Qu'est-ce que la charge de vent ?
La charge de vent correspond à la force exercée par l'air en mouvement sur une structure ou une surface. Les ingénieurs s'en servent pour dimensionner poutres, fixations, panneaux, panneaux solaires, clôtures et façades afin qu'ils résistent aux tempêtes. Ce calculateur détermine la force horizontale totale à partir de l'équation de la pression dynamique du vent. Cette approche est indépendante du système d'unités et s'applique partout dans le monde, à condition d'utiliser des données exprimées en unités SI.
Comment utiliser ce calculateur
Saisissez la vitesse du vent de calcul en mètres par seconde, l'aire projetée exposée au vent en mètres carrés, un coefficient de traînée propre à la forme, ainsi que la densité de l'air (environ 1,225 kg/m³ au niveau de la mer, à 15 °C). L'outil affiche la force en newtons et en kilonewtons, ainsi que la pression dynamique en pascals.
La formule expliquée
La force du vent s'écrit $$F = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^{2} \cdot C_d \cdot A$$ où \(\rho\) est la densité de l'air, \(v\) la vitesse du vent, \(C_d\) le coefficient de traînée et \(A\) l'aire projetée. Le terme \(\frac{1}{2}\cdot\rho\cdot v^{2}\) représente la pression d'arrêt (ou pression dynamique) ; la multiplication par \(C_d\) tient compte de la forme, et celle par \(A\) ramène la pression à la surface exposée. Valeurs typiques de \(C_d\) : environ 1,2 pour une plaque plane ou un mur, environ 2,0 pour un élément structurel allongé, et de 0,5 à 1,0 pour des formes arrondies. Aux États-Unis, cette pression est souvent approchée par \(q = 0{,}00256\cdot V^{2}\) (en psf), avec \(V\) exprimé en mph.
Exemple chiffré
Un mur de 10 m² est exposé à une rafale de 30 m/s, avec \(C_d = 1{,}2\) et \(\rho = 1{,}225\) kg/m³. La pression vaut $$q = 0{,}5 \times 1{,}225 \times 30^{2} \times 1{,}2 = 661{,}5 \text{ Pa}$$ La force est donc $$F = 661{,}5 \times 10 = 6\,615 \text{ N} \approx 6{,}62 \text{ kN}$$
FAQ
Quelle densité de l'air faut-il utiliser ? Prenez 1,225 kg/m³ au niveau de la mer ; réduisez cette valeur en altitude ou par forte température.
Qu'est-ce qu'une aire projetée ? C'est la surface de l'objet telle qu'on la voit en regardant dans la direction du vent — autrement dit l'« ombre » qu'il projette face au vent.
S'agit-il d'une valeur de dimensionnement réglementaire ? Non. Il s'agit d'une estimation physique. Les codes locaux (ASCE 7 aux États-Unis, Eurocode 1 en Europe) ajoutent des facteurs de rafale, d'exposition et d'importance pour les autorisations de construire.
