Laves torrentielles

Source : Office des ponts et chaussées, Canton de Berne

Bases

Une lave torrentielle est un mélange s’écoulant rapidement constitué d’eau, de matériaux fins et de gros blocs de terre et de pierre. On parle également de « lave de boue », « coulée boueuse », « coulée de boue » ou « coulée torrentielle ». Les laves torrentielles se forment dans les lits des cours d'eau et le long des versants escarpés (coulées de boue de versant). Elles peuvent charrier une grande quantité de matériaux solides (gravier, blocs), de terre et de bois. Étant donné qu'en règle générale les délais de préalerte ne sont pas suffisants, seules des mesures de construction permanentes sont capables de protéger les bâtiments, combinées éventuellement avec des adaptations dans l’utilisation des espaces.

Objectif de protection recommandé : le bâtiment reste intact jusqu’à un événement tricentennal de lave torrentielle et protège les personnes se trouvant à l’intérieur (mesures de protection).

Termes techniques

Les laves torrentielles survenant dans le lit de cours d'eau sont très dangereuses, car elles peuvent atteindre des vitesses allant jusqu’à 70 km/h et charrier une grande masse de matériaux. Il arrive souvent que les laves torrentielles arrachent et entraînent avec elles des matériaux sur les bords et le fond du lit des cours d’eau (cf. érosion des berges en cas de crue). En terrain peu incliné ou bien si les coulées peuvent s’étaler sur les côtés, cette vitesse tombe à une valeur comprise entre 7 et 25 km/h pour des hauteurs d'écoulement situées entre 0,5 m et 3 m. Si une lave torrentielle perd de la vitesse et de l'eau, elle peut s'amonceler et ainsi causer le déclenchement de nouvelles laves torrentielles.



Si la lave torrentielle déborde du chenal, on parle de débordement de laves torrentielles. Les effets d’une lave torrentielle sur un obstacle varient en fonction des matériaux charriés, de la vitesse au moment de l’impact et du contournement dynamique du mélange liquide-solide. L’impact occasionné par les éléments simples isolés de grande taille (gros blocs ou troncs d’arbre) peut aussi être déterminant. Selon son emplacement et sa forme, un bâtiment peut être simplement contourné ou submergé. L’impact direct notamment avec de gros blocs de pierre ou des troncs d’arbres est plus violent. Dans les Alpes, les laves torrentielles les plus importantes charrient un volume de matériaux solides représentant quelque 100 000 m3 ; tandis que les petites laves torrentielles en transportent seulement 100 à 1000 m3.

Les coulées de boue de versant (aussi appelées « glissements spontanés ») peuvent survenir sur des versants escarpés lorsque les couches souterraines présentent une stabilité amoindrie et qu’elles sont fortement détrempées. La masse de terre saturée d'eau se met alors subitement en mouvement. Le mouvement est très rapide en raison de la part élevée en eau, ce qui provoque un déplacement total du sol. L’action exercée sur le bâtiment est similaire au débordement de la lave torrentiel du chenal, mais les coulées de boue de versant sont plutôt constituées de matériaux fins.

Les délais d’alerte ne sont possibles ni pour les laves torrentielles dans un le lit d'un cours d'eau, ni pour les coulées de boue de versant, à l’exception des torrents équipés en amont de détecteurs qui permettent d’alerter à temps. Ce genre d'installations lourdes est uniquement prévu dans les cas exceptionnels où par exemple elles permettent de protéger tout un village ou de fermer une voie de circulation en cas d'événement imminent.

Paramètres d’intensité pour le dimensionnement des mesures

Pour dimensionner les mesures visant à protéger des objets, il faut disposer de données concernant la hauteur et la vitesse d’écoulement d’une éventuelle lave torrentielle. Une alternative est d’utiliser la pression exercée verticalement sur un obstacle. Ces données peuvent être tirées des cartes d’intensité et du rapport technique relatif à la carte des dangers. En cas d'absence de données sur les intensités, elles seront déterminées par un spécialiste des dangers naturels.

Situations de danger

Les situations de danger suivantes décrivent ce qui se passe lorsqu'un bâtiment est percuté ou contourné par des laves torrentielles et des coulées de boue de versant.

Situation de danger 1 : Une lave torrentielle percute un bâtiment

Le mélange d’eau et de matériaux solides percute le bâtiment et s’accumule contre celui-ci (hauteur de retenue). La pression exercée sur la paroi extérieure du bâtiment est déterminante. Cette pression dépend de la densité et de la vitesse de la lave torrentielle ainsi que de son angle d’incidence.

Par ailleurs, le choc occasionné par des éléments de plus grande taille (blocs de pierre, troncs d’arbres) doit être pris en compte.

Situation de danger 2 : Une lave torrentielle contourne un bâtiment grâce à un ouvrage de déviation

Si une lave torrentielle s’écoule en oblique contre un ouvrage de déviation (p.ex. une étrave ou un mur/digue de déviation) et le contourne, la pression agissant sur l’ouvrage est réduite en fonction de l’angle de déviation a. Cet angle a sera de 30° au maximum. Sinon, il n’y a plus d’effet déflecteur et l’on est en présence d’un choc tel que décrit dans la situation de danger 1. L’étrave doit en outre être suffisamment haute, car elle ne doit pas être submergée. Pour chaque mesure de protection, il convient de veiller à ne pas déplacer le danger sur des parcelles voisines.

Types et causes de dommages

Gersau, 2005. (Source : Th. Egli, Egli Engineering AG)
Gersau, 2005. (Source : Th. Egli, Egli Engineering AG)
Gersau, 2005. (Source : Th. Egli, Egli Engineering AG)

Mesures de protection

Des mesures en termes de conception et de renforcement permettent de réduire considérablement le danger pour les personnes et les biens matériels, par exemple si le bâtiment est placé de manière optimale sur le terrain ou si l'on a choisi une forme et une orientation adaptées pour le bâtiment. Évitez de prévoir des ouvertures dans la paroi extérieure exposée aux laves torrentielles ou protégez-les en conséquence. Prévoyez, dans le secteur exposé aux laves torrentielles, uniquement des locaux où les personnes séjournent peu de temps. Réalisez les parois extérieures et les ouvertures en construction massive et rendez étanche la zone potentiellement exposée.

Propositions de concepts et de mesures de protection pour les différentes parties du bâtiment : Protection des bâtiments.

Normes et directives

Normes de construction générales et relatives aux structures porteuses

Normes générales

SIA 480 (2016): Wirtschaftlichkeitsrechnung für Investitionen im Hochbau. Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein, Zürich.

 

Normes sur les structures porteuses

SIA 260 (2013): Grundlagen der Projektierung von Tragwerken. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 261 (2014): Einwirkungen auf Tragwerken. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 261/1 (2003): Einwirkungen auf Tragwerke – Ergänzende Festlegungen. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein. Zürich.

SIA 267 (2013): Geotechnik. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 267/1 (2013): Geotechnik - Ergänzende Festlegungen. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 269 (2011): Grundlagen der Erhaltung von Tragwerken. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 269/1 (2011): Erhaltung von Tragwerken - Einwirkungen. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich

SIA 465 (1998): Sicherheit von Bauten und Anlagen. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 469 (1997): Erhaltung von Bauwerken. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

 

Normes des produits de construction avec des exigences concernant laves torrentielles et les crues (sélection)

Systèmes de murs extérieurs

ÖNORM B 1300 (2012): Objektsicherheitsprüfungen für Wohngebäude – Regelmässige Prüfroutinen im Rahmen von Sichtkontrollen und zerstörungsfreien Begutachtungen, Grundlagen und Checklisten

 

Portes, fenêtres, fermetures extérieures

SIA 331 (2012): Fenster und Fenstertüren. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 342 (2009): Sonnen- und Wetterschutzanlagen. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 342.017 (2015): Abschlüsse aussen – Leistungs- und Sicherheitsanforderungen. (SN EN 13659). Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 343 (2014): Türen und Tore. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 343.061 (1999): Türblätter – Ermittlung der Widerstandsfähigkeit gegen harten Stoss. (SN EN 950). Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 343.102 (2000): Tore – Widerstand gegen eindringendes Wasser – Klassifizierung. (SN EN 12425). Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 343.111 (2000): Tore – Widerstand gegen eindringendes Wasser – Prüfverfahren. (SN EN 12489). Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

Ift – Richtlinie FE-07/1 (2005): Hochwasserbeständige Fenster und Türen. Anforderungen, Prüfung, Klassifizierung.

 

Revêtement de toits et de façades

SIA 329 (2012): Vorhangfassaden. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 271 (2007): Abdichtungen von Hochbauten. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 270 (2014): Abdichtungen und Entwässerungen - Allgemeine Grundlagen und Abgrenzungen. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 281 (2013): Dichtungsbahnen - Kunststoff- Dichtungsbahnen, bitumenhaltige Dichtungsbahnen und Ton-Dichtungsbahnen Produkte- und Baustoffprüfungen, Werkstoffbezeichnungen. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

 

Feuilles souples d'étanchéité

SIA 281.001 (2013): Abdichtungsbahnen – Bitumenbahnen mit Trägereinlage für Dachabdichtungen - Definitionen und Eigenschaften (EN 13707).

SIA 280.101 (2012): Abdichtungsbahnen – Kunststoff- und Elastomerbahnen für Dachabdichtung – Definitionen und Eigenschaften (EN 13956).

 

Etanchéité des joints

SIA V118/274 (2010): Allgemeine Bedingungen für Abdichtung von Fugen in Bauten – Vertragsbedingungen zur Norm Sia 274:2010. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 274 (2010): Abdichtung von Fugen in Bauten – Projektierung und Ausführung. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

 

Etanchéité aux eaux souterraines

SIA 272 (2009): Abdichtungen und Entwässerungen von Bauten unter Terrain und im Untertagbau. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

 

Technologie des eaux résiduelles

SIA 190.122 (2002): Rückstauverschlüsse für Gebäude – Teil 2: Prüfverfahren (SN EN 13564-2). Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 190.123 (2003): Rückstauverschlüsse für Gebäude – Teil 3: Güteüberwachung (SN EN 13564-3). Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

VSS-102 (2002): Entwässerungsrinnen für Verkehrsflächen – Klassifizierung, Bau und Prüfungsgrundsätze, Kennzeichnung und Beurteilung der Konformität (SN EN 1433).

SIA 190.254 (2015): Abwasserhebeanlagen für die Gebäude- und Grundstücksentwässerung – Bau- und Prüfungsgrundsätze – Teil 4: Rückflussverhinderer für fäkalienfreies und fäkalienhaltiges Abwasser (SN EN 12050-4).

SSIV-10 (2000): Schwerkraftentwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden – Teil 3: Dachentwässerung, Planung und Bemessung (SN EN 12056-3).

SSIV-12 (2000): Schwerkraftentwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden – Teil 5: Installation und Prüfung, Anleitung für Betrieb, Wartung (SN EN 12056-5).

SN 592 000 (2012): Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung.

SN 640 350 (2001): Oberflächenentwässerung von Strassen; Regenintensitäten. Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute VSS.

SIA 318 (2009): Garten- und Landschaftsbau. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

SIA 118/318 (2009): Allgemeine Bedingungen für Garten- und Landschaftsbau – Vertragsbedingungen zur Norm SIA 318:2009. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich.

EN 752 (2008): Entwässerungssysteme ausserhalb von Gebäuden.

 

Directives techniques (sélection)

Directives générales

HEV (2016): Paritätische Lebensdauertabelle. Hauseigentümerverband Schweiz / Schweizerischer Mieterinnen und Mieterverband. (Online-Tool)

SVGW (2010): Richtlinie für Gasleitungen. Richtlinie G2. Schweizerischer Verein des Gas- und Wasserfaches, Zürich.

SVGW (2013): Richtlinie für Wasserverteilung. Richtlinie W4 - Planung, Projektierung sowie Bau, Betrieb und Unterhalt von Trinkwasserversorgungssystemen ausserhalb von Gebäuden. Schweizerischer Verein des Gas- und Wasserfaches, Zürich.

 

Évacuation des eaux

Suissetec (2016) : Directive „Evacuation des eaux de toiture“. Association suisse et liechtensteinoise de la technique du bâtiment, Suissetec. (aussi disponible comme Application Web)

Suissetec/VSA (2012): SN 592000:2012: Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung.

VSA (1996): Planung der Liegenschaftsentwässerung. Informationsforum der VSA Fachgruppe „Liegenschaftsentwässerung“, Olten.

VSA (2002): Regenwasserentsorgung: Richtlinie zur Versickerung, Retention und Ableitung von Niederschlagswasser in Siedlungsgebieten. Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute, Zürich. (Update 2008 zur Richtlinie)

 

Verre

SIGaB (2007): Sicherheit mit Glas. Dokumentation, Schweizerisches Institut für Glas am Bau, Schlieren.

 

Bois

Lignum (2012): Holzbautabellen – Handbuch für die Bemessung. Lignum, Zürich. (Lignum-"Holzbautabellen 2" online)

Lignum (1999): Fassadenverkleidungen aus unbehandeltem Holz. Lignatec Nr. 8, ISSN 1421-0320, Zürich

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.

OFEV (2016): Protection contre les dangers dus aux mouvements de terrain. Aide à l’exécution concernant la gestion des dangers dus aux glissements de terrain, aux chutes de pierres et aux coulées de boue. Office fédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pratique n° 1608: 98 p.

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

PLANAT (2009): Concept de risque appliqué aux dangers naturels. Plate-forme nationale «Dangers naturels», 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.

Crues / laves torrentielles

BWW (1997): Prise en compte des dangers dus aux crues dans le cadre des activités de l'aménagement du territoire. Office fédéral de l’économie des eaux, Office fédéral de l’aménagement du territoire, Office fédéral de l’environnement, des forêts et du paysage, OCFIM, Berne.

Böll, A. (1997): Wildbach- und Hangverbau. Bericht Nr. 343, Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft, Birmensdorf.

BWK (2005): Mobile Hochwasserschutzsysteme - Grundlagen für Planung und Einsatz. Bund der Ingenieure für Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft und Kulturbau (BWK), Sindelfingen.

Egli, Th. (1996): Hochwasserschutz und Raumplanung. ORL-Bericht Nr. 100, vdf Hochschulverlag an der ETH, Zürich.

FEMA (1986a): Floodproofing Non-Residential Structures. Publication No. 102, Federal Emergency Management Agency, Washington D.C.

FEMA (1986b): Retrofitting Flood-prone Residential Structures. Publication No. 114, Federal Emergency Management Agency, Washington D.C.

Fachkommission Technischer Elementarschutz (FTE) (2012): Themenblatt 1-1, Bewertung der Erstellungssicherheit von temporären Objektschutzmassnahmen, Bern. (Excel Bewertungsblatt)

GEO (2000): Review of Natural Terrain Landslide Debris-Resisting Barrier Design. Geotechnical Engineering Office, Geo Report No. 104, Civil Engineering Department, the Government of the Hong Kong Special Administrative Region.

Hochwasserschutzfibel (2008): Bauliche Schutz- und Vorsorgemassnahmen in hochwassergefährdeten Gebieten. 2. überarbeitete und ergänzte Auflage.

IKSR (2002): Hochwasservorsorge – Massnahmen und ihre Wirksamkeit. Internationale Kommission zum Schutz des Rheins, Koblenz.

Kohli, A. (1998): Kolk an Gebäuden in Überschwemmungsebenen. Mitteilung Nr. 157, Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie, ETH, Zürich.

Kölz, E., In-Albon, Ch. (2012): Statische Probleme bei Hochwasserschutzmassnahmen, Risk&Safety AG, Aarau. (unveröffentlicht).

Rickenmann, D. (2014): Methoden zur quantitativen Beurteilung von Gerinneprozessen in Wildbächen. WSL Berichte, Heft 9, 2014. ISSN 2296-3456

Rickenmann, D. (1995): Beurteilung von Murgängen. Schweizer Ingenieur und Architekt, Nr. 48, Zürich.

Suter, U. (2013): Definition der Schutzhöhe beim Objektschutz Hochwassergefahren, Suter Hydro Engineering AG, Meilen.

USACE (1992): Flood Proofing Regulations. US Army Corps of Engineers, Publication No. 1165-2-314, US Government Printing Office, Washington.

Vanomsen, P. (2011): Wasserdichte Türen und Fenster – Übersicht der Normenwerke und ausgewählte Bauprodukte, Egli Engineering AG, St. Gallen und Bern.

VDI (2004): Schutz der Technischen Gebäudeausrüstung – Hochwasser. Verein Deutscher Ingenieure, VDI Richtlinie 6004, Düsseldorf.

AEAI/OFEG (2004): Protection mobile contre les crues - Aide à la décision. Association des établissements cantonaux d'assurance incendie, Berne, Office fédéral des eaux et de la géologie, Bienne.