Calculateur de pression du vent et de force sur une surface
Pression dynamique selon la vitesse (q = ½·ρ·v²), pression et force avec vos coefficients d’exposition, de pression et structural. Aussi la vitesse selon la pression.
Calcul de la pression du vent
La pression produite par l’arrêt de l’air en mouvement sur une surface est la pression dynamique, q = ρ × v² / 2. ρ est la masse volumique de l’air (environ 1,25 kg/m³) et v la vitesse en m/s. Le résultat est en N/m², soit des pascals. La pression croît avec le carré de la vitesse : doubler la vitesse quadruple la pression.
Pour un vent de 30 m/s (108 km/h), q = 1,25 × 30² / 2 = 562,5 N/m², soit environ 0,56 kN/m².
De la pression dynamique à la force
La pression sur une surface réelle diffère de la pression dynamique. Trois ajustements interviennent :
- Coefficient d’exposition (c_e) : la vitesse de base normative est la vitesse moyenne à 10 m en terrain ouvert. Avec les rafales et la hauteur, la pression de pointe peut être plusieurs fois supérieure.
- Coefficient de pression ou de force (c_p) : dépend de la forme et de la direction du vent. Il est positif sur la face au vent et généralement négatif (dépression) sur la face sous le vent et la toiture.
- Coefficient structural (cs·cd) : tient compte de la taille et du comportement dynamique de la structure.
La force vaut F = c_s·c_d × c_p × q_p × A, où A est l’aire de référence perpendiculaire au vent.
Exemple
Une vitesse de base de 28 m/s donne q = 490 N/m². Avec un coefficient d’exposition de 2,1, la pression de pointe vaut 1029 N/m². Un panneau de 12 m² avec un coefficient de force de 1,3 subit alors 1,029 × 1,3 × 12 = 16,05 kN.
Limites
Cet outil effectue le calcul de la formule, sans choisir les coefficients. Les coefficients d’exposition, de pression et structural sont donnés par une norme comme EN 1991-1-4 selon le terrain, la hauteur et la forme du bâtiment. Selon leur choix, le résultat peut varier de plusieurs fois sa valeur. Les laisser à 1 est dangereux dans la plupart des cas. Utilisez le résultat pour une première évaluation.
Questions fréquentes
Comment calculer la pression du vent à partir de sa vitesse ?
Pour une vitesse d’exemple de 30 m/s et une masse volumique de l’air de 1,25 kg/m³, la moitié de la masse volumique multipliée par le carré de la vitesse donne 562,5 N/m² de pression dynamique. Cette valeur préliminaire est une pression dynamique et non une pression de calcul sur surface. Les coefficients d’exposition, de pression et structural doivent être choisis séparément selon les conditions réelles.
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