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DONNÉES
CLIMATIQUES
pour le
CALCUL
DES BÂTIMENTS
AU
CANADA
1977
SUPPLÉMENT
N O1
DU CODE NATIONAL DU
BÂTIMENT
CANADA
Publié par le
Comité associé du Code national du bâtiment
Conseil national de recherches du Canada
Ottawa
CNRC N o
15556F
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Première édition 1953
Deuxième édition 1960
Troisième édition 1965
Quatrième édition 1970
Cinquième édition 1975
Sixième édition 1977
Oconseil national de recherches du Canada 1977
Droits réservés pour tous pays
Imprimé au Canada
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TABLE D E S MATIÈRES
Page
...
Préface
vii
...
Liste d'abréviations
ix
...
Températures de calcul de janvier
1
...
Températures de calcul de juillet
2
...
Degrés-jours de chauffage
3
...
Intensité des précipitations
4
...
Précipitation d'un jour
4
...
Précipitation annuelle totale
5
...
Surcharges dues
à
la neige
5
...
Effets dus au vent
6
...
Zones sismiques
8
Références
...
9
...
Tableau des valeurs de calcul des localités canadiennes désignées
11
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vii
Le Canada comporte une grande diversité de climats, diversité dont il est nécessaire de tenir
compte lors du calcul des bâtiments dans les diverses régions du pays. Le présent Supplément a
pour objet d'expliquer brièvement comment sont calculées les valeurs climatiques proposées et de
présenter une liste de données climatiques de calcul pour un certain nombre de villes et de petites
agglomérations. C'est grâce
à
ces données que l'on peut tenir compte des particularités climatiques
des diverses localités du Canada, et ainsi appliquer le Code
à
l'échelle nationale.
Les données météorologiques qui ont servi
à
établir le présent Supplément ont été fournies par
le Service de l'environnement atmosphérique du ministère de l'Environnement (anciennement le
Service de la météorologie du ministère des Transports) et analysées pour le Comité associé du
Code national du bâtiment par M. D.W. Boyd, météorologue du ministère de l'Environnement at-
taché
à
la Division des recherches sur le bâtiment du Conseil national de recherches du Canada.
M. Boyd a aussi mis au point des méthodes de calcul appropriées et établi les valeurs de calcul
pour toutes les localités indiquées au Tableau des valeurs de calcul des localités canadiennes dési-
gnées, dans les cas où les données météorologiques étaient inexistantes ou insuffisantes.
Les données contenues dans le présent document sont exprimées en unités SI conformément
à
la pratique courante dans le domaine météorologique et pour faire suite
à
la décision d'adopter le
système d'unités SI dans l'industrie de la construction. Les équivalents en unités anglaises de ces
valeurs peuvent être déterminés au moyen des facteurs de conversion contenus dans la norme na-
tionale CAN3-Z234.1-76, "Guide canadien de familiarisation au système métrique".
Etant donné qu'il est impossible de publier une liste exhaustive de toutes les municipalités cana-
diennes, les valeurs de calcul applicables aux localités non citées
à
la liste peuvent être obtenues en
s'adressant au Météorologue, Division des recherches sur le bâtiment, Conseil national de recher-
ches du Canada, Ottawa (Ontario) K1A OR6. Ces valeurs peuvent toutefois différer des exigences
juridiques énoncées par les autorités provinciales ou municipales régissant le domaine de la cons-
truction.
Les données sur les zones sismiques ont été fournies par la Direction de la physique du globe du
ministère de l'Energie, Mines et Ressources. Le rapport d'accélération au sol "A" et les désigna-
tions des zones sismiques sont maintenant inclus au tableau. On peut obtenir les données sismi-
ques concernant les municipalités non citées en écrivant
à
la Division de la sismologie, Direction
de la physique du globe, ministère de l'Energie, Mines et Ressources, Ottawa (Ontario) K l A OE4.
Les tableaux inclus dans les éditions précédentes ne figurent pas dans la présente édition car ils
ne sont pas destinés
à
être utilisés pour le calcul. Deux de ces tableaux, l'un sur les zones sismiques
et l'autre sur la répartition du pergélisol, ont été inclus dans les Commentaires
J
et L respective-
ment d u Supplément no 4 du Code national du bâtiment 1977.
Le Comité associé autorise avec plaisir la reproduction de ce document, en totalité ou en partie,
à
condition que le texte reproduit en fasse dûment mention.
Le Comité associé invite tous les utilisateurs du présent document
à
faire parvenir leurs com-
mentaires au Secrétaire, Comité associé du Code national du bâtiment, Conseil national de recher-
ches du Canada, Ottawa (Ontario) K1A OR6.
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LISTE D'ABREVIATIONS
Les abréviations utilisées dans le présent Supplément ont les significations suivantes:
A
...
rapport d'accélération
ann
...
annuel
OC
...
degré Celsius
CACNB
...
Comité associé du Code national du bâtiment
...
CNB
Code national du bâtiment
OF
...
degré Fahrenheit
...
kg/m3
kilogramme par mètre cube
kN/m2
...
kilonewton par mètre carré
lb/pi2
...
livre par pied carré
m/s
...
mètre par seconde
mm
...
millimètre
...
mn
minute
p
...
page
précip
...
récipitations
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DONNÉES CLIMATIQUES POUR LE
CALCUL DES
BÂTIMENTS
AU CANADA
Les éléments climatiques contenus dans le présent Supplément ont été choisis et formulés de
manière
à
fournir avant tout les valeurs de référence indispensables aux calculs et exigées d,ans
plusieurs sections du Code national d u bâtiment. Les degrés-jours de chauffage et les précipita-
tions totales annuelles sont aussi inclus dans le présent supplément. Les pages qui suivent ont pour
objet d'expliquer brièvement le rôle de ces divers éléments dans le calcul des bâtiments et d'indi-
quer les données de base utilisées ainsi que les transformations effectuées afin d'obtenir les valeurs
de calcul finales. Les valeurs de calcul pour les localités où les données climatologiques se sont
révélées inexistantes ou insuffisantes ont été obtenues en reportant sur des cartes
à
grande échelle
les valeurs observées ou calculées dans le cas de chaque station d'observation. Des isolignes ont
ensuite été tracées sur ces cartes afin de montrer la répartition des valeurs de calcul.
Le choix des 600 localités citées au tableau des valeurs de calcul découle de raisons très diverses.
Les corporations municipales de plus de 5 000 habitants ont été indiquées,
à
moins d'être situées
tout près de centres plus importants. Dans le cas des régions faiblement peuplées, cependant, il a
fallu citer un grand nombre de localités de moindre importance. Par ailleurs, les stations météoro-
logiques d'où proviennent les observations de base ont été souvent citées de préférence
à
des loca-
lités voisines plus importantes. Enfin,
à
la suite d'un certain nombre d e demandes concernant
d'autres localités, celles dont la plupart des éléments étaient calculés ont été ajoutées
à
la liste.
Dans certains cas, les valeurs obtenues
à
partir de cartes
à
grande échelle n'ont pas été arrondies.
Le tableau des valeurs de calcul du présent Supplément ne vise pas
à
donner une image com-
plète des variations des divers éléments climatiques. Pour toute demande adressée au Météorolo-
gue de la Division des recherches sur le bâtiment (voir Préface) concernant une localité non citée,
des valeurs précises seront calculées
à
partir de la liste des valeurs observées ou calculées pour les
stations météorologiques, des cartes manuscrites
à
grande échelle et d e tout autre renseignement
disponible. En l'absence d'observations climatologiques pour un endroit donné, la topographie lo-
cale peut constituer une donnée importante; o n sait par exemple que l'air froid tend
à
s'accumuler
dans les cuvettes, que les précipitations augmentent souvent avec l'altitude et que les vents sont
généralement plus violents près de grandes étendues d'eau. De telles considérations ne peuvent
manquer d'influer sur le calcul de certaines valeurs, et elles seront prises en compte dans la mesure
d u possible pour répondre aux demandes de renseignements.
Toutes les observations climatologiques ayant servi
à
l'élaboration du tableau proviennent né-
cessairement d'endroits habités; par conséquent, on ne peut interpoler
à
partir des valeurs des car-
tes ou du tableau que dans le cas des endroits situés
à
la même altitude et comportant les mêmes
caractéristiques topographiques.
Cette remarque s'applique tout spécialement aux régions montagneuses, où les valeurs ont été
établies pour les vallées habitées et non pour les versants des montagnes ni pour les cols élevés où,
dans certains cas, o n connaît l'existence de conditions climatiques très différentes.
TEMPÉRATURES DE CALCLIL DE JANVIER
Tout bâtiment et son installation de chauffage doivent normalement être calculés pour mainte-
nir la température intérieure
à
un niveau préétabli; d'où la nécessité d e connaître les conditions
climatiques les plus défavorables dans lesquelles l'installation doit continuer de fonctionner de
manière satisfaisante. Une baisse de température au-dessous du niveau préétabli n'apporte généra-
lement pas d'inconvénient grave,
à
condition d'être peu importante et de courte durée.
Il suffit
donc d'adopter plutôt que des valeurs climatiques de calcul les plus défavorables pour une période
de plusieurs années, des valeurs moins extrêmes et susceptibles d'être quelque peu dépassées
à
l'occasion.
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Les températures de calcul hivernales ne tiennent pas compte du vent ni du rayonnement so-
laire. 11 est vrai que ces deux variables influent également sur la température intérieure de la plu-
part des bâtiments, mais il n'existe aucune façon satisfaisante de combiner leurs effets avec ceux
de la température extérieure. Bien que certaines méthodes complexes visant
à
prendre en compte
plusieurs éléments climatiques aient été élaborées et utilisées au cours des dernières années, il de-
meure que l'utilisation de valeurs moyennes pour le vent et le rayonnement solaire s'avère généra-
lement satisfaisante pour les calculs.
La température de calcul hivernale correspond
à
une valeur extrême égalée ou dépassée par un
pourcentage très réduit des températures horaires de janvier. Dans les éditions précédentes du
présent document, les températures de calcul d e janvier ont été obtenues
à
partir d e compilations
faites par la Division météorologique du ministère des Transports et portant sur la distribution des
températures horaires pour les années 195
1
à
1960 inclusivement dans le cas de
1
18 stations. Les
"Hourly Data S ~ m m a r i e s " ( ~ )
(incluant la distribution de fréquence des températures) sont basés
sur les données recueillies pendant les années 1957
à
1966 et paraissent tous les ans depuis 1967
pour plusieurs stations; les données sont maintenant disponibles pour 109 stations. Ces résumés
permettent de fournir un deuxième groupe de températures de calcul d e janvier. La température
de calcul pour les 69 stations citées dans les deux listes correspond
à
la moyenne des deux valeurs
et est basée sur la période allant de 195
1
à
1966 inclusivement, en comptant
4
ans de chevauche-
ment. Les températures de calcul pour les 89 stations qui ne figurent que sur une seule liste ont été
corrigées pour les rendre plus cohérentes.
Les températures de calcul d e janvier pour toutes les autres localités ont été évaluées. On a tenu
compte des évaluations contenues dans les éditions précédentes du présent Supplément et on les a
modifiées, le cas échéant, pour les rendre plus représentatives de la période allant de 195
1
à
1966.
Les corrections effectuées ont été, pour la plupart, inférieures
à
1 degré Celsius; elles ont été supé-
rieures
à
1
lhdegré dans 16 cas seulement.
Les compilations et les calculs mentionnés ont été effectués en degrés Fahrenheit. Les valeurs
ont ensuite été converties en degrés Celsius et arrondies au degré près.
Les corrections mentionnées ci-dessus dénotent l'écart observé d'une décennie
à
une autre en ce
qui a trait aux températures de calcul. Les températures de calcul des
20
ou 30 années
à
venir
pourront s'éloigner des valeurs calculées de
1
ou
2
degrés Celsius et la variation de température
d'une année sur l'autre sera plus élevée. Dans la plupart des cas, les observations ont été faites
à
des aéroports. Les valeurs de calcul pour les centres des grandes villes pourraient être inférieures
de un degré ou deux mais les valeurs recueillies aux abords des villes sont probablement les mêmes
qu'aux aéroports. Ainsi, aucune correction n'a été effectuée pour tenir compte de l'influence ur-
baine.
La température de calcul de janvier
à
2%
p.
100
est la valeur ordinairement prise en compte
dans le calcul des systèmes de chauffage. Dans les cas spéciaux où la régularisation de la tempéra-
ture intérieure est très importante, on utilisera la valeur
à
1
p. 100.
TEMPÉRATURES DE CALCUL DE JUILLET
Tout bâtiment et son installation de refroidissement et de déshumidification doivent normale-
ment être calculés pour maintenir la température et l'humidité intérieures
à
des niveaux préétablis;
d'où la necessité de connaître les conditions climatiques les plus défavorables dans lesquelles ces
installations doivent continuer de fonctionner de manière satisfaisante. Le dépassement de ces ni-
veaux n'entraîne généralement pas d'inconvénient grave,
à
condition d'être peu important et de
courte durée. 11 suffit donc d'adopter, plutôt que les valeurs climatiques les plus défavorables pour
une période de plusieurs années, des valeurs moins extrêmes et susceptibles d'être quelque peu
dépassées occasionnellement.
Les températures de calcul estivales du présent Supplément découlent d'une analyse des tem-
pératures et de l'humidité observées en juillet seulement. Les effets du vent et du rayonnement so-
laire influent également sur la température intérieure de la plupart des bâtiments et peuvent même,
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dans certains cas, être plus importants que l'effet de la température extérieure de l'air. Il semble
toutefois qu'aucune méthode permettant de prendre en compte les variations du rayonnement so-
laire ne soit encore adoptée de façon générale. 11 nous sera sans doute possible, lorsqu'existeront
des exigences normalisées, de fournir des renseignements climatiques plus complets pour l'été; on
ne dispose pour le moment que de températures du thermomètre sec et du thermomètre mouillé.
Une compilation de la distribution des températures du thermomètre sec et du thermomètre
mouillé, pour les mois de juin
à
septembre, pour 33 stations canadiennes a été établie par
Boughnerc2). Si l'on définit les températures de calcul estivales des thermomètres sec et mouillé
comme les valeurs horaires dépassées dans 2% p. 100 des cas en juillet, on peut ainsi obtenir direc-
tement les valeurs de calcul pour les 33 stations susmentionnées.
Les températures de calcul de juillet (thermomètre sec) contenues dans les éditions précédentes
du présent Supplément sont basées sur des données observées dans ces 33 stations et sur le rapport
entre les températures de calcul et les températures maximales annuelles moyennes. Les "Hourly
Data Summaries"(l) (incluant la distribution de fréquence des températures) pour la période de
1957
à
1966 inclusivement sont maintenant publiés pour 109 stations. Ces résumés permettent de
fournir un deuxième groupe de températures de calcul de juillet (thermomètre sec). Les températu-
res du thermomètre sec pour les 109 stations correspondent
à
la moyenne des valeurs des deux
groupes. Les anciennes valeurs pour les autres localités figurant sur le tableau ont été corrigées
pour les rendre conformes aux valeurs calculées. Les corrections ont été supérieures
à
1
degré Cel-
sius dans seulement 20 cas. Toutes les valeurs ont été converties en degrés Celsius puis arrondies
au degré près.
Les températures de calcul de juillet (thermomètre mouillé) ont été obtenues de la même façon,
sauf dans un cas. Les anciennes valeurs avaient été tirées de la publication de BoughnerQ) pour les
33 stations, les autres valeurs ayant été évaluées
à
partir des valeurs de ces 33 stations sans calculs
intermédiaires. Les valeurs actuelles pour les 109 stations, en tenant compte des compilations de la
distribution des températures horaires, correspondent
à
la moyenne des anciennes valeurs et des
valeurs obtenues
à
partir des compilations de la répartition des températures horaires. Les ancien-
nes valeurs de toutes les autres localités ont été corrigées pour les rendre cohérentes. Les correc-
tions ont été supérieures
à
1
degré Celsius dans seulement 6 cas. Toutes les températures du ther-
momètre mouillé ont été converties en degrés Celsius et arrondies au degré près.
DEGRÉS-JOURS DE CHAUFFAGE
On sait depuis longtemps que la quantité de combustible ou d'énergie nécessaire pour maintenir
l'intérieur d'un petit bâtiment
à
environ 70°F (21.I0C) lorsque la température extérieure est de
moins de 65°F (18.3"C), est plus ou moins proportionnelle
à
l'écart entre 65°F et la température
extérieure. La vélocité du vent, le rayonnement solaire, l'exposition du bâtiment
à
ces éléments et
les sources internes de chaleur influent également sur la quantité de chaleur
à
fournir, mais il
n'existe aucune façon commode de calculer leur influence. Toutefois, on peut dire que dans des
conditions moyennes de vent, de rayonnement, d'exposition et de sources internes de chaleur, la
règle de proportionnalité énoncée plus haut reste valide. C'est pourquoi les degrés-jours de
chauffage calculés
à
partir des températures constituent une méthode de calcul très utile lorsqu'il
est impossible d'utiliser des méthodes plus complexes pour déterminer les besoins énergétiques.
A l'avenir, les degrés-jours inférieurs
à
18°C désigneront les degrés-jours de chauffage; la tem-
pérature de 18°C est quelque peu inférieure
à
65°F mais
à
toutes fins pratiques la différence n'est
pas très marquée.
La quantité de chaleur
à
fournir étant également proportionnelle
à
la durée du froid, il suffit,
pour combiner les facteurs temps et température, d'additionner tous les écarts entre 18°C et les
températures moyennes de chaque jour de l'année dont la température moyenne est inférieure
à
18°C. La quantité de chaleur
à
fournir est supposée nulle pour les températures extérieures de
18°C ou plus.
Les degrés-jours inférieurs
à
18°C ont été calculés quotidiennement pour 92 stations au cours
des années 1941
à
1970. Les moyennes des totaux annuels pour ces stations sont indiquées au ta-
bleau au degré près.
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Les degrés-jours inférieurs
à
65°C pour toutes les autres localités citées et contenues dans I'édi-
tion précédente d u présent Supplément ont été convertis en degrés-jours inférieurs
à
18°C et ar-
rondis
à
10 degrés près. Des corrections allant de 80
à
120 degrés Celsius-jours ont été effectuées
pour prendre en compte les différences entre 65°C et 18°C.
Une différence de température moyenne annuelle de seulement
1
degré Celsius entraîne une dif-
férence de 250
à
350 en degrés Celsius-jours. Comme il est fort probable que la température
moyenne annuelle varie d'un demi degré dans deux stations différentes dans une même ville, les
degrés-jours de chauffage ne sont précis qu'à 100 degrés-jours près.
INTENSITÉ DES PRÉCIPITATIONS
Les réseaux d'évacuation d'eaux pluviales sur les toits sont calculés pour évacuer l'eau des préci-
pitations les plus intenses susceptibles de survenir. Or, l'eau de pluie ayant
à
parcourir sur le toit
une certaine distance avant d e se déverser dans un chéneau ou dans le réseau d'évacuation, les va-
riations momentanées de l'intensité de la précipitation peuvent être considérées comme
négligeables. C'est pourquoi le débit que doit assurer le réseau d'évacuation doit être au moins
égal
à
la quantité d'eau de pluie produite par la précipitation moyenne pendant une période d e
quelques minutes, qu'on peut appeler "période de concentration".
L'usage au Canada est de prendre en compte la précipitation de 15 mn susceptible d'être dépas-
sée en moyenne une fois en 10 ans. Dans le cas des petits toits, la période de concentration étant
de beaucoup inférieure
à
15 mn, l'intensité de calcul sera normalement dépassée
à
plusieurs repri-
ses en 10 ans. Toutefois, le Code canadien de la plomberie du CACNB prévoit des coefficients de
sécurité destinés
à
réduire la fréquence des dépassements
à
une valeur raisonnable et, en outre,
une défaillance occasionnelle d'un réseau d'évacuation d'eaux pluviales n'apporte pas d7inconvé-
nient sérieux dans la plupart des cas.
Les valeurs de l'intensité des précipitations contenues dans l'édition précédente du présent
Sup-
plément ont été établies
à
partir des précipitations maximales annuelles d e 15 mn pour 139 sta-
tions, en disposant d'au moins 7 années d'observations. Ces précipitations de 15 rnn sont
susceptibles d'être dépassées en moyenne une fois en 10 ans, c'est-à-dire que les valeurs sont sus-
ceptibles d'être dépassées une fois sur dix en l'espace d'un an. Les valeurs ont été calculées ou éva-
luées
à
un dixième de pouce près. Les valeurs actuelles en millimètres ont été obtenues par conver-
sion directe et c'est pourquoi la plupart des valeurs se terminent en 0, 3, 5 ou 8.
11 est extrêmement difficile d'établir une configuration de I'intensité des précipitations dans les
régions montagneuses,
à
cause de leur grande variabilité. Les valeurs du tableau pour la Colom-
bie-Britannique et quelques régions avoisinantes s'appliquent principalement aux vallées ou aux
plaines ou plateaux.
11
ne faut toutefois pas exclure la possibilité d'intensités beaucoup plus gran-
des
à
flanc de montagne.
PRÉCIPITATION
D'UN JOUR
La défaillance d'un réseau d'évacuation d'eaux pluviales, quelle qu'en soit la cause, peut en-
traîner dans certains cas une accumulation d'eau capable d'augmenter de façon sensible les char-
ges exercées sur le toit. La période d'accumulation étant indéfinie, la mesure couramment em-
ployée pour déterminer la charge accumulée additionnelle est la précipitation maximale d'un jour.
Les précipitations quotidiennes d e la plupart des stations météorologiques du Canada sont
publiées. Les précipitations maximales d'un jour (comme on les appelle couramment) pour plu-
sieurs centaines de stations météorologiques ont été déterminées et publiées par le Service de l'En-
vironnement atmosphérique(3). Ces valeurs étant établies pour des périodes d e 24 h établies d'a-
vance commençant et se terminant
à
la même heure chaque jour, il
y
a lieu de penser que la
plupart d'entre elles ont été dépassées pour des périodes de 24 h chevauchant deux jours consécu-
tifs. La précipitation maximale "de 24
h"
(période quelconque), selon Hershfield et Wilson, est en
moyenne égale
à
113 p. 100 de la précipitation maximale "d'un jour"(4).
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[ies d'a-
que la
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1,est en
La plupart des données figurant au tableau sont tirées de la dernière édition des Climatic
Normals(3) ou les valeurs maximales ont été calculées en millimètres. Les données s'appliquant
à
d'autres localités ont été converties en millimètres
à
partir des valeurs évaluées contenues dans
l'édition précédente du présent Supplément. Ces valeurs maximales diffèrent considérablement
à
l'intérieur de régions assez petites ou on pourrait s'attendre
à
des varitions de faible importance.
Ces inégalités s'expliquent par la longueur variable des périodes d'observation; on peut y remédier
en prenant en compte les maximums annuels plutôt que la valeur maximale de la période d'obser-
vation.
PRÉCIPITATION ANNUELLE TOTALE
La somme moyenne des précipitations d'une année est une valeur généralement considérée
comme représentative de l'humidité du climat; c'est pour cette raison qu'il a été décidé de l'inclure
dans le présent Supplément. La précipitation totale est la somme, en millimètres, de l'épaisseur de
la précipitation en pluie et du dixième de l'épaisseur de la précipitation en neige (la densité
moyenne de la neige fraîchement tombée est environ dix fois moindre que celle de l'eau).
Les précipitations annuelles moyennes figurant au tableau ont été tirées de la dernière édition
des Climatic
normal^(^)où les moyennes pour la période 1941-1970 inclusivement ont été calcu-
lées en millimètres. Les valeurs indiquées dans l'édition précédente du présent Supplément et por-
tant sur toutes les autres localités ont été converties en millimètres et arrondies
à
10 mm près.
SURCHARGES DUES
À
LA NEIGE
Le toit d'un bàtiment doit être
à
même de supporter la plus grande charge due
à
la neige suscep-
tible de s'y accumuler. Au Canada, des observations concernant les surcharges dues
à
la neige sur
les toits ont été faites, en nombre insuffisant toutefois, pour permettre l'évaluation de ces charges
à
travers tout le pays. Il en est de même pour les observations du poids ou de l'équivalent en eau de
la neige au sol. Il est très utile de prendre en compte les observations des surcharges sur les toits et
des équivalents en eau mais il faut se baser avant tout sur les observations de l'épaisseur de la
neige au sol pour obtenir des charges dues
à
la neige plus cohérentes.
L'estimation de la surcharge de calcul due
à
la neige sur un toit, d'après les observations de
l'épaisseur de la neige, s'effectue comme suit:
1. On calcule l'épaisseur de neige au sol susceptible d'être égalée ou dépassée en moyenne,
une fois en 30 ans.
2. On adopte une densité uniforme pour la conversion de l'épaisseur de neige en charge.
3. On corrige la valeur obtenue afin de tenir compte du poids supplémentaire de l'eau de pluie
absorbée par la neige.
4. L'accumulation de neige sur un toit étant souvent différente de l'accumulation de neige au
sol, certaines corrections sont apportées, le cas échéant, pour tenir compte des caractéristi-
ques du toit.
Les paragraphes qui suivent expliquent plus en détail ces opérations.
On dispose actuellement des épaisseurs de neige maximales annuelles pour plus de 480 stations,
pour des périodes variant de
5
à
3 1
ans. Les périodes d'observation ont été tellement courtes dans
certains cas qu'il est impossible de se fier aux données relevées; il est toutefois utile d'en tenir
compte. Pour environ le quart des stations, les observations ont été effectuées sur au moins 20 ans,
ce qui constitue une nette augmentation des données relatives aux charges dues
à
la neige. Ces
données ont été compilées et analysées au moyen de la méthode des valeurs extrêmes de Gumbel,
de la façon exposée par B ~ y d ( ~ ) .
Les valeurs finales représentent les épaisseurs de neige suscepti-
bles d'être égalées ou dépassées en moyenne une fois en 30 ans, ou dont la probabilité d'être éga-
lées ou dépassées, pour une année quelconque, est de l sur 30.
La neige ayant séjourné un certain temps sur le sol a une densité qui varie entre 0.2 et 0.4 fois
celle de l'eau; au Canada, on suppose généralement la densité de la neige fraîchement tombée
égale
à
0.1. Or, l'épaisseur de neige maximale de 30 ans devant naturellement être atteinte après
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une chute de neige d'une rare importance, on peut supposer qu'une grande proportion de la cou-
che doit être de faible densité. C'est pourquoi il a semblé raisonnable, dans ce cas spécial, d'adop-
ter pour la couche de neige entière une densité moyenne de 0.2. Par ailleurs, cette valeur est un
peu plus élevée que la densité de 0.192 utilisée auparavant pour le calcul en pouces et en lb/po2.
Au Canada, les charges les plus considérables sont souvent causées par des pluies printanières
précoces venant ajouter leur poids
à
une charge de neige déjà importante; c'est pourquoi l'on a cru
nécessaire d'ajouter
à
la charge de neige une charge d'eau susceptible d'être absorbée par celle-ci.
Il a été décidé d'utiliser la précipitation maximale d'un jour pour la période de l'année qui
coïncide avec les plus grandes épaisseurs de neige. Boyd explique la façon de choisir une période
de 2 ou
3
mois(').
D'après un relevé des surcharges dues
à
la neige sur les toits couvrant plusieurs hivers, les sur-
charges dues
à
la neige moyennes sur les toits s'avèrent généralement de beaucoup inférieures aux
charges au sol. La section 4.1 du Code national du bâtiment 1977, prévoit des conditions dans les-
quelles la surcharge de calcul due
à
la neige sur un toit peut être réduite
à
80 ou
à
60 p. 100 de la
charge due
à
la neige au sol. Le Code prévoit également d'autres diminutions des surcharges dues
à
la neige dans le cas de toits
à
forte pente, ainsi que des augmentations substantielles pour les
toits favorisant I'accumulation de neige. Les corrections
à
apporter figurent au Supplément no 4
du Code national du bâtiment, "Commentaires sur la partie 4 du Code national du bâtiment du
Canada 1977".
La répartition des charges de neige au sol, calculées en kilonewtons par mètre carré, a été tracée
sur des cartes afin de faciliter l'évaluation des données pour les autres localités citées au tableau.
Toutes les valeurs sont calculées au dixième de kilonewton par mètre carré près, mais dans cer-
tains cas on peut prévoir une marge d'erreur de 10 p. 100.
On ne peut s'attendre
à
ce que les valeurs calculées indiquent toutes les différences locales rela-
tives aux charges d e neige au sol, même si celles-ci sont connues. Les valeurs du tableau sont desti-
nées
à
être utilisées dans le cas des villes ou des villages et pas nécessairement dans le cas des
cantons. Cette remarque s'applique tout particulièrement aux régions montagneuses où les charges
dues
à
la neige sont souvent plus élevées dans les versants ou les cols élevés.
EFFETS DUS AU VENT
Toute construction doit être bâtie de manière
à
résister aux pressions et succions causées par la
plus forte rafale susceptible de se produire
à
son emplacement en plusieurs années. Pour la plupart
des bâtiments, il s'agit là d u seul effet dû au vent
à
prendre en compte; toutefois, les constructions
de grande hauteur ou élancées doivent en plus être calculées de manière que leurs vibrations ne
dépassent pas une valeur acceptable. Les oscillations causées par le vent pouvant prendre plu-
sieurs minutes pour atteindre leur amplitude maximale, la valeur
à
prendre en compte dans les cal-
culs doit être la vitesse moyenne du vent pour une période de plusieurs minutes ou davantage. Au
Canada, la valeur adoptée est la vitesse horaire moyenne du vent.
Afin d'obtenir, pour les vitesses moyennes du vent ainsi que les vitesses de rafale, des "pressions
dynamiques" permettant de calculer les pressions, succions et vibrations, les opérations suivantes
ont été effectuées:
1. Les vitesses horaires maximales du vent ont été analysées afin de déterminer des vitesses
horaires ayant une probabilité de 1 sur 10, 30 et 100 d'être dépassées au cours d'une année.
2. Une densité d'air moyenne a été adoptée afin de calculer les "pressions dynamiques" cor-
respondant aux vitesses horaires du vent.
3.
Un "coefficient de rafale" de 2 a été adopté pour calculer le calcul des "pressions dynami-
ques" des rafales.
La pression qu'exerce le vent sur une construction s'accroît avec la hauteur et varie selon la
forme de la construction. Les coefficients qui représentent ces particularités figurent
à
la section
4.1 du Code national du bâtiment du Canada 1977, et au Supplément no 4. Les trois opérations
susmentionnées sont reprises plus en détail aux paragraphes suivants.
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tions
Récemment encore la seule méthode d'observation de la vitesse du vent, dans un grand nombre
de stations anémométriques d u Canada, consistait
à
enregistrer le nombre de milles de vent traver-
sant un anémomètre pendant chaque heure, soit la vitesse horaire d u vent. A présent, bon nombre
de stations n'effectuent qu'une mesure-échantillon du vent
à
chaque heure. Ces nouvelles observa-
tions pourront servir éventuellement a u calcul de valeurs climatiques, mais les mesures anciennes
restent actuellement la meilleure source pour une analyse statistique. Les vitesses horaires maxi-
males annuelles calculées pour plus de 100 stations pour des périodes variant entre 10 et 22 ans
ont été analysées a u moyen de la méthode d e la valeur extrême de Gumbel afin d'établir des vites-
ses horaires ayant une probabilité annuelle de dépassement de 1 sur 10, 30 et 100.
Les valeurs ayant une probabilité de 1 sur 30 pour les 500 localités citées au tableau ont été éta-
blies. Pour obtenir les valeurs ayant des probabilités de l sur 10 et de l sur 100 pour ces localités, il
a fallu estimer la valeur du paramètre
] / a ,
qui constitue une mesure de la dispersion des vitesses
horaires maximales annuelles. Les 100 valeurs connues ont été reportées sur une carte
à
partir de
laquelle des valeurs d e l i a ont pu être estimées pour les autres endroits. Connaissant les vitesses
horaires ayant une probabilité de "1/30" ainsi que les valeurs de 1/a, on a pu calculer les valeurs
ayant une probabilité de
"
1
/10" et de
"
1
/100".
Les pressions, succions et vibrations dues au vent dépendent non seulement de la vitesse de ce-
lui-ci, mais aussi d e la densité de l'air, elle-même fonction de la température et de la pression at-
mosphérique. La pression atmosphérique est inversement proportionnelle
à
l'altitude au-dessus d u
niveau de la mer et varie avec les systèmes météorologiques. Avec V comme vitesse de calcul d u
vent, en milles
à
l'heure, la pression dynamique P est donnée en livres au pied carré, par la formule
où
C
dépend de la température de l'air et de la pression atmosphérique de la manière exposée en
détail par Boyd(16). La valeur 0.0027, qui équivaiit
à
10 p. 100 près aux valeurs mensuelles moyen-
nes de C pour la plupart des localités du Canada, pour la période la plus venteuse de l'année, a été
utilisée pour calculer toutes les pressions dynamiques correspondant aux vitesses horaires dont la
probabilité de dépassement est de 1
/10, 1 /30 et 1
/100.
Les pressions ont été converties en kN/m2 et figurent au tableau dans des colonnes désignées
par les valeurs numériques de leurs probabilités respectives.
Selon les exigences du Code national du bâtiment, les pressions d e rafale de calcul pour les
éliments structuraux doivent être égales au double des pressions horaires correspondantes figurant
au tableau. Les vitesses d u vent étant élevées au carré pour donner les pressions, cela revient
à
dire
que le coefficient de rafale est égal
à
la racine carrée de 2.
Dans le cas des bâtiments de plus d e 12 m de hauteur, les pressions
et
succions dues aux rafales
doivent être augmentées conformément
à
un tableau de la section 4.1 du Code national du bâti-
ment d u Canada 1977, basé sur l'hypothèse que la vitesse de rafale augmente proportionnellement
à
la puisance
1 /
10 de la hauteur. Les vitesses de vent moyennes utilisées pour le calcul des vibra-
tions des bâtiments dépendent davantage de l'inégalité d u terrain avoisinant. Une méthode
figurant a u Supplément no 4, permet d'estimer l'influence de l'inégalité et de la hauteur sur ces vi-
tesses.
Les calculs d u Supplément no
4
concernant les vibrations des bâtiments sont prévus pour des vi-
tesses de vent exprimées en pieds par seconde. L'équation
pourrait servir
à
convertir les pressions d u tableau en vitesses
à
condition que la constante C soit
convertie en unités SI. Si
P est exprimé en newtons par mètre carré et V en mètres par seconde, la
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valeur de C correspondrait
à
0.64689. L'équation convertie en unités SI devient alors
où
pcorrespond
à
la densité de I'air en kg/m3. La densité de I'air sec
à
0°C et
à
la pression nor-
male de 101.325 kPa correspond
à
1.2929 kg/m3. La moitié de cette valeur, soit 0.64645, se rappro-
che beaucoup de la valeur convertie de C. La différence (moins de 1 pour 1000) est négligeable. La
densité de I'air
à
0°C et
à
la pression normale a donc été adoptée pour effectuer la conversion des
pressions du vent en vitesses. Le tableau suivant indique les vitesses équivalentes, au m/s près,
pour les pressions contenues dans le tableau principal.
CONVERSION DES PRESSIONS DU VENT EN VITESSES
Remarque:
( ' )
P
= 0.00064645ZONES SISMIQUES
L'établissement des zones sismiques se base sur un paramètre A,oo, défini comme l'accélération
au sol ayant une probabilité annuelle de 1/100 d'être égalée ou dépasséec7). Les zones ont été éta-
blie
à
partir d'une analyse statisque par ordinateur des secousses sismiques enregistrées au pays au
cours du sièclec9), dont les résultats ont été comparés
à
un échantillonnage plus étendu mais moins
sûr, remontant jusqu'à 1638(8).
Les zones désignées représentent l'opinion d'experts en sismologie,
en géologie et en génie travaillant dans l'industrie, au gouvernement ou dans les universités,
y
compris des membres du Comité national canadien du génie sismique et divers comités pertinents
relevant du Comité associé du Code national du bâtiment.
Le tableau montre le rapport d'accélération horizontale au sol d e calcul, A, assigné aux différen-
tes zones en centièmes de la force d'accélération gravitationnelle. Les valeurs des diverses zones
par rapport au paramètre
Aloo
figurent au tableau 5-2 du Commentaire sur les effets des séismesc7).
Dans le cas de la région arctique et de certaines parties des Territoires du Nord-Ouest, les don-
nées recueillies sont insuffisantes pour permettre une analyse statistique. Les zones ont été
délimitées par les sismologues du ministère de I'Energie, Mines et Ressources d'après leurs con-
naissances des activités sismiques de ces régions.
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:ration
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moins
~ l o g i e ,
iités,
y
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(1)
"Hourly Data Summaries". Ministère des Transports, Division météorologique et récem-
ment ministère de l'Environnement, Service de l'environnement atmosphérique, dates diverses
(mai 1967
à
mars 1974).
( 2 )
Boughner, C.C. "Percentage Frequency of Dry-and Wet-bulb Temperatures from June to
September at Selected Canadian Cities". Ministère des Transports, Division météorologique,
Mémoires météorologiques canadiens, N o 5, Toronto, 1960.
(3) Canadian Normals, Vol. 2-SI, Precipitation 194 1
-
1970. Ministère de l'Environnement, Ser-
vice de l'environnement atmosphérique, Downsview, Ontario, 1975.
(4)
Hershfield, D.M. and Wilson, W.T. Generalizing Rainfall
-Intensity
-Frequency Data.
International Association of Scientific Hydrology, General Assembly, Toronto, Vol. 1, 1957, pp.
499-506.
(5)
Boyd, D.W. Maximum Snow Depths and Snow Loads on Roofs in Canada. Proceedings,
29th Annual Meeting, Western Snow Conference, Spokane, Wash., avril 196 1.
(6) Boyd, D.W. Variations in Air Density over Canada. Conseil national de recherches du Ca-
nada, Division des recherches sur le bâtiment. Technical Note No. 486, juin 1967.
(7) "Commentaire sur les effets des séismes", Code national du bâtiment 1977, Supplément
no 4.
(8) Milne W.G., et Davenport, A.G. "Distribution of Earthquake Risk in Canada", Bulletin of
Seismological Society of America. Vol. 59, No. 2, pp. 729-754, avril 1969; aussi, Quatrième confé-
rence mondiale sur le génie sismique, Santiago, Chili, janvier 1969.
(9) Whitham, K., Milne, W.G. and Smith, W.E.T. "The New Seismic Zoning Map for
Canada, 1970 Edition", The Canadian Underwriter, juin 1970.
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VALEURS D E C A L C U L DES LOCALITÉS C A N A D I E N N E S DÉSIGNÉES Pro\ ince et locdlité Colombie Britannique Abbotsford ... Agassiz ... ... Alberni ... Ashcroft ... Beatton River ... ... BurnsLake CacheCreek ... CampbellRiver ... Carmi ... Castlegar ... Chetwynd ... Chilliwack ... Cloverdale ... Comox ... Courtenay ... Cranbrook ... .... Crescent Valley ... Crofton ... DawsonCreek ... DogCreek ... Duncan ... Elko ... Fernie ... Fort Nelson ... ... FortSt.John ... Glacier ... ... Golden ...
.
.
GrandForks ... Greenwood ... Haney ... Hope ... Kamloops ... Kaslo ... Kelowna ... Kimberley ... Kitimat Plant . . . KitimatTownsite ... Langley ... Lillooet ... Lytton ......
Mackenzie ... McBride ... McLeod Lake ... Masset ....
.
... Merritt ... Mission City ... Montrose ....
.
... Nakusp ... Nanaimo ... Nelson ... ... New Westminster ... North Vancouver ... Ocean FaUs ... IOOMile House ... Osoyoos ... Penticton ... Port Alberni ... Port Hardy...
Port McNeill ... ... PowellRiver Colonne I Degris- jours a u - debhouh de 18°C 3 150 2960 3180 4060 7010 5720 4080 3200 5210 3747 5890 2970 3 030 3203 3250 4762 4320 3140 5890 5 \ 1 0 3200 4900 4980 7 063 6 119 5730 4950 4050 4520 3280 3 150 3756 4110 3680 4890 4 110 4130 2980 4130 3 220 5950 5720 5 720 3720 4 190 2 980 4080 4 130 3010 3920 2 930 3 090 3 520 4900 3530 3514 3 180 3 66 1 3 480 2900 6 Janbirr Ili7 O C -10 -13 -5 -25 -37 -30 -25 -7 -24 -19 -35 -12 -8 -7 -7 -27 -20 -6 -36 -28 -6 -28 -29 -40 -36 -27 -28 -20 -20 -9 -16 -25 -23 -17 -26 -16 -16 -8 -23 -19 -35 -34 -35 -7 -26 -9 -17 -24 -7 -20 -8 -7 -1 2 -28 -16 -16 -5 -5 -5 -9 2 Tenipirature l O C - 1 1 -15 -7 -28 -39 -33 -28 -9 -26 -22 -38 -13 . 10 -9 -9 -30 -23 -8 -39 -30 -8 -31 -32 -42 -38 -30 -31 -22 -22 -11 -18 -28 -26 -20 -29 -18 -18 - I O -25 -22 -38 -37 -37 -9 -29-
I 1 -20 -27 -9 -24 -10 -9 - 14 -31 -18 -18 -7 -7 -7 - 1 1 3 de Juiller \ec . O ( ' 29 31 31 34 25 25 34 26 33 32 27 30 29 27 28 32 31 28 27 29 29 29 29 28 26 27 29 35 35 30 32 34 29 33 31 23 23 29 33 35 26 30 . 27 17 34 30 32 31 26 31 29 26 23 30 33 33 31 20 22 26 4 Précip de 15 rnn . mni 10 8 10 10 13 10 10 10 10 10 15 8 8 10 10 10 10 8 18 10 8 '13 13 13 15 10 8 10 10 10 8 13 10 10 10 13 13 8 10 10 10 13 10 13 8 13 10 10 8 10 10 10 13 10 10 10 10 13 13 8 7 calcul 2'25 riiouil . " C 20 20 18 20 18 17 20 18 20 20 18 20 20 18 18 19 19 18 18 18 18 19 19 18 18 17 17 20 20 20 20 20 19 20 19 16 16 20 20 20 17 18 17 15 20 20 20 19 18 19 19 19 16 18 20 20 18 16 17 18 5 P r i c i p . d ' u n jour. mni 83 116 125 45 50 48 63 105 98 51 63 122 102 113 103 43 52 76 67 47 110 54 106 8 1 80 71 59 41 107 117 106 57 51 64 49 185 119 118 114 77 63 50 63 76 57 98 51 51 92 66 132 100 234 51 35 45 140 131 127 80 8 . dnn . totales.
nim 1502 1648 2019 224 435 513 250 1539 563 710 410 1741 1 270 1206 1452 438 786 1029 425 393 1043 580 1082 446 450 1493 473 450 478 1926 1601 268 785 320 378 2 826 2377 1501 391 463 430 525 460 1409 254 1 573 630 790 1085 763 1 520 1 791 4 390 460 342 296 2009 1 730 1 270 1017 9 Ch.irg r. de neige au k N i n 1 2 2.4 3.1 2.6 1.3 3.2 2.5 1.4 2.8 3.4 3.4 2.2 2.8 2.1 2.5 2.5 2.4 3.4 2.0 2.0 1.9 2.0 3.5 4.6 2.4 2.5 7.6 3.8 2.0 1.9 2.3 3.4 1.8 3.0 1.9 3.0 3.5 4.5 2.2 2.5 3.0 3.6 3.4 2.5 1.8 2.0 2.4 3.2 3.6 2.6 3.3 2.1 2.2 3.0 2.6 1.4 1.3 2.6 2.1 2.4 3.0 10 1/10 . kS/ni 2 0.42 0.55 0.47 0.28 0.22 0.30 0.29 0.46 0.24 0.23 0.32 0.48 0.46 0.45 0.45 0.22 0.22 0.48 0.31 0.31 0.48 0.27 0.33 0 . 19 0.31 0.24 0.27 0.26 0.29 0.47 0.41 0.30 0.22 0.34 0.22 0.22 0.22 0.45 0.32 0.3 1 0.24 0.27 0.24 0.49 0.32 0.47 0.22 0.24 0.47 0.22 0.44 0.44 0.47 0.30 0.30 . 0.40 0.47 0.49 0.49 0.42 I I 3 2 3 1 1 2 1 3 1 O 1 2 3 3 3 O O 3 1 1 3 O O 1 1 1 O 1 1 3 2 1 O 1 O 3 3 3 1 1 1 1 1 3 1 3 O O 3 O 3 3 3 1 1 1 3 3 3 3 14 Pre"ions d e horaires 1/30 kN/ni? 0.55 0.75 0.58 0.35 0.27 0.36 0.35 0.58 0.33 0.30 0.37 0.63 0.58 0.58 0.58 0.29 0.29 0.58 0.37 0.37 0.58 0.37 0.43 0.24 0.36 0.29 0.32 0.36 0.39 0.60 0.55 0.37 0.28 0.43 0.29 0.26 0.26 0.58 0.39 0.39 0.29 0.32 0.29 0.58 0.39 0.60 0.30 0.30 0.58 0.29 0.55 0.55 0.55 0.36 0.43 0.52 0.58 0.58 0.58 0.55 12 Donnies sismiques ration . A 0.08 0.04 0.08 0.02 0.02 0.04 0.02 0.08 0.02 O 0.02 0.04 0.08 0.08 0.08 O O 0.08 0.02 0.02 0.08 O O 0.02 0.02 0.02 O 0.02 0.02 0.08 0.04 0.02 O 0.02 O 0.08 0.08 0.08 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.08 0.02 0.08 O O 0.08 O 0.08 0.08 0.08 0.02 0.02 0.02 0.08 0.08 0.08 0.08 15 1 / 100 . kP./m' 0.71 1.00 0.70 0.43 0.34 0.43 0.43 0.72 0.44 0.39 0.44 0.83 0.72 0.74 0.74 0.37 0.37 0.69 0.44 0.44 0.69 0.50 0.55 0.29 0.42 0.35 0.38 0.48 0.52 0.77 0.73 0.45 0.36 O53 0.37 0.31 0.31 0.73 0.49 0.49 0.35 0.38 0.35 0.68 0.49 0.77 . 0.41 0.37 0.71 0.37 0.68 0.68 0.65 0.43 0.59 0.68 0.70 0.68 0.68 0.71 13Copyright
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