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3 éléments qui influencent la charge de neige sur la toiture d'un bâtiment

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Pour une organisation, définir s'il est temps ou non de planifier un déneigement de la toiture de ses bâtiments peut vite devenir un vrai casse-tête.

Est-ce que je déneige trop? Est-ce que je ne déneige pas suffisamment? Sans données fiables sur lesquelles s'appuyer, il est difficile d'avoir l'heure juste et de savoir ce qui se passe réellement sur la toiture de nos bâtiments.

Et, contrairement à la croyance populaire, la hauteur de la neige est loin d'être un indicateur fiable sur lequel se baser.

Nous vous présentons ici trois facteurs importants en lien avec la charge de neige qui influencent le niveau de sollicitation de la structure de toit des bâtiments.


1. La variation des précipitations météorologiques régionales

La quantité et la nature des précipitations entre la Montérégie et le Bas-Saint-Laurent diffèrent-elles, selon vous?

La réponse est oui.

Au Québec, les réalités locales entraînent une grande variation des charges de neige d'une région à l'autre de la province, tel que reflétés par ces trois indicateurs :

  • La quantité des précipitations et la nature de celles-ci (pluie et neige)
  • La vitesse et l'orientation du vent
  • La température

À titre d'exemple, il se produit, dans certaines régions, de fortes précipitations de neige qui sont ensuite balayées par le vent, alors que d'autres régions connaissent des précipitations moins élevées qui tendent à s'accumuler davantage parce qu'on y enregistre moins de vent.

Le climat a un impact important sur la densité de la neige

Outre les précipitations et le vent, la température joue également un rôle important. Par exemple, elle peut faire fondre la neige déjà accumulée sur la toiture par jours plus cléments, sans toutefois que cette eau ne se draine, pour ensuite la transformer en glace lorsque le temps se refroidit. 

Aussi, une neige mouillée se balaie beaucoup moins bien avec le vent qu'une neige légère!
Ou encore, dans un secteur où les conditions météorologiques sont plus froides, les précipitations de neige seront généralement plus légères, alors que dans des conditions plus chaudes, on parle plutôt de neige mouillée, donc d'une neige plus lourde dès sa tombée au sol.

À quantité égale, poids égal? Pas tout à fait!

À quantité égale d'accumulation, l'eau et la glace sont plus lourds que la neige légère, ce qui a inévitablement un impact sur le niveau de sollicitation de la structure de toit des bâtiments de région en région, et ce, pour une même hauteur de neige. Les exigences du Code national du bâtiment en ce qui a trait aux charges de conception des toitures de bâtiment varient donc d'une région à l'autre.

En effet, la hauteur de neige n'est pas un bon indicateur puisque, pour la même hauteur, la neige peut avoir un poids plus grand ou plus faible, d'une année à l'autre, d'une journée à l'autre et même d'une section de toit à l'autre. 

D'autre part, la méthode par hauteur de neige considère mal les événements ponctuels comme les tempêtes qui peuvent amener des accumulations spontanées de densités complètement différentes de celles de la neige déjà présente sur un toit.
 


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Cette réalité est bien exprimée par le Code national du bâtiment, il suffit de comparer les accumulations totales au sol chaque année entre Québec et Montréal pour constater une différence de 2 à 4 fois plus grande dans la région de la Capitale-Nationale que dans la métropole. Pourtant, les charges de neige à considérer à Québec ne sont que 1,5 fois plus grandes que celles de Montréal
, comme quoi « combien il y a de neige » ne fait pas foi de tout!

Cela démontre bien l'effet que peut avoir la nature des précipitations sur le poids que supporte une toiture.

Lire aussi : Pourquoi 3 pieds de neige sur la toiture d'un bâtiment, c'est plus grave à Montréal qu'à Québec




2. L'exposition du bâtiment au vent

Le vent est un facteur qui joue aussi un rôle important puisque la vitesse et l'orientation du vent peuvent influencer la répartition de la charge de neige sur les différents toits d'un même bâtiment.

Les observations réalisées dans de nombreuses régions du Canada ont montré que lorsque le toit ou une partie du toit d'un bâtiment est entièrement exposé au vent, une portion de la neige y est balayée par le vent et ne peut s'accumuler, ce qui réduit la charge moyenne due à la neige.

Par ailleurs, une neige soufflée est généralement plus dense qu'une neige n'ayant pas été déplacée par le vent.

Votre bâtiment est-il entouré d'obstacles au vent?

La charge de neige peut être 25 % moins élevée pour les toits entièrement exposés au vent, c'est-à-dire lorsque le bâtiment est situé sur un terrain plat dégagé ou adjacent à un rivage, et lorsque la surface de toit considérée est exposée au vent de tous les côtés. À l’inverse, la présence d'obstacles importants, comme des arbres ou encore un parapet, vient favoriser les accumulations.

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On retrouve notamment ce phénomène sur les bâtiments situés en bordure de plans d'eau puisqu'il n'y a rien pour couper le vent, ce qui fait diminuer la charge de neige sur le toit des bâtiments situés à proximité. C'est notamment le cas pour les bâtiments construits près du fleuve Saint-Laurent, par exemple. 

Les bâtiments situés près de grands champs, comme ceux qu'on retrouve dans les zones agricoles, sont aussi susceptibles de voir leur charge de neige varier en fonction du vent pour les mêmes raisons.

Sur de très grands toits à géométrie variable, un phénomène de déplacement de la charge plutôt que de diminution de la charge totale peut parfois être observé. Ces toits étant si grands que le vent tend à simplement déplacer la neige sur celui-ci plutôt que de la balayer jusqu'au sol.

Présence d’obstacles sur la toiture du bâtiment

Lorsque le vent rencontre des obstacles, comme une unité mécanique ou un changement d'élévation, par exemple, son écoulement est altéré. Sa vitesse change et des zones de turbulence peuvent apparaitre, ce qui favorise les amas de neige autour de ces éléments.

L’exposition au vent peut aussi varier dans le temps

Gardez en tête que plusieurs éléments peuvent influencer la répartition de la charge de neige d'un hiver à l'autre au fil du temps comme, entre autres :

  • L'ajout ou le retrait d'équipements sur le toit
  • La croissance d'arbres à proximité
  • La construction de bâtiments voisins d'élévation plus haute

L'impact d'une modification au bâtiment sur la charge de neige

Une modification du bâtiment, telle qu'un agrandissement ou une démolition peut grandement influencer l’accumulation de neige au toit puisque cela peut modifier non seulement l’exposition au vent, mais également la géométrie de la toiture elle-même. 

Il est donc important d'être conseillé par des ingénieurs en structure pour faire l'évaluation de l'impact de ces modifications sur les charges de neige.

Par ailleurs, le modèle de prévisions météorologiques utilisé dans la solution Tensio prend compte non seulement les précipitations de neige et de pluie, mais aussi d'autres facteurs comme la température, la vitesse et la direction du vent.



3. La géométrie de la toiture du bâtiment

La géométrie de la toiture influence grandement l’accumulation de neige sur cette dernière. La répartition de la neige va différer d’un toit à plusieurs versants, par exemple, par rapport à un toit en voûte (toit rond) ou à une toiture-terrasse (toit plat). 

Il existe une infinité de configurations de toiture et chacune d’entre elles influence à sa manière l’accumulation de neige. Le vent joue d'ailleurs un rôle important sur l'accumulation de neige au toit selon les différents types de toiture qu'il existe.

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Automatisez la surveillance de la neige grâce à la technologie

Tous les éléments cités dans cet article peuvent sembler contraignants et énergivores à gérer au quotidien pendant l'hiver, et c'est précisément pour simplifier cette gestion que nous avons conçu le système Tensio.

Peu importe le niveau de précipitations dans votre région, l'exposition au vent de votre bâtiment et la géométrie de sa toiture, Tensio vous donne l'heure juste en vous indiquant si et quand il est réellement pertinent de déneiger la toiture de vos bâtiments, et à quels emplacements de votre toit.

 



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Sources :