Grêle
Plus de la moitié des bâtiments en Suisse subiront, au moins une fois dans leur vie, une averse de grêle violente avec des grêlons ≥ 3 cm de diamètre. Des grêlons de cette taille tombent à près de 90 km/h. Au niveau des bâtiments, ils peuvent perforer les matériaux synthétiques et les crépis ou courber les stores ou les tôles fines. Si la façade est endommagée, de l'eau peut s'infiltrer et engendrer des dommages subséquents. Le risque de grêle est particulièrement élevé en été et les prévisions locales ne sont possibles qu'à très court terme. Une seule averse de grêle peut très rapidement toucher de nombreux bâtiments et causer de gros dégâts.
Des matériaux résistant à la grêle, des produits testés contre la grêle et le signal d'alerte grêle gratuit pour les stores « Protection contre la grêle - tout simplement automatique » permettent une protection efficace et effective.
La norme SIA 261/1 définit un événement d’une périodicité de 50 ans comme objectif de protection contre la grêle pour les bâtiments résidentiels et commerciaux. À partir de la classe d’ouvrage II, l'objectif de protection passe à la classe supérieure de résistance à la grêle. En outre, des exigences du droit des assurances doivent être respectées. Dans la plupart des cas, il est avisé de prévoir pour tous les éléments de l'enveloppe du bâtiment la résistance à la grêle RG3 (grêlon de 3 cm de diamètre) dont la mise en œuvre est simple. Il faut particulièrement être prudent avec les produits en matière synthétique, car ils peuvent rapidement perdre leur capacité de résistance en vieillissant.
Formation de grêlons : La grêle s'accompagne forcément d'un orage. Le risque de chute de grêle est le plus élevé dans les régions où des masses d’air froid et sec et des masses d’air chaud et humide se rencontrent, ainsi que le long des Préalpes, où cet effet est accentué par la topographie. La formation de gros grêlons requiert de puissants courants ascendants dans le nuage d’orage.
La forme des grêlons est très variée. Le plus souvent, ils sont en forme de billes. Les grêlons oblongs ou à bords tranchants peuvent exercer une charge ponctuelle élevée lors de l’impact, en raison de leur forme. Ils sont susceptibles de perforer des constructions à enveloppe élastique tendue.
La direction d'incidence détermine quelles façades d’un bâtiment sont touchées. L’angle d’incidence détermine l’intensité de l'action. C’est lorsque l’impact est perpendiculaire à la surface que la charge subie par l’élément considéré est la plus grande. La direction et l’angle d’incidence peuvent varier au cours d’une averse de grêle. Dans les cas extrêmes, il est possible que les façades et les toits soient atteints par des grêlons provenant de tous les côtés.
La durée de la chute de grêle influence l’énergie cinétique des grêlons qui tombent et l’épaisseur de grêle accumulée. Lorsqu’elle se prolonge, il est possible que la surface du bâtiment touchée se refroidisse brusquement et le comportement des matériaux peut changer (diminution de la résistance, rupture fragile).
Une colonne de grêle s’étend habituellement sur une longueur de quelques kilomètres. Une cellule orageuse peut produire des chutes de grêle en différents endroits. Il faut tenir compte de l’épaisseur de grêle accumulée. Elle représente une lourde charge notamment sur les toitures à redans.
L'intensité des dégâts infligés à un élément de construction dépend de la taille des grêlons. Il est indispensable de connaître la taille des grêlons et la fréquence de la grêle pour pouvoir déterminer les mesures de protection.
La délimitation des zones de grêle selon la norme SIA 261/1 annexe G est identique à la carte de grêle de l'AEAI (50 ans).
Dans le cadre du projet « Climatologie de la grêle en Suisse », de nouvelles cartes de danger de grêle ont été établies sur la base des données actuelles. Ces nouvelles cartes du risque de grêle représentent la base scientifique la plus récente et montrent que le risque de grêle a été sous-estimé dans de nombreuses régions jusqu'à présent. Cela signifie qu'en de nombreux endroits, la recommandation générale de l'objectif de protection pour une résistance à la grêle de 3 cm s'applique déjà pour une période de retour de 20 ans.
Danger de grêle sur une surface de référence de 100 m2: taille des grêlons pour une période de retour de 50 ans
vers le géoportail fédéral (geo.admin.ch)
Légende et informations complémentaires:
Les cartes du danger de grêle montrent les valeurs de retour de la taille des grêlons LEHA-100 statistiquement estimées pour la période de retour de 50 ans. LEHA-100 décrit la plus grande taille des grêlons attendue sur une surface de référence de 100 m2. LEHA est dérivé de la taille de grêle maximale estimée par kilomètre carré avec l'algorithme radar MESHS (données radar de MétéoSuisse pour la période de 2002 à 2020). Les nouvelles cartes du danger de grêle représentent la taille des grêlons en fonction de la période de retour T. Ils décrivent la taille des grêlons qui sera dépassée dans les conditions climatiques actuelles, par surface de référence, avec une probabilité de 1/T par an. Ainsi, la carte pour 50 ans montre quelle taille de grêlon peut être attendue sur le long terme en moyenne une fois tous les 50 ans, ou avec une probabilité de 2% par an. Ces cartes fournissent une base actualisée pour évaluer le danger de grêle local. La carte des zones de grêle de l'annexe G1 de la norme SIA 261/1 (2020) reste valable sans modification.
- MESHS : Maximum Expected Severe Hail Size est défini comme la taille maximale de la grêle estimée par kilomètre carré. Cela signifie que la plupart des grêlons à l'intérieur de cette surface sont plus petits.
- LEHA : Largest Expected Hail on a Reference Area est une dérivation mathématique de la taille de la grêle MESHS définie pour un kilomètre carré. Il décrit le plus gros grêlon attendu sur une zone de référence plus petite. Dans des cas extrêmes, un grêlon MESHS peut avoir un impact sur la zone de référence petite, mais cela se produit rarement.
Comme la grêle est le plus souvent accompagnée de vent, la situation de danger suivante est la plus pertinente :
Une chute de grêle est susceptible de porter atteinte aux matériaux constituant l’enveloppe du bâtiment en endommageant leur surface, leur forme ou leur structure.
Classe de dommages |
Définition |
Manifestation |
|---|---|---|
Dommages à la surface |
Détérioration de la surface des matériaux sous la forme de rugosification, arrachement ou écaillage |
Altération réversible |
Dommages à la forme |
Dommages aux matériaux sous la forme de déformations | Bossellement |
Dommages à la structure |
Dommages aux matériaux sous la forme de fissures, ruptures, éclatements ou perforations |
Fissuration |
Dommages à la surface causés par la grêle
Dommages à la forme causés par la grêle
Dommages à la structure causés par la grêle
En utilisant des matériaux de construction résistant à la grêle, on peut protéger toute l'enveloppe du bâtiment des impacts de grêle. Une résistance à la grêle RG 3 est recommandée comme valeur de référence minimale (voir répertoire grêle). De plus, les éléments de construction sensibles tels que les stores à lamelles ou les matières synthétiques ne devraient jamais être exposés directement à la grêle (voir « Protection grêle – tout simplement automatique »).
Propositions de concepts et de mesures de protection pour les différentes parties du bâtiment :
Egli, Th. (2007): Recommandations - Protection des objets contre les dangers naturels météorologiques. Association des établissements cantonaux d'assurance incendie, Berne.
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)
Suda J. und Rudolf-Miklau F. (Hrsg.) (2012): Bauen und Naturgefahren, Handbuch für konstruktiven Gebäudeschutz. Springer, Wien.
Andrews, K.E., Blong, R.J. (1997): March 1990 Hailstorm Damage in Sydney, Australia. Natural Hazards, 16: 113 – 125, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. DOI:10.1023/A:1007913508192.
APSFV/SFHF (2017): Hagelwiderstand von Bekleidungsmaterialien für die vorgehängte, hinterlüftete Fassade. Ventilator 6, Commission technique de l'Association professionelle suisse pour des façades ventilées APSFV/SFHF, Januar 2017.
Changnon, S.A (1977): The Scales of Hail. Journal of Applied Meteorology, Vol. 16, 626 – 648. DOI:10.1175/1520-0450(1977)016<0626:TSOH>2.0.CO;2.
Charlton, R.B., Kachman, B.M., Wojtiw, L. (1995): Urban Hailstorms: a View from Alberta. Natural Hazards, 12: 29 – 75, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. DOI:10.1007/BF00605280.
Eckhardt, A., Wörndle, P., Leonarz, M., Lattmann, P. (2007): Schadenpotenziale, Studie erstellt im Auftrag der Präventionsstiftung der kantonalen Gebäudeversicherungen, Bern.
Flüeler, P., Staudenmaier, A. (2005): Hagelwiderstand der Gebäudehülle – Archivdaten. Studie erstellt im Auftrag der Präventionsstiftung der kantonalen Gebäudeversicherungen, Bern.
Flüeler, P., Stucki, M. (2007): Hagelwiderstand der Gebäudehülle – experimentelle Ermittlung des Hagelwiderstandes, Studie erstellt im Auftrag der Präventionsstiftung der kantonalen Gebäudeversicherungen, Bern.
Haag E. (1997): Hail-Fall, Roofing and Impact Testing. Haag Engineering Co., Document No. 972-247-6444, Carrollton, Texas.
Kim, H., Keith T.K. (2000): Modeling Hail Ice Impact and Predicting Impact Damage Initiation in Composite Structures. American Institute of Aeronautics and Astronautics Journal, Vol. 38, No. 7. DOI:10.2514/2.1099.
Hohl, R.; Schiesser, H.H., Aller, D. (2002): Hailfall: the relationship between radar-derived hail kinetic energy and hail damage to buildings. Atmospheric Research, Vol. 63, P. 177 – 207, Elsevier. DOI:10.1016/S0169-8095(02)00059-5.
IBHS (2002): Is Your Home Protected From Hail Damage? A Homeowners Guide to Hail Retrofit. Institute for Business & Home Safety, Tampa.
Leigh, R., Kuhnel, I. (2001): Hailstorm Loss Modelling and Risk Assessment in the Sydney Region. Natural Hazards, Vol. 24, Issue 2, P. 171 – 185, Dortrecht. DOI:10.1023/A:1011855801345.
Löwe, C. (1998): Freibewitterung von Lichtplatten aus Kunststoffen. Eine Langzeitstudie während elf Jahren. Chimia 52, Neue Schweizerische Chemische Gesellschaft, S. 182 - 192.
McMaster, H. (2001): Hailstorm Risk Assessment in Rural New South Wales. Natural Hazards, Vol. 24 Issue 2, P. 187 – 196, Dortrecht. DOI:10.1023/A:1011820206279.
Münchener Rück (1984): Hagel. Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, München.
Paterson D.A., Sankaran, R. (1994): Hail impact on building envelopes. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, No. 53, S. 229 – 246.
Risk Frontiers Australia: http://www.es.mq.edu.au/NHRC/web/scales/scalespage12.htm, Datum: 02.12.2002.
SIGaB (2007): Le verre et la sécurité. Documentation, Institut Suisse du verre dans le bâtiment, Schlieren.
Schiesser, H.H. (1988): Fernerkundung von Hagelschäden mittels Wetterradar. Remote Sensing Series, Geographisches Institut, Universität, Zürich.
Schiesser, H.H. (2006): Hagelstürme in der Schweiz: Wiederkehrperioden von schadenbringenden Hagelkorngrössen – eine Abschätzung. Studie erstellt im Auftrag der Präventionsstiftung der kantonalen Gebäudeversicherungen, Bern.
Stucki, M., Egli, Th. (2007): Elementarschutzregister Hagel – Synthesebericht. Bericht erstellt im Auftrag der Präventionsstiftung der kantonalen Gebäudeversicherungen, Bern. (Elementarschutzregister Hagel)
Summers, P.W., Wojtiw, L. (1971): The economic impact of hail damage in Alberta, Canada and its dependence on various hailfall parameters. 7th Conf. Severe Local Storms, 158 – 163, Kansas City.
UIR (2015): Analyse des événements grêle 2011. Étude de l’orage de grêle des 12 et 13 juillet 2011 dans le canton d’Argovie. Union intercantonale de réassurance UIR, Berne.
UIR (2012): Analyse des événements grêle 2009. Etude des orages de grêle du 26 mai et du 23 juillet 2009. Union intercantonale de réassurance UIR, Berne.
Vanomsen, P., Egli, Th. (2007): Elementarschutzregister. Schlussbericht zum Teilprojekt. Studie erstellt im Auftrag der Präventionsstiftung des kantonalen Gebäudeversicherungen, Bern.
Yeo, S., Leigh, R., Kuhne, I. (1999): The April 1999 Sydney hailstorm. Natural Hazards Quarterly, Vol. 5 issue 2, Natural Hazards Research Centre, Macquarie University, Sydney.