Corrélation entre les normes nationales SIA et les normes EN harmonisées concernant le vent hors exploitation
1 Fondements
1.1 Situation initiale
La directive européenne 2000/9/CE2 précise à l’article 2.4 de son annexe II concernant les exigences essentielles qu’une installation à câbles doit être conçue en tenant compte des caractéristiques du terrain et de l’environnement, des conditions atmosphériques et météorologiques de manière à ne causer ni une gêne ni un danger, cela dans toutes les conditions d’exploitation, d’entretien ou d’évacuation des personnes.
En ce qui concerne les actions locales du vent à prendre en compte sur les ouvrages, la norme EN 131073 harmonisée « Ouvrage de génie civil », découlant de la directive européenne, renvoie dans son annexe nationale NA à la norme SIA 2614.
Pour les constructeurs, les valeurs de pression dynamique qp hors exploitation proposées par la norme SIA 261 dans son annexe E (« Valeur de référence de la pression dynamique ») sont :
difficiles à déterminer compte tenu des grandes marges d’interprétation indiquées/proposées,
complètement différentes d’un projet à l’autre selon l’interprétation des projeteurs et des ingénieurs en génie civil,
une source de problèmes entre les constructeurs, les ingénieurs en génie civil et les autorités dans le cadre des procédures de demandes d’approbation des plans; ce qui nécessite de nombreuses corrections/adaptations ultérieures des projets présentés,
largement supérieures à celles utilisées jusqu’au début des années 2000 et qui ont fait à ce jour leurs preuves sur les installations existantes,
un facteur de surdimensionnement inutile de la partie mécanique des installations avec comme corollaire un surcoût d’achat important pour l’exploitant.
C’est pourquoi, à la demande de la branche, un groupe de travail sur le sujet du vent (NAGrWind) a été constitué afin de trouver puis de mettre en place une solution permettant de régler de manière satisfaisante et pragmatique pour tous la définition des valeurs de pression dynamique qp hors exploitation à appliquer aux nouvelles installations à câbles ou à celles devant être transformées.
1.2 Situation dans les pays limitrophes à la Suisse
Les pays limitrophes à la Suisse (Allemagne, Autriche, France et Italie) ont fixé des valeurs en partie standardisées de pression dynamique à appliquer aux constructions d’installations à câbles sur leur territoire. Bien que ces valeurs reposent sur l’expérience, elles sont en contradiction ─ à moins que cette démarche soit suffisamment motivée ─ avec les exigences essentielles de la directive 2000/9/CE qui demandent la prise en compte des conditions locales (environnement des constructions).
A remarquer que les valeurs fixées pour chaque coefficient varient d’un pays à l’autre. Cependant, elles sont légèrement inférieures ou égales aux valeurs minimales proposées dans l’annexe E de la norme SIA 261 appliquée en Suisse.
2 Directive 2000/9/CE du parlement européen et du conseil du 20 mars 2000 relative aux installations à câbles transportant des
personnes, L 106/21 du 03.05.2000 3 Norme EN 13107 Prescriptions de sécurité pour les installations à câbles transportant des personnes - Ouvrage de génie civil,
SNV 2005
4 Norme SIA 261 Actions sur les structures porteuese, SIA 2003
Directive Corrélation - V1.1_f 4/16
OFT V 1.1_f Directive - Corrélation 31.12.2014
1.3 Position de la présente directive
La présente directive constitue une mise en corrélation des normes nationales SIA et des normes EN harmonisées concernant le vent hors exploitation; elle a été élaborée en commun par des représentants des exploitants, de l’industrie, des associations et des autorités, au plus près de leur conscience et de leurs compétences techniques.
2 Définition de la pression dynamique
2.1 Normes techniques à appliquer
Les exigences essentielles décrites dans la directive 2000/9/CE demandent que les conditions environnementales locales soient prises en considération.
Concernant le vent, les normes SIA 261 doivent être appliquées à toutes les constructions réalisées en Suisse.
Pour les constructeurs d’installations à câbles (parties mécaniques), les valeurs de pressions dynamiques préconisées dans les normes SIA sont parfois en contradiction avec les normes EN 129305 et 13107 harmonisées gérant le domaine.
2.2 Corrélation entre les normes nationales SIA et les normes EN
harmonisées Afin de permettre aux ingénieurs en génie civil et aux ingénieurs-constructeurs de discuter et de travailler sur des valeurs de pressions dynamiques identiques, un tableau de corrélation entre les valeurs a été établi.
Ce tableau permet à l’ingénieur-constructeur de comparer la valeur de pression dynamique choisie dans les normes EN avec une valeur équivalente qui serait définie par l’ingénieur en génie civil via les normes SIA (cf. chapitre 4).
Cette corrélation entre les valeurs des deux normes passe par l’introduction d’un facteur U de corrélation. Le facteur U se compose de différents sous-facteurs (cf. annexe 1) calculés à partir des divers coefficients ou facteurs issus des deux séries de normes.
Les valeurs affectées aux sous-facteurs du facteur U de corrélation sont basées sur la pratique actuelle auprès des constructeurs et ont fait l’objet de discussions et d’adaptations par le groupe de travail qui a établi la présente directive (voir Annexe 2). Ces valeurs pourront en tout temps être corrigées, après discussion au sein du groupe de travail, afin de répondre au mieux à la réalité pratique.
2.3 Expertise Vent
Les valeurs de pression dynamique et, le cas échéant, d’autres valeurs requises dans ce contexte peuvent également être définies par une expertise Vent. Dans ce cas, la pression dynamique doit correspondre à la vitesse de pointe (rafales de vent de quelques secondes) pour une période de retour de 50 ans et tenir compte de la hauteur par rapport au sol, de la rugosité de celui-ci et des conditions particulières telles que sur un sommet, sur une arête montagneuse ou sur une pente. La pression dynamique est une action fixe variable au sens de la norme SIA 2606.
5 Norme EN 12930 Prescriptions de sécurité pour les installations à câbles transportant des personnes - Calculs, SNV 2005
6 Norme SIA 260 Bases pour l'élaboration des projets de structures porteuses (ch. 2.2 et 2.5), SNV 2003
Directive Corrélation - V1.1_f 5/16
OFT V 1.1_f Directive - Corrélation 31.12.2014
3 Processus de corrélation et de détermination
3.1 Constructeur : choix de la pression dynamique
Lors du développement de son projet, le constructeur choisira la ou les valeurs de qp-seil à appliquer en fonction de la position du tracé de la nouvelle installation et du type d’installation à construire.
Pour cela, il choisira les valeurs correspondantes à son projet dans la colonne Système « Seilbahnen » du tableau de corrélation se trouvant au chapitre 4 du présent document.
Les valeurs retenues sont utilisées pour un (premier) dimensionnement des parties mécaniques (tous les câbles de la ligne, les balanciers et les véhicules complets) de l’installation prévue.
Au chapitre 4 de la présente directive, la colonne « Système SIA » du tableau de corrélation offre simultanément les valeurs qp correspondant au système « installation à câbles » (Seilbahn) sur les ouvrages.
Pour cela, le constructeur utilisera le tableau de corrélation en partant de la gauche de celui-ci vers la droite, comme indiqué par les flèches au sommet des 3 colonnes du tableau.
3.2 Ingénieur civil : choix de la pression dynamique
Concernant les ouvrages de génie civil, l’ingénieur en génie civil définira, en fonction de la position du tracé de la nouvelle installation, la ou les valeurs de qp (qpo *ch) à appliquer en se référant aux valeurs de la norme SIA 261 « Actions sur les structures porteuses », au document « Vent » SIA D0 188 et à son expérience.
Dans son approche de spécialiste, l’ingénieur en génie civil ne fait pas appel au tableau de corrélation du présent document. La ou les valeurs de qp qu’il aura déterminée(s) ne se trouvent donc pas dans ledit tableau.
3.3 Détermination de la pression dynamique
Une fois que le constructeur et l’ingénieur en génie civil auront déterminé leur valeur, celle-ci sera comparée. Dès cet instant, deux scénarii sont donc possibles.
3.3.1 Valeurs identiques ou similaires
Les valeurs déterminées par l’ingénieur en génie civil selon la norme SIA 261 et les valeurs déterminées par corrélation de la part du constructeur sont identiques ou similaires.
Dans ce cas, aucune correction des valeurs n’est nécessaire, et celles-ci sont reprises telles quelles dans la base de projet et la convention d’utilisation7 qui seront établies par l’ingénieur en génie civil.
3.3.2 Valeurs divergentes
Les valeurs déterminées par l’ingénieur en génie civil selon la norme SIA 261 et les valeurs déterminées par corrélation de la part du constructeur sont divergentes.
Dans ce cas, le constructeur corrige sa ou ses valeurs de qp-seil à appliquer en prenant comme référence la ou les valeurs déterminées par l’ingénieur en génie civil et en les appliquant au tableau de corrélation. A cet effet, le constructeur utilisera le tableau de corrélation en partant de la droite de celui-ci vers la gauche, comme indiqué par les flèches se trouvant au bas des 3 colonnes du tableau.
7 Norme SIA 260 Bases pour l'élaboration des projets de structures porteuses (ch. 2.2 et 2.5), SNV 2003
Directive Corrélation - V1.1_f 6/16
OFT V 1.1_f Directive - Corrélation 31.12.2014
Afin de répondre aux prescriptions en vigueur, ce seront les valeurs de qp déterminées par l’ingénieur en génie civil qui seront reprises.
Dans le cas où le constructeur et l’ingénieur en génie civil ne sont pas d’accord sur la ou les valeurs de qp à appliquer, ils doivent faire appel à un spécialiste « Vent » pour déterminer les valeurs de qp.
Directive Corrélation - V1.1_f 7/16
OFT V 1.1_f Directive - Corrélation 31.12.2014
3.3.3 Processus de détermination
Les processus de détermination de la ou des valeurs de qp (cf. ch. 3.3.1 et 3.3.2) sont représentés dans la figure ci-après.
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3.4 Grandes différences de distance au sol
Si la différence entre la hauteur des pylônes attenants à une structure porteuse et la distance entre le câble et le sol est importante, il y a lieu d’appliquer la règle suivante:
La pression dynamique qp (qp = qp0 * ch) pour la portée est calculée à l’aide du coefficient du profil de la portée. Ce coefficient se calcule à l’aide de la hauteur moyenne approximative de la portée au-dessus du sol pour la moitié inférieure et la moitié supérieure de la portée. Le tableau de corrélation doit, dans ce cas, être appliqué avec la pression dynamique qp pour la portée (ou les moitiés de portée) ; ce tableau ne doit donc pas être appliqué avec les pressions dynamiques des pylônes attenants.
Si ce procédé semble trop imprécis ou inapproprié pour une situation particulière, une expertise éolienne déterminera les valeurs. Ladite expertise devra toutefois reposer sur des mesures locales ou des modélisations.
Directive Corrélation - V1.1_f 9/16
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4 Tableau de corrélation
Dans la mesure où la pression dynamique qp l’autorise dans l’application du tableau de corrélation, il est possible d’admettre 1.0 kN/m2 comme pression dynamique minimale du câble («qp-Seil» cidessous) pour mesurer les trains de galets conformément à la norme EN 13223.
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Annexe 1 – Facteur de calcul U et sous-facteurs
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Annexe 2 – Elaboration / perfectionnement de la directive Elaboration
La présente directive a été élaborée en commun dans le cadre de 5 séances du groupe de travail vent (NAGrWind) qui ont eu lieu entre mars 2014 et novembre 2014.
Première révision de la notice : juillet – novembre 2016, ou avant, en cas d’introduction des nouvelles normes EN.
Liste actualisée des participants au groupe de travail NAGrWind
Prénom Nom Employeur Représentant Rôle
Ulrich Blessing CITT Autorité Chef Organe de contrôle Alain Gilliand OFT Autorité Ingénieur GC Christian Hassler Steurer Seilbahnen AG Industrie Ingénieur GC Niklaus Imthurn OFT Autorité Ingénieur en mécanique Stefan Kunz Meteotest Industrie Expert Vent
Erich Megert SISAG Industrie Ingénieur en électrotechnique Peter Meier Bartholet AG Industrie Ingénieur GC
Renzo Pescallo RMS Association Ingénieur en mécanique Bernd Populorum Garaventa AG Industrie Ingénieur GC
Samuel Pulver* ES Pulver Industrie Ingénieur GC Bauingenieure AG Patrick Schibli Baco AG (Poma - Industrie Ingénieur en Leitner) mécanique
Laurent Vaucher UCT Association Exploitant
Laurent Queloz OFT Autorité Modérateur 1) en tant que représentant du CITT
Perfectionnement
Etant donné que cette directive constitue une interprétation commune de tous les participants et qu’elle n’est pas exhaustive, une adaptation périodique ou selon les besoins a été convenue, sous l’égide de l’OFT. Il est possible à cet égard d’y apporter des adaptations ou des compléments si nécessaire. Lors de son développement, tous les participants doivent à nouveau être impliqués. La collaboration se déroule sur une base volontaire.
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