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ARCHIVÉ - Votre toit survivra-t-il à une tempête?

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Dans le cadre d’un projet s’inspirant du conte
« Les trois petits cochons », des chercheurs soufflent et soufflent pour abattre des maisons et s’assurer que les demeures des Canadiens résisteront mieux à des vents violents.

Le projet « Trois petits cochons » simule les conséquences de vents dont la violence peut atteindre celle d’un ouragan de catégorie 5 – le maximum atteint par Katrina lors de son passage en 2005.
Le projet « Trois petits cochons » simule les conséquences de vents dont la violence peut atteindre celle d’un ouragan de catégorie 5 – le maximum atteint par Katrina lors de son passage en 2005.

À l’annonce d’une tempête, comme beaucoup de couvreurs canadiens, Ron McAfee sait que le lendemain des gens l’appelleront pour qu’il répare leur toiture. M. McAfee est propriétaire de Lion’s Roofing inc., à Barrie, en Ontario, entreprise spécialisée dans la réfection et le remplacement des toitures. Comme ailleurs au Canada, Barrie connaît parfois des vents violents et leurs corollaires : des toits endommagés.

Avec 35 années de métier, M. McAfee ne s’étonne plus de rien. Il a récemment vu le toit d’une grange arraché d’un seul côté par le vent, l’autre étant demeuré intact. Il se rappelle aussi de maisons dont le vent avait emporté près de 100 pieds carrés (9 mètres carrés) de toiture.

« Il vaut mieux que le toit garde son intégrité, sinon l’eau pénètrera à l’intérieur », dit-il. Alors, les dégâts sont encore plus grands.

Aucun lieu au Canada n’est totalement à l’abri d’une tempête. Selon Environnement Canada, le pays recense en moyenne 80 tornades par année et divers phénomènes éoliens comme les ouragans, les microrafales et les grains atteignent à l’occasion une violence dangereuse.

La recherche sur le vent au Canada

Les phénomènes météorologiques extrêmes ne manquent pas au Canada, et beaucoup de spécialistes canadiens étudient comment aider l'industrie du bâtiment à prémunir les habitations et d'autres immeubles contre les méfaits du vent.

Découvrez les points saillants de la recherche canadienne sur le vent.

Au dire de Gregory Kopp, titulaire de la chaire de recherche du Canada en génie éolien à l’Université Western Ontario (UWO), le vent ne fait pas que causer des dommages onéreux aux habitations, il menace aussi la vie des occupants. En 1987, à Edmonton, une tornade a provoqué 300 millions de dollars de dégâts et tué 27 personnes. En 2000, une autre, à Pine Lake, en Alberta, a coûté la vie à 12 personnes et entraîné des pertes de près de 13 millions de dollars. Aussi, huit personnes ont péri durant l’ouragan Juan, en 2003.

C’est pour prévenir la destruction des biens et ces incidents malheureux que M. Kopp s’intéresse à l’action du vent sur les habitations. Dans le cadre d’un projet de l’UWO baptisé le projet « Trois petits cochons », son équipe et lui recourent à diverses méthodes pour voir comment les bâtiments se comportent durant une tempête, notamment à des modèles mathématiques et à l’essai de maquettes en soufflerie. La méthode la plus impressionnante reste cependant la destruction d’habitations grandeur nature dans des conditions scientifiquement contrôlées.

Autant en emporte le vent

L’UWO fait figure de leader dans la recherche sur le vent depuis plus de 40 ans. Maintes études en soufflerie ont porté sur le modèle réduit d’immeubles variés. « Mais personne n’avait vraiment testé une habitation », ajoute M. Kopp.

Casser la scène

Quand le vent souffle fort, abritez-vous! Des amateurs de musique l’ont appris lors du concert de clôture de l’édition 2011 de l’Ottawa Bluesfest, le dimanche 17 juillet. En effet, une vingtaine de minutes après le début du spectacle de la formation canadienne Cheap Trick, la scène principale s’est effondrée quand une violente bourrasque l’a rabattue vers l’arrière. Bien que les artistes soient sortis indemnes de l’aventure, quelques personnes ont écopé de diverses blessures. Voyez la scène s’écrouler sur YouTube.

C’est pourquoi, en 2003, il a érigé une imposante structure qu’on a vite appelée le « Hangar ». Vu du dehors, le Hangar ressemble à un garage surdimensionné. On n’y loge cependant pas des voitures, mais une maison en briques de quatre chambres de taille normale. Cette dernière a été construite conformément aux normes du Code du bâtiment de l’Ontario. Sa superficie est de 167 mètres carrés, le câblage électrique y est installé, ainsi que les canalisations de plomberie brute.

Toutefois, cette maison n’est pas faite pour être habitée. Les chercheurs lui infligent les changements de pression qui surviennent lors d’une tempête de vent. Or, ce sont ces variations de pression qui engendrent les dommages.

Simuler les ouragans de la force de Katrina

À la base de ces travaux se trouve une série de dispositifs que les chercheurs de l’UWO ont spécialement mis au point pour le projet des Trois petits cochons : des vérins de commande de pression (VCP). Les VCP ne produisent pas de vent, ils créent des zones de basse pression. À vrai dire, ils imitent le vent quand il souffle autour d’une habitation, comme l’explique M. Kopp.

Cette bande vidéo illustre les charges aérodynamiques qui s’exercent sur un toit durant un ouragan, selon une simulation en soufflerie. Chaque couleur représente la pression vers le haut qui aspire la toiture – du rouge (faible) au bleu (forte). L’action du vent est mesurée en coefficient de pression (CP), soit la pression atmosphérique divisée par la densité de l’air et la vitesse du vent au carré. *

Cette technologie simule les effets du vent jusqu’à concurrence d’un ouragan de catégorie 5, le plus violent qui soit et le pic atteint par Katrina quand il s’est abattu sur la Nouvelle-Orléans en 2005.

La maison expérimentale a récemment fait l’objet de plusieurs expériences au terme desquelles le toit a été complètement détruit. « Nous avons procédé à une série de tests en augmentant graduellement la vitesse moyenne du vent, par période de 15 minutes, poursuit M. Kopp. Une des principales constatations est qu’il faut de nombreuses rafales avant que le toit cède. » Les chercheurs ont maintenant entrepris l’analyse des données.

Prévenir les dommages au toit

M. Kopp s’intéresse particulièrement aux toits des habitations. Lors d’une tempête, le toit constitue la structure la plus vulnérable, car c’est sur lui que le vent exerce la plus grande force. Pire, « le toit arraché, le reste de l’habitation peut aisément être détruit », prévient-il. M. Kopp se penche principalement sur les panneaux auxquels sont cloués les bardeaux.

M. Kopp a découvert deux choses très simples, susceptibles de prévenir les dégâts que le vent peut causer au toit : les sangles anti-ouragan (des languettes de métal qui fixent le toit aux murs pour le renforcer) et les clous à tige annulaire (des clous semblables à une vis qui renforcent les panneaux).

Quand des bardeaux sont arrachés, il arrive que l’eau pénètre dans le grenier, puis s’infiltre plus bas, abîmant murs, plafonds et possessions.
Quand des bardeaux sont arrachés, il arrive que l’eau pénètre dans le grenier, puis s’infiltre plus bas, abîmant murs, plafonds et possessions.

Il a également constaté que les habitations canadiennes s’abîment plus vite qu’elles le devraient durant une tempête. En général, les dommages surviennent quand la vitesse du vent atteint environ 100 km/h. « C’est inférieur à celle à laquelle les habitations sont censées résister. Cela indique des carences au niveau de l’installation ou de l’entretien », affirme-t-il.

Les habitations ne s’effondrent pas massivement pour autant, mais il est difficile d’évaluer l’importance des dommages qui en résultent à l’échelle du Canada. « Chaque fois qu’on analyse les dégâts, au lendemain d’une tempête, on constate que certains éléments n’ont pas été fixés correctement », avoue-t-il.

Les gens croient souvent que l’intégrité d’une maison dépend de la résistance de ses murs. Cependant, bon nombre d’études indiquent que la nature des murs ne permet pas de prévoir si tel ou tel bâtiment résistera ou pas à une tempête. La clé est que le toit soit en bon état et que son revêtement (les bardeaux ou les tuiles) soit bien fixé et ne laisse pas pénétrer l’eau.

La destruction ne serait-ce que d’une partie du toit engendre de graves problèmes. Il suffit que quelques bardeaux ou qu’un morceau de contreplaqué soient arrachés pour que l’eau s’infiltre dans le grenier et s’insinue de plus en plus bas, détériorant murs, plafonds et biens personnels.

« Il s’ensuit des milliers de dollars en dommages et la vie des habitants elle-même est en jeu », soutient M. Kopp.

Un des objectifs généraux de ces recherches consiste à améliorer le code national du bâtiment. « La plupart de nos recommandations touchent de petits détails qui font une différence appréciable, par exemple ajouter des sangles anti-ouragan et employer d’autres types de clous pour fixer les panneaux de bois. » end

Dommages onéreux

Le coût des dommages résultant d’une tempête dans une grande région urbaine serait faramineux, d’après les assureurs. Une étude laisse entendre que si une tornade de catégorie F3 (vents soufflant de 254 à 331 km/h) s’abattait sur Toronto, les dégâts atteindraient quatre milliards de dollars. Une autre estime que le passage d’un ouragan dans les provinces de l’Atlantique laisserait des dommages allant jusqu’à six milliards de dollars.

* Courtoisie de l’Université Western Ontario.


ISSN 1927-0283 = Dimensions (Ottawa. En ligne)

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