La première base de calcul nationale pour le matériau de construction qu'est le verre est enfin là. Le cahier technique SIA 2057 «Constructions en verre» est en vigueur depuis le 1er août 2021 et est disponible dans le shop de la SIA. Diverses association de la branche prévoient de mettre sur le marché un manuel de l'utilisateur commun. Des représentants de la branche du verre, dont l’ASVP et le SIGAB, de Metaltec Suisse, FFF et CSFF sont impliqués dans son élaboration.
A l'initiative du SIGAB, la Société suisse des Ingénieurs et des Architectes (SIA) a commencé à travailler sur le nouvel ouvrage en automne 2015. Sous la direction d'Andreas Luible, de la Haute Ecole Spécialisée de Lucerne HSLU, la commission SIA 268 a élaboré la première base de calcul nationale pour le verre. La commission comprend des représentants des hautes écoles spécialisées, des bureaux d'études et d'ingénierie, des entreprises de fabrication du verre et de construction de façades, ainsi que des associations professionnelles, issus des trois régions linguistiques.
Le cahier technique deviendra ensuite une norme
Un Eurocode comme base de calcul européenne pour le verre pourrait au plus tôt être publié en 2025 et ne servira que de cadre général. Il faut donc des documents de mise en application nationaux pour un dimensionnement simple et sûr. Le cahier technique 2057 «Constructions en verre» peut assumer la fonction d'une telle annexe et couvrir la majorité des applications en Suisse. Il a été élaboré de manière compatible avec l'Eurocode et reflète l'état actuel de la technique.
En principe, le cahier technique 2057 consiste en une base de calcul qui s'intègre parfaitement dans la série de normes 260 de la SIA. Plus tard, elle deviendra la norme SIA 268. Le cahier technique 2057 présente déjà maintenant la même validité que les autres normes sur les structures porteuses SIA 260.
L'intégration dans les normes sur les structures porteuses 260 est logique, car le cahier technique 2057 ne suffit pas. Pour le calcul des épaisseurs du verre, il est également nécessaire de connaître les normes SIA 260 «Bases pour l'élaboration des projets de structures porteuses» et SIA 261 «Actions sur les structures porteuses».
Equilibre entre sécurité et liberté de planification
En lisant le nouvel ensemble de dispositions, on se rend rapidement compte qu'une grande partie du contenu est déjà appliqué dans la branche aujourd'hui ou correspond à l'état actuel de la technique. L'intention est de réglementer «autant que nécessaire et aussi peu que possible». Trouver l'équilibre nécessaire entre la sécurité des structures et la liberté de planification ou l'innovation a été un grand défi pour la commission.
Le cahier technique 2057 commence par définir les types de verre, les termes et les abréviations. Divers principes de calcul et de planification des éléments de construction en verre sont également énumérés et expliqués. Les publications de la SIA et du SIGAB se complètent largement à cet égard.
Preuve de la capacité de charge résiduelle
Outre les informations constructives, le cahier technique 2057 contient de nombreuses recommandations et instructions sur des thèmes liés à la statique tels les actions, la durée d'action, les charges climatiques pour les vitrages isolants, les produits en verre, les caractéristiques des matériaux ou des produits, ainsi que l'analyse de la structure porteuse et le dimensionnement.
En plus des deux vérifications habituelles de la sécurité structurale et de l'aptitude au service, deux autres aspects s'ajoutent dans le cas du matériau fragile qu'est le verre :
- Le verre pouvant se briser, il convient de garantir un comportement sûr en cas de bris de verre ou de minimiser le risque de blessure pour les personnes, par ex. en utilisant du verre de sécurité ou en respectant les exigences de construction.
- En raison du risque de bris de verre, il est également nécessaire de garantir la capacité de charge ou la robustesse à l'état brisé, selon l'élément de construction. Il faut procéder à des vérifications de la capacité de charge résiduelle par des calculs ou des essais pour certains vitrages antichutes, pour des vitrages accessibles, praticables et carrossables, ainsi que pour les supports, les poutres, etc. en verre.
Le cahier technique 2057 énumère les exigences précises pour chaque élément de construction ou situation de pose. Selon sa fonction, un élément de construction doit être affecté à plusieurs applications. L'utilisation de verre de sécurité trempé (VST ainsi que VST-HST) extérieur pour les vitrages verticaux, ainsi que la preuve susmentionnée de la capacité de charge à l'état cassé pour les vitrages horizontaux sont nouvellement réglementés. Il existe à cet effet des tableaux présentant les situations de pose correspondantes et les dimensions des verres, ainsi que les catégories d'utilisation correspondantes de la norme SIA 261: il y est fait mention de la preuve requise.
Nouvelles exigences et nouveaux instruments
Pour les vitrages isolants, les thèmes des charges climatiques, de l'assemblage VFS et du dimensionnement de petits vitrages isolants étroits sont abordés. Ces derniers sont un problème avec lequel toutes les nouvelles normes de calcul rencontrent quelques difficultés en raison du concept de sécurité partielle semi-probabiliste. Lors du dimensionnement de vitrages isolants de petit format, les charges climatiques sont déterminantes et la capacité de charge théorique est anormalement différente de celle en pratique effective. Il existe à présent deux instruments pour cette problématique dans le cahier technique 2057.
Les vitrages antichutes ont été répartis en différents groupes, car la preuve à l'état cassé varie pour chaque groupe. De nombreuses exigences en matière de construction pour ces vitrages correspondent à l'état actuel de la technique, certains exigences sont nouvelles. La preuve «chocs de pendule» ou encore action similaire à un impact, telle qu'elle est exigée dans d'autres pays pour de nombreux vitrages antichutes, n'est toujours pas exigée. Une exception est faite pour les vitrages posés ponctuellement: «Il existe un risque accru de rupture dû à des pics de tension locaux pour les vitrages qui ne sont pas supportés de manière linéaire. De tels vitrages doivent être vérifiés pour les actions similaires à un impact conformément à l'annexe C.» La preuve peut être apportée sous forme d'expérimentation ou mathématique, au moyen d'un modèle de calcul suffisamment précis.
Outils de travail prévus
Diverses associations de la branche prévoient de mettre sur le marché un manuel de l'utilisateur commun (probablement à la fin de l'automne 2021). Des représentants de la branche du verre, dont l’ASVP et le SIGAB, de Metaltec Suisse, FFF et CSFF sont impliqués dans son élaboration. Le département technique de Metaltec Suisse en assure la coordination.
L'utilisation d'un logiciel de calcul approprié est presque inévitable lors du dimensionnement d'éléments de construction en verre. Selon des recherches, au moins deux fabricants de logiciels réputés sont en train de développer des logiciels explicites pour le nouveau cahier technique SIA 2057 «Constructions en verre» (publication prévue en automne 2021).
Contribution au texte: Reto Meili, membre de la commission SIA 268
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