, il est préférable d’utiliser un calcul simple pour le dimensionnement préliminaire. Pour la conception finale, consultez le code pertinent (par exemple, ASCE7, Eurocode1) et envisagez une étude en soufflerie ou une analyse CFD si la structure est très irrégulière.
Pour une estimation rapide en ligne, essayez notre Calculateur de charge de vent qui intègre des données sur la densité, la hauteur, la forme et la vitesse du vent local.
Crédit image :GrashAlex/iStock/GettyImages