Chutes de neige - quand la si­tua­tion de­vient-elle cri­tique?

Charges de neige et risques d’avalanche

Comment les occupants d’un bâtiment sont-ils protégés des avalanches? Qu’est-ce qui indique à un propriétaire qu’il doit déneiger son toit? Des mesures d’aménagement territorial et de construction maintiennent les risques liés à la neige à un niveau acceptable.

Date de publication
21-02-2019
Revision
21-02-2019

Les hivers fortement enneigés soulèvent la question de la protection des bâtiments, et donc des personnes, face aux dangers naturels liés à la neige. Dans ce contexte, il s’agit avant tout de surveiller les charges de neige accumulée sur les toits et les risques d’avalanches, afin de pallier les dégâts aux ouvrages et la mise en danger de vies humaines.

Protection contre les avalanches

Les cartes de danger d’avalanches sont issues d’une longue tradition. Grâce à elles, il est devenu extrêmement rare que les occupants d’un bâtiment meurent en raison d’une avalanche. L’aménagement du territoire exclut en principe toute construction en zone de danger maximal (zone rouge). En zone bleue, il est permis de bâtir pour autant que des mesures de protection – telles qu’une affectation appropriée des locaux, la disposition adéquate des ouvertures et des voies d’accès, des murs extérieurs renforcés ou des coins paravalanches – assurent la sécurité nécessaire. Cette protection des bâtiments eux-mêmes est indispensable, car les dispositifs de retenue, les forêts protectrices et les ouvrages de déviation engendrent des coûts de construction et d’entretien importants.

En cas de forte menace, les services locaux de surveillance des avalanches préviennent la population, afin que résidents et usagers quittent à temps la zone dangereuse.

Outre les risques d’avalanches, qui sont indissociables de particularités très locales, d’abondantes chutes de neige peuvent en revanche toucher n’importe quelle toiture.

Quand le poids de la neige accumulée sur un toit devient-il excessif ?

La forme de la toiture détermine l’accumulation ou la chute du manteau neigeux qui le recouvre. S’il tombe, il faut éviter des dégâts encore plus importants à ses points de chute. Sur des pans de toit inclinés à plus de 60°, la neige s’évacue, mais le phénomène est possible dès 25°, voire encore avant selon la rugosité de la surface de couverture. Avant-toits, avant-corps, personnes et véhicules doivent donc être protégés ou tenus à l’écart des zones dangereuses. Les propriétaires ont la responsabilité de sécuriser le voisinage de leur bien-fonds contre les chutes de neige ou de glace accumulée.

Si nécessaire, la neige en toiture peut être retenue par des pare-neige (norme SIA 232/1 Toitures inclinées). À condition, toutefois, que le dispositif statique, ainsi que les divers éléments du bâti – des installations solaires, par exemple – soient en mesure de soutenir le volume de neige accumulé.

En cas de chutes de neige très abondantes, on assiste souvent au déneigement des toits. Mais à partir de quel volume la manœuvre s’impose-t-elle ?

Tant que la charge de neige effectivement accumulée n’excède pas celle définie par la norme SIA 261:2014 Actions sur les structures porteuses et que le calcul ainsi que la mise en œuvre de l’ouvrage ont été correctement effectués, l’écroulement d’un bâtiment n’est pas à craindre, quelle que soit par ailleurs la forme de sa toiture.

Déterminer la charge de neige

La difficulté vient la plupart du temps de ce que le propriétaire ne connaît pas les cas de charge effectivement pris en compte lors des études pour la construction de son bien. Pas plus qu’il ne connaît l’importance de la charge de neige sur son toit à un moment donné.

On procède donc souvent de la manière suivante : on mesure ou on se renseigne sur la charge de neige actuellement accumulée. Puis on confronte cette dernière aux valeurs de la norme SIA 261. Selon l’année de construction du bâtiment, les valeurs considérées comme suffisantes présentent des variations (voir ci-dessous).

La norme SIA 261 fournit des indications sur la charge de neige qu’un toit devrait supporter : elle est de 0,9 kN/m2 pour un bâtiment situé sur le Plateau et varie en fonction de l’altitude et de la localisation de l’ouvrage.

La forme de la toiture et son exposition au vent (forte : facteur 0,8, protégée : facteur 1,2) jouent également un rôle. De même, si le toit est isolé ou si l’évacuation de chaleur fait fondre la neige.

À Davos, exemple, la charge de neige à prendre en compte pour le calcul d’une structure selon la norme SIA 261 est de 6,4 kN/m2 (au sol). Le 15 janvier 2019, on y a mesuré une hauteur maximale de neige de 1,4 m, tandis que sa densité moyenne était établie à 1,8 kN/m3. La charge de neige correspondante se monte ainsi à 2,5 kN/m2. Cela permet de conclure qu’un déneigement n’est en l’occurrence pas nécessaire.

La densité moyenne de la neige peut être déterminée grâce à une sonde qui mesure le poids du volume de neige.

Des problèmes plus délicats se sont posés cette année en raison des forts vents qui ont abouti à la formation de congères. Pour éviter les dangers liés à leur rupture et leur chute, celles-ci doivent être éliminées.

Évolution des charges de neige à intégrer dans la conception de projets

Parmi les évolutions que la normalisation a connues au fil du temps, les charges de neige à prendre en compte dans le calcul des structures ont fortement augmenté (fig. ci-dessus). La première norme suisse mentionnant de telles charges a été publiée en 1892. Dans des conditions habituelles, la charge de neige à prévoir était alors de 0,8 kN/m2, jusqu’à ce qu’en 1935, elle soit redéfinie en fonction de l’altitude à laquelle se situait un ouvrage. Avec la multiplication des mesures accumulées sur le poids du manteau neigeux, il est ensuite devenu possible d’établir les valeurs des charges de neige pour différentes zones climatiques en 1989, et il n’a plus été nécessaire d’adapter la formule de calcul depuis lors. La norme SIA 160 de 1989 a introduit une valeur annexe en fonction de la forme du toit et, dans les normes entrées en vigueur en 2003 et 2014, le calcul des charges dues à la neige s’est encore affiné.

Ces charges représentent souvent la principale action à considérer pour le dimensionnement d’une toiture.

Intégrer les risques aux projets et documenter

Un maître de l’ouvrage est censé savoir si son bâtiment se trouve dans une zone à risque, de même qu’il devrait connaître le concept de protection et les valeurs qui ont été appliqués au dimensionnement de celui-ci. Il s’agit là du prérequis le plus important pour que les propriétaires puissent juger de la sécurité de leur bien et de la nécessité d’éventuelles mesures complémentaires.

Le descriptif du concept de protection et des mesures d’urgence figurant dans le dossier d’ouvrage représente une aide précieuse à cet égard.

Installations solaires – protection contre la neige grâce à des dispositifs éprouvés

C’est non seulement la toiture en tant que telle qui doit être en mesure de résister aux charges de neige, mais aussi les différents éléments qui constituent le bâti. Il importe qu’ils soient non seulement individuellement aptes à supporter le poids défini, mais que les éléments sur lesquels ils sont fixés le soient aussi. Ainsi, la capacité porteuse des éléments sous-jacents doit-elle être vérifiée pour l’installation de modules solaires. De plus, il existe des modules de capteurs thermiques et photovoltaïques adaptés à des charges de neige particulièrement élevées. L’installation de tels collecteurs permet une exploitation durable et à long terme d’énergie solaire dans les régions de montagne également. Et comme la neige réfléchit le rayonnement solaire, on y obtient même un rendement énergétique accru, pour autant que les modules n’en soient pas recouverts. L’évacuation – sans danger – de la neige fraîche doit donc être prise en compte dès l’étude de projets.

Changement climatique et charges de neige

À moyenne et basse altitude, le changement climatique devrait s’accompagner d’une diminution du nombre de journées enneigées. Reste à voir si cela se traduira par des charges de neige moins importantes et une diminution des risques d’avalanches. Car sous l’effet du réchauffement, la neige deviendra aussi plus mouillée et donc plus lourde. Sans compter que des hivers plus fortement enneigés que d’autres restent toujours possibles.

Des pratiques collectives dignes de protection

La gestion concertée des risques d’avalanches – soit l’alliance entre les propriétaires, respectivement les maîtres d’ouvrage, et les concepteurs, les entreprises du bâtiment, les assureurs et les pouvoirs publics en matière de mesures conceptuelles, constructives et ponctuelles face à ces dangers – a été intégrée par l’UNESCO au patrimoine immatériel de l’humanité à fin 2018.

Stefan Margreth, ing. civil dipl. EPF, WSL Institut pour l’étude de la neige et des avalanches SLF ; membre de la commission SIA 261 et du groupe de travail SIA 261/1, margreth@slf.ch
Dörte Aller, météorologue dipl., responsable SIA de la thématique Dangers naturels, doerte.aller@sia.ch

 

 

Informations complémentaires

Bibliographie :

  • Documentation SIA D 0260 : Intégration des dangers naturels dans la conception et la planification de bâtiments
  • Charges de neige en toiture : norme SIA 261:2014 Actions sur les structures porteuses
  • Neige chutant des toits : norme SIA 232/1:2011 Toitures inclinées
  • Rupture de congères et avalanches sur les bâtiments : norme SIA 261/1:2003 Actions sur les structures porteuses – Spécifications complémentaires
  • Protection technique contre les avalanches : Handbuch technischer Lawinenschutz (SIA 3040, manuel disponible uniquement en allemand)

Liens :

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