Nouveaux modèles de calcul pour le vitrage isolant

La norme de référence pour le calcul du verre est actuellement la NBN S 23-002 (addendum 1) datant de 1992. Récemment approuvé, le projet de norme européenne prEN 16612 propose de nouveaux modèles de calcul pour les vitrages sur quatre appuis et pour le vitrage feuilleté. Le secteur verrier belge a également jugé important de développer une Annexe nationale (ANB) complétant la norme européenne et le Rapport n° 11 du CSTC.
Cette volonté s'est traduite par l'élaboration de deux normes : la NBN S 23 002-2, comportant le détail des principes de calcul, et la NBN S 23-002-3, présentant des tableaux précalculés pour les vitrages de façade soumis à l'action du vent. L'objectif de cet article est de fournir un exemple de tableau de prédimensionnement du vitrage isolant double posé en façade. La version intégrale de l'article reviendra en détail sur la méthode de dimensionnement et présentera des tableaux de prédimensionnement pour d'autres situations.

Exemple d'application

Vitrage rectangulaire sur quatre appuis
A titre d'illustration, notre choix s'est porté sur différentes configurations de doubles vitrages sur quatre appuis en façade. Pour chacune de ces situations, la méthode de calcul tient compte des sollicitations suivantes :
  • l'action du vent calculée selon la norme NBN EN 1991-1-4 (voir Les Dossiers du CSTC 2010/4.3) et son Annexe nationale
  • les variations de pression au sein de la lame de gaz.
Le tableau B a été calculé de manière à exclure le bris de vitrage et à limiter la déformation des feuilles de verre à 1/200 de la portée. La fréquence propre des vitrages doit en outre rester inférieure à 5 Hz.

Le tableau A définit les hauteurs maximales des bâtiments pour les vitrages envisagés au tableau B, en l'absence de toute perturbation (présence d'un bâtiment voisin de grande hauteur, par exemple). Les hauteurs ont été volontairement limitées à 30 m en catégorie de rugosité de terrain IV (ville), à 21 m pour la catégorie III (banlieue – forêt) et de 8 à 16 m pour la catégorie II (bocage), car ces situations correspondent à des pressions de vent au-delà desquelles il est conseillé d'effectuer une analyse détaillée des conditions de projet.

Le tableau B mentionne les épaisseurs (en mm) des feuilles de verre de l'extérieur vers l'intérieur. Le vitrage est rectangulaire et posé sur quatre appuis, 'a' étant le petit côté et 'b' le grand.

A | Hauteur maximale des bâtiments pour les vitrages envisagés au tableau B
Catégories de rugosité Vitesse de référence vb0 [m/s]
26 25 24 23
Hauteurs (ze) de référence jusqu'à …
0 Zone côtière 3 m - - -
I Plaine 4 m 5 m 8 m 11 m
II Bocage 8 m 11 m 15 m 16 m
III Banlieue – forêt 21 m 21 m 21 m 21 m
IV Ville 30 m 30 m 30 m 30 m

B | Prédimensionnement d'un vitrage double en façade
b/a
[m]
a [m]
0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50
1,00 4+4 4+4 4+4 4+4 5+4 5+5 5+5 6+5 6+6
1,10 4+4 4+4 4+4 5+4 5+4 5+5 6+5 6+6 8+5
1,20 4+4 4+4 4+4 5+4 5+5 6+5 6+6 6+6 8+5
1,30 4+4 4+4 5+4 5+5 6+4 6+5 6+6 8+5 8+5
1,40 4+4 4+4 5+4 5+5 6+5 6+6 8+5 8+5 8+6
1,50 4+4 5+4 5+4 5+5 6+5 6+6 8+5 8+6 8+8
1,60 4+4 5+4 5+5 6+4 6+6 8+5 8+5 8+6 8+8
1,70 4+4 5+4 5+5 6+5 6+6 8+5 8+5 8+8 8+8

Considérons, par exemple, un double vitrage de 1,20 m de largeur et de 1,60 m de hauteur placé dans la façade d'un bâtiment de 20 m de hauteur situé au cœur de Bruxelles :
  • vérification de l'applicabilité du tableau : la localisation du bâtiment permet de déterminer la vitesse de référence du vent, soit 25 m/s à Bruxelles. Dans une grande agglomération, la rugosité du terrain est très souvent de classe III ou IV. Dans ces hypothèses, le tableau B est valable pour des bâtiments jusqu'à 21 et 30 m de hauteur, respectivement.
  • détermination de la composition du vitrage isolant : la dimension 'a' est de 1,20 m, alors que le rapport 'b/a' est de 1,33. Le tableau B permet de déterminer que les feuilles de verre devront chacune avoir une épaisseur de 6 mm.



Article complet


E. Dupont, ing., chef adjoint du service Spécifications, CSTC
V. Detremmerie, ir., chef du laboratoire Eléments de toitures et de façades, CSTC
L. Lassoie, ing., chef adjoint du département Communication et gestion, CSTC