Un nouvel outil en ligne simplifie la conception des toitures

Le 04 avril 2012— Ottawa (Ontario)

Le CNRC a adapté une formule complexe servant à calculer la contrainte que le vent exerce sur les toits commerciaux pour en faire une calculatrice simple, disponible en ligne, afin d’aider les ingénieurs et les concepteurs du secteur du bâtiment à choisir la meilleure couverture de toit pour une construction.

Le vent cause fréquemment la défaillance des toitures, mais calculer les effets qu’il a sur un toit s’avère un exercice aussi difficile que complexe. En effet, la résistance théorique à l’arrachement sous l’action du vent dépend de plusieurs variables, parmi lesquelles figurent la structure et la pente du toit, la vitesse du vent, la hauteur du bâtiment, la superficie du toit, le type de terrain, le genre de construction et les ouvertures dans le bâtiment.

« Le calcul de la charge due au vent sut le matériau de couverture est crucial afin de permettre une variété de conception de toitures commerciales », affirme Bas Baskaran, chef du groupe de la performance des toitures et de l’isolation au CNRC.

Le Code national du bâtiment du Canada donne les paramètres et les coefficients avec lesquels il est possible de calculer manuellement la contrainte que le vent exerce sur les toitures. « Il faut pour cela lire diverses sections et appliquer les formules, les méthodes et les facteurs appropriés », poursuit le chercheur. « Changer une seule variable vous oblige à reprendre la démarche en entier. »

Une demande des spécialistes en toiture

Les dommages dus aux vents causent fréquemment la défaillance des toitures au Canada.

En réponse à une demande des fabricants canadiens de toiture, qui souhaitaient voir une méthode de calcul automatisée, les chercheurs du CNRC ont mis au point le Calculateur des charges dues au vent exercées sur les toits (Wind-RCI). « Les membres de l’industrie désiraient accéder à une calculatrice en ligne du chantier, avec leur téléphone intelligent », reprend M. Baskaran. « De cette façon, ils pourront s’entendre sur-le-champ avec l’architecte ou le propriétaire de l’immeuble et déterminer ce qu’il adviendra des charges dues au vent, par exemple, si l’on modifie la hauteur du bâtiment ou opte pour une pente prononcée au lieu d’un toit en pignons. »

Selon le chercheur, le Calculateur reproduit le résultat du code du bâtiment, mais en simplifie les calculs. Pour s’en servir, il suffit de saisir l’emplacement, les dimensions, l’exposition et la nature du toit. L’outil affiche alors un diagramme indiquant les charges dues au vent pour le terrain ainsi que pour le périmètre et les angles du toit.

M. Baskaran précise que cet outil n’est valable que pour les édifices de moins de 30 mètres (100 pieds) de hauteur. Pour les immeubles de plus grande taille, il recommande des évaluations de rendement supplémentaires. Le Wind-RCI n’est pas davantage conçu pour les constructions situées au sommet d’une colline ou d’un escarpement, ni pour les toits à quatre versants ou avec débords.

Consulter le Wind-RCI.

Concevoir un toit commercial qui résiste au vent

Pour faire en sorte que le toit d’une entreprise ne s’envolera pas au vent, les ingénieurs procèdent en trois étapes. Tout d’abord, ils estiment la charge de calcul – soit à la main, soit avec le Wind-RCI. Ensuite, ils évaluent la résistance de la toiture au vent d’après la norme nationale CSA A123.21-10, élaborée par le CNRC. Finalement, ils s’assurent que la résistance au vent de la toiture dépasse la charge de calcul mentionnée dans le Code national du bâtiment du Canada.

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