Chez ESTUDENER, nous concevons, calculons et fabriquons des mâts de mesure en treillis, haubanés ou autoportants, depuis plus de vingt ans, toujours avec la plus grande rigueur technique.
Une question fréquente de nos clients (souvent à la demande de leurs propres clients finaux) est quelle épaisseur de givre faut-il considérer pour un site donné ?
La question n’est pas anodine. Tentons d’y voir plus clair.
1. La neige et son manque de pertinence pour les mâts de mesure
La neige est de l’eau cristallisée qui tombe verticalement et s’accumule lorsqu’elle rencontre des surfaces horizontales ou légèrement inclinées.
Sur un mât en treillis, il n’existe pratiquement pas de surfaces horizontales permettant une accumulation significative de neige, sauf la présence éventuelle de plates-formes ou de passerelles, et même dans ce cas, l’effet reste généralement négligeable dans le calcul structurel.
D’un point de vue physique et normatif, appliquer des charges de neige à un mât de mesure n’a pas de sens technique. Les principales normes internationales le confirment, notamment ASCE 7, TIA-222-H et AS/NZS 1170.3, qui ne prennent la neige en compte que sur les surfaces où une accumulation est possible.
2. Le givre, le véritable danger pour les mâts
Le givre se forme lorsque l’humidité atmosphérique (nuage, brouillard ou précipitation surfondu) se fixe ou gèle sur des surfaces froides exposées, telles que structures, câbles ou profils, qui servent de noyaux de congélation.
Il peut atteindre des épaisseurs importantes, s’enrouler autour des éléments et possède une densité bien supérieure à celle de la neige.
Contrairement à la neige, le givre est un facteur déterminant dans le calcul structurel, en particulier pour les mâts haubanés, où il se fixe non seulement sur la structure mais aussi sur les haubans, augmentant considérablement les efforts sur la tour, car au poids supplémentaire s’ajoute l’augmentation de la surface soumise au vent.
3. L’Eurocode et le vide normatif
En Europe, une norme spécifique régit le calcul des mâts et pylônes : EN 1993-3-1 (Eurocode 3 – Design of steel structures – Towers and masts).
Cette norme reconnaît le givre (« ice loading ») comme une action environnementale, au même titre que le vent, mais ne définit pas de valeurs pour l’une ou l’autre de ces actions, renvoyant à cet effet aux Annexes Nationales de chaque pays.
La norme complémentaire EN ISO 12494 (Atmospheric Icing of Structures) décrit les types de givre et leurs propriétés physiques, sans pour autant fournir de valeurs locales ; elle constitue uniquement un guide technique.
Une nouvelle norme est en préparation, encore à l’état de projet : EN 1991-1-9 (Eurocode 1, Actions sur les structures, Givrage atmosphérique), qui regroupe toutes les informations relatives au givre, mais laisse, là encore, les valeurs de référence à la discrétion des Annexes Nationales.
Chaque pays peut (et devrait) définir dans son Annexe Nationale les paramètres spécifiques de calcul des mâts, notamment la caractérisation du vent et du givre par zone géographique.
Pour le vent, la quasi-totalité des pays européens dispose d’une Annexe Nationale, mais pour le givre, nombreux sont ceux qui n’en ont pas encore, ce qui laisse le concepteur sans critères précis pour déterminer l’épaisseur et la densité de givre à appliquer.
4. Peut-on estimer le givre attendu à partir de l’altitude, de la température et de l’humidité ?
La réponse est non.
Bien que la latitude, l’altitude, le vent et l’humidité influencent la formation de givre, il n’existe aucune formule physique ou empirique validée permettant de calculer une épaisseur de givre à partir de ces paramètres.
La norme EN ISO 12494 le reconnaît clairement dans plusieurs passages :
« La formation de givre atmosphérique est un phénomène très variable, dépendant des conditions météorologiques et topographiques locales. »
« La sévérité du givrage atmosphérique varie considérablement d’un site à l’autre, même entre localisations proches, selon l’exposition, l’altitude, la direction du vent et le climat local. »
« Les méthodes présentées dans cette annexe sont approximatives et doivent être appliquées avec prudence, car les conditions locales de formation de givre peuvent différer sensiblement des moyennes régionales. »
5. Quelle charge de givre choisir ?
Dans les pays disposant d’une réglementation nationale développée, nous recommandons d’utiliser les épaisseurs et densités indiquées dans la norme nationale. Même s’il n’existe aucune certitude que ces valeurs ne soient pas dépassées, elles constituent une référence utile :
- Allemagne : 30 mm de givre, densité 7 kN/m³, jusqu’à 600 m d’altitude
- France : 20 mm, 40 mm et 60 mm selon l’altitude, densité de 7,2 à 8,4 kN/m³ selon la hauteur du mât
- Royaume-Uni, Danemark, Croatie et Pologne : annexes contenant des valeurs ou références nationales relatives au givre
Dans les pays sans Annexe Nationale, il est possible d’adopter des valeurs indicatives issues de la bibliographie ou des critères de pays voisins, mais toujours avec prudence.
Comme mentionné plus haut, rien ne garantit que ces valeurs reflètent le comportement réel du site.
6. Conseils pratiques pour les installateurs
En tant que fabricants, nous proposons des structures calculées pour résister à une charge spécifique de vent et de givre, mais nous ne pouvons pas garantir que ces conditions ne seront pas dépassées sur le site réel.
Même lorsque la réglementation existe, les données sont statistiques, et les statistiques peuvent toujours être dépassées.
Notre expérience, acquise au fil de milliers de mâts conçus et fabriqués, montre qu’il n’existe pas de règle universelle garantissant le choix parfait de l’épaisseur de givre.
Nous savons toutefois que les mâts situés dans des zones humides et en altitude sont les plus vulnérables, et nous avons constaté des effondrements dus à un givrage sévère.
Nous recommandons à nos clients installateurs :
- Rappeler que le client final doit déterminer l’épaisseur de givre à considérer dans le calcul.
- Conseiller que la police d’assurance couvre les phénomènes climatiques supérieurs à ceux retenus pour le dimensionnement.
- Appliquer les valeurs des annexes nationales lorsqu’elles existent.
- En l’absence de norme, tenir compte de l’altitude et de l’humidité comme facteurs essentiels, amplifiés par la hauteur du mât.
- Faire preuve d’une transparence totale, en indiquant dans la documentation l’épaisseur et la densité de givre utilisées pour le calcul.
- Ne jamais affirmer que l’épaisseur retenue « ne sera pas dépassée », même lorsque la norme est respectée.
Conclusion
Les mâts de mesure en treillis peuvent être soumis à des charges de givre importantes, notamment les mâts haubanés, où le givre sur les câbles peut multiplier les efforts structurels.
Chez ESTUDENER, nous garantissons toujours transparence, expérience et rigueur dans nos calculs, en fournissant à chaque client les informations nécessaires pour définir des hypothèses de givre cohérentes, raisonnables et sûres.