Crues

Le bâtiment surélevé est robuste et étanche dans la zone de base

Après de fortes précipitations ou des pluies persistantes, les rivières, fleuves et lacs peuvent déborder et causer des inondations. L'eau s’écoule alors avec une force considérable et elle est capable, avec les débris flottants, d’endommager gravement les bâtiments. L’intérieur des bâtiments et les équipements techniques peuvent aussi subir d’importants dégâts à cause de l’humidité et de la saleté. Les lieux où les personnes sont le plus en danger sont les sous-sols, les ascenseurs et les voies d’évacuation. La meilleure option reste toutefois les mesures de construction et de conception installées de manière permanente. Elles offrent en effet la protection la plus fiable et la plus efficace.

Bases

Objectif de protection contre les crues

Les objectifs de protection nationaux pour les nouveaux bâtiments se réfèrent à la norme SIA 261/1. Cette norme définit l’événement tricentennal comme objectif de protection contre les dangers naturels gravitationnels (crues, glissements de terrain, laves torrentielles, chutes de pierres, avalanches) pour les bâtiments résidentiels et commerciaux standard (CO I). Il convient également de respecter les directives cantonales et communales, ces dernières n’excédant toutefois pas en général les exigences de la norme SIA 261/1. À partir de la classe d’ouvrage CO II, les exigences à respecter sont plus sévères. De plus, les crues extrêmes (EHQ) doivent aussi être prises en compte.

La norme SIA 261/1 inclut explicitement dans l’appellation « crues » aussi les inondations dues au ruissellement de surface. Concrètement, le bâtiment et ses niveaux souterrains doivent rester secs et intacts même en cas d’événement tricentennal.

Termes techniques

Classes d’ouvrages : Les ouvrages sont classés en trois classes d’ouvrage (CO I à III) selon la norme SIA 261, chiffre 16.3. La classe d’ouvrage permet de déterminer de manière simple le degré de protection en fonction du risque.

Le degré de protection est fixé par l’appartenance de l’ouvrage à une classe d’ouvrage (CO) I, II ou III selon la norme SIA 261.

Délai de préalerte : Intervalle de temps entre l’identification du danger et le début de l’inondation.

La durée d'inondation commence au moment où l’eau afflue et se termine lorsque l'eau s’est complètement retirée.

Facteur d’importance : Facteur de pondération de la classe d’ouvrage pour le dimensionnement.

La hauteur d’incidence hwi est déterminée en additionnant la hauteur d'écoulement hf, la majoration de la hauteur hg, la hauteur de retenue hstau et la hauteur des vagues (voir la partie traitant des effets).

La hauteur des vagues hwellen d'un lac en crue doit être prise en considération (voir la partie traitant des effets).

La hauteur de retenue indique de combien la hauteur d’écoulement s’élève encore plus lorsque le flux rencontre un obstacle.

Majoration de la hauteur : Majoration de pondération de la classe d’ouvrage pour le dimensionnement.

Le niveau de refoulement est le niveau le plus élevé que l’eau puisse atteindre dans une installation d’évacuation des eaux. On fait une distinction entre a) le niveau de refoulement calculé selon le plan général d’évacuation des eaux (PGEE) et b) le niveau maximum possible de refoulement. Ce dernier correspond à la hauteur d’écoulement maximum.

Lorsqu’un terrain de forte déclivité (≥ 5-10 %) est inondé, la vitesse d’écoulement peut dépasser les 2 m/s. De telles vitesses apparaissent notamment sur les tronçons canalisés (par ex. rues et ravines). En terrain peu incliné (< 2 %), la vitesse tombe nettement sous les 2 m/s.

La vitesse de montée des eaux décrit la rapidité avec laquelle le niveau des eaux s’élève lors d’une inondation. Cette valeur est décisive pour estimer la menace qui pèse sur les personnes à l’intérieur et à l’extérieur des bâtiments. En cas d’inondations dues à une obstruction (par des débris flottants au niveau des ponts, des passages d’eau et des passages étroits), à des ruptures de barrages ou au déplacement d’un chenal, la vitesse de montée des eaux est rapide.

Détermination du danger et définition du niveau de protection

Pour déterminer les mesures visant à protéger les objets, il faut disposer de données concernant la hauteur d’inondation et la vitesse d’écoulement, ainsi que les éventuels matériaux flottants. Ces indications se trouvent sur les cartes d’intensité et dans le rapport technique portant sur la carte des dangers carte des dangers (voir aussi: Guide de lecture des cartes des dangers PLANAT).

En l'absence de données sur l’intensité, il convient de s'adresser à un spécialiste pour la déterminer. Le degré de danger local doit être éventuellement analysé. Il faut faire appel à un spécialiste si la vitesse d’écoulement est > 0,5 m/s et la profondeur d’écoulement est > 25 cm. Pour les sous-sols faisant l’objet d’une utilisation intensive (danger pour les personnes, équipements sensibles comme des serveurs ou de la domotique), un niveau de protection plus élevé s'impose.

Situations de danger

Situation de danger 1 : Inondation statique

L’inondation statique est caractérisée par une vitesse d’écoulement faible (v < 1 m/s). Les dommages sont alors dus non seulement à l’écoulement de l'eau, mais aussi à la pression sur l’enveloppe du bâtiment et sur le sol (ascendance). Cette pression hydrostatique croît avec la hauteur d’inondation.

Situation de danger 1 : inondation statique

Situation de danger 2 : Inondation dynamique

L’inondation dynamique présente une vitesse d’écoulement moyenne à élevée (v > 1 m/s). Outre la pression hydrostatique, le bâtiment subit aussi les effets de l’écoulement de l'eau (pression hydrodynamique) et des éléments flottants qui le percutent (troncs d’arbres, matériaux charriés).

Situation de danger 2 : inondation dynamique

Situation de danger 3 : Inondation dynamique avec érosion et dépôt de matériaux flottants

Un phénomène d’érosion apparaît si la vitesse d’écoulement est élevée (v > 2 m/s). Les matériaux charriés se déposent aux endroits où l’eau s’écoule à nouveau plus lentement. L'érosion se produit principalement sur les ouvrages construits le long de chenaux largement canalisés et de déclivité marquée (rues dans les localités) ainsi qu’au bord des rivières et des fleuves. L’érosion peut exposer ou affouiller les fondations de bâtiments. Les dépôts de matériaux solides occasionnent des surcharges (concerne notamment les ouvrages souterrains, par ex. les garages).

Situation de danger 3 : inondation dynamique avec érosion et affouillement

Situation de danger 4 : Erosion de la berge et déplacement du lit du cours d'eau

Lorsque l’érosion expose les fondations, la stabilité d'un bâtiment s'en trouve sévèrement menacée. Plus la surface d'attaque est étendue, plus l’action de l'eau et des matériaux flottants est intense. Si le lit d’un fleuve ou d'une rivière se déplace, les voies d’écoulement changent très rapidement et atteignent des zones qui étaient jusque là à l'abri du danger.

Situation de danger 4 : érosion des berges et déplacement du lit

Situation de danger 5 : Glissement de la berge

La berge glisse quand le lit d’un fleuve devient plus profond en raison de masses d'eau importantes. Pour le degré de danger et les mesures de protection potentielles. Si la crue atteint l’ouvrage, il y a lieu de considérer également les répercussions correspondant à la situation de danger 4.

Situation de danger 4 : glissement de terrain près du cours d'eau

Situation de danger 6 : Eaux souterraines

Les eaux souterraines montent sous l’effet des précipitations intenses et des cours d’eau en crue, et pénètrent dans les sous-sols par les ouvertures et l’enveloppe non étanche du bâtiment. Dans les cas les plus graves, elles peuvent même remonter à la surface du terrain et pénétrer dans le bâtiment via le rez-de-chaussée. Une remontée des eaux souterraines peut faire flotter le bâtiment et engendrer des problèmes de statique.

Inondation due à une remontée des eaux souterraines. L'eau pénètre dans les sous-sols par les ouvertures et l’enveloppe non étanche du bâtiment.

Situation de danger 7 : Refoulement dans les canalisations

Si le système de canalisations est surchargé, un refoulement peut survenir.

Refoulement et Inondation dues à la surcharge du réseau d'égouts

Voies de pénétration de l'eau dans le bâtiment

Voies d'entrée de l'eau en cas d'inondation
  1. L'eau traverse les parois ou la dalle de la cave
  2. L’eau reflue dans le bâtiment par les canalisations
  3. L’eau pénètre par des raccordements non étanches du bâtiment (entrées de conduites, câbles noyés dans la maçonnerie sans protection étanche) ou par des joints non étanches
  4. L'eau s’écoule par les sauts-de-loup et les fenêtres de la cave
  5. L’eau suinte à travers les parois extérieures
  6. L’eau pénètre par les ouvertures des portes et des fenêtres
  7. L'eau / l’humidité pénètre à travers la façade lors d’une pluie intense combinée avec une tempête
  8. L’eau pénètre dans le bâtiment par le toit et le balcon
  9. La grêle et les feuilles bouchent les installations d'évacuation des eaux. Cela peut ainsi provoquer l’infiltration de l'eau dans le bâtiment (voir points 4, 5 et 6).

Lors d'une pluie intense, l’eau peut pénétrer dans les pièces ou endommager la structure (construction légère) lorsqu’elle s’accumule, même brièvement, sur des toits plats ou sur des balcons.

Types et causes de dommages

Le sol détrempé et les dépôts de boue entraînent une dépréciation partielle ou totale des aménagements intérieurs (sols, murs, toits), des installations et du contenu du bâtiment. Dans certains cas, la structure porteuse peut également être affectée. L’engorgement du sol a généralement un effet au-delà de la hauteur maximale d’inondation : les phénomènes de capillarité dans les parois et d’évaporation de l’eau peuvent en effet affecter également des parties de bâtiments situées plus haut que cette cote maximale. Toutes les matières solubles et non solubles charriées par l’eau causent une saleté considérable. Les produits en bois, papier, textiles ou plâtre subissent un dégât total s’ils absorbent de l’eau. Les courts-circuits aux installations électriques peuvent également causer des incendies, détruire des équipements techniques et mettre en danger les personnes. D’autres dommages peuvent être liés à des réactions chimiques avec des matières stockées ou dus à l’entreposage de matières solides ou de substances odorantes.

Mesures de protection

L’aménagement du Terrain est la mesure principale à prendre pour éviter des dommages dus aux inondations (pluies intenses). Le niveau d'eau potentiel est déterminant pour la planification (niveau de protection, prise en compte des vagues dues à l’écoulement dynamique !).

La protection contre les crues peut en outre être assurée selon trois axes :

  • Écran : L’eau est tenue à l’écart du bâtiment à l’aide de barrières (digues, murs en béton) ou en surélevant celui-ci. Il est important que ces mesures de protection n’augmentent pas le degré de danger sur les terrains voisins.
  • Étanchement : Le bâtiment est construit de manière étanche sous forme de cuve. Les ouvertures nécessaires sont placées au-dessus du niveau de protection. La façade doit être conçue de manière imperméable jusqu’au niveau de protection. Des dommages surviennent quand l’enveloppe du bâtiment est salie ou des objets sont projetés à haute vitesse contre le bâtiment.
  • Inondation contrôlée : On accepte délibérément que le bâtiment soit inondé. Les dégâts sont limités en recourant à des matériaux insensibles à l’eau pour l’aménagement intérieur et en utilisant le bâtiment conformément à la situation. Le principe de l’inondation contrôlée est principalement appliqué aux bâtiments existants pour lesquels la résistance au soulèvement est problématique, afin d’éviter des dommages encore plus importants (rupture de la dalle du sol).
Distinction entre les mesures permanentes et les mesures temporaires

Important : les mesures de protection temporaires ne sont utiles que si le délai d’alerte est long (plusieurs heures à plusieurs jours). Elles requièrent une organisation d'urgence irréprochable et assurée à long terme.

Propositions de concepts et de mesures de protection pour les différentes parties du bâtiment : Check-up des dangers naturels

Littérature
Littérature générale

ASTRA (2012): Dangers naturels sur les routes nationales : Concept de risque. Méthodologie basée sur les risques pour l’évaluation, la préven-tion et la maîtrise des dangers naturels gravitationnels sur les routes nationales, Office fédéral des routes, Berne.

Egli, Th. (2005): Recommandations - Protection des objets contre les dangers naturels gravitationnels. Association des établissements cantonaux d'assurance incendie, Berne.

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Fondation de prévention des établissements cantonaux d'assurance (2014): Prevent-Building – une méthode et un outil d’évaluation de l’efficacité, de la rentabilité et de l’acceptabilité des mesures de protection des bâtiments, destinés à parer aux risques naturels gravitationnels et météorologiques. Rapport concernant la phase 1 incluant les adaptations de la phase 2. Groupe de travail Prevent-Building: WSL-Institut pour l'étude de la neige et des avalanches SLF, Egli Engineering AG, Geotest SA, B,S,S. Volkswirtschaftliche Beratung, Version 12.05.2014. (Download)

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Crues / laves torrentielles

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VDI (2006): Schutz der Technischen Gebäudeausrüstung - Hochwasser - Gebäude, Anlagen, Einrichtungen. Verein Deutscher Ingenieure, VDI Richtlinie 6004, Düsseldorf.

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