Le phénomène d'accumulation d'eau sur les toitures légères à faible pente (£ 5 %) est l'une des causes de sinistres parmi les plus récurrentes. Ce phénomène se produit généralement sur les toitures à faible pente en cas d'averses ou d'engorgement des évacuations. Sous la charge d'eau, les poutres supportant la couverture se déforment et une poche se produit. La charge d'eau s'accumule et engendre donc plus de déformation, qui à son tour augmente l'accumulation d'eau, etc. Pour les toitures « flexibles », un effondrement peut se produire si l'évacuation d'eau est moins rapide que l'accumulation. L'importance de ce phénomène et de ses effets est soulignée mais pas ou mal traitée dans les règles françaises et les Eurocodes.

Pour aider le praticien à appréhender ce phénomène, à mieux en maîtriser les conséquences et à prendre les dispositions qui s'imposent, le CTICM met à disposition l'application ACUDO en téléchargement libre. Cette application EXCEL permet de prendre en compte l'effet du phénomène d'accumulation d'eau dans une noue de toiture de bâtiment en déterminant, par un processus itératif, l'état final du système étudié.

Cette application est une évolution de celle qui a été utilisée dans le cadre d'une étude publiée dans la Revue Construction Métallique n°1-2010 (CTICM) : "Effet de l'accumulation d'eau dans les noues horizontales de toitures à versants symétriques de faible pente" (TM. Nguyen, Y. Galéa, M. Lukic).

Le système étudié est constitué par la zone de versant de toiture adjacente à la noue et comprise entre les traverses de deux portiques consécutifs. Le versant est tronqué en partie haute (à la 3^ème panne). Le système comporte ainsi des barres modélisant les traverses, la poutre support de noue, les pannes et les bacs (ondes parallèles aux traverses). Les données de l'application, outre les propriétés géométriques et matérielles des barres, permettent d'introduire une pente de noue (par "réglage" de la toiture à partir de dénivelés au droit d'une des deux traverses), diverses conditions  de continuité des pannes et de la poutre support de noue sur les portiques, une flexibilité d'appui des traverses due au reste des portiques, .

Le système étudié est soumis à un chargement qui résulte d'une combinaison d'actions (généralement aux Etats Limites Ultimes). Ce chargement résultant est caractérisé par une charge surfacique uniforme et répartie sur tout le versant de toiture (charges permanentes, neige, .), une charge surfacique répartie sur une aire rectangulaire donnée (accumulation de neige, entretien, .) et, bien sûr, une charge initiale d'eau, définie par la hauteur maximale au-dessus de la toiture supposée non déformée (niveau du trop-plein ou du bord de toiture, niveau stationnaire compte tenu du débit d'évacuation des descentes d'eau, ...).

La déformée verticale de la toiture (poutre support de noue, pannes, traverses et barres équivalentes de bacs) sous les charges génère l'accumulation; l'eau s'accumule ainsi sous le niveau maxi défini. La flèche verticale, et donc la hauteur totale d'eau, est déterminée pour chaque noeud du système. La charge d'eau est réactualisée à chaque itération du processus itératif qui se poursuit jusqu'à l'atteinte d'une convergence suffisante sur les déplacements.

L'application ACUDO fournit :

    ·         les flèches locales à mi-portée de la poutre de noue, à mi-portée de la 1^ère panne et à  mi-portée du bac situé en partie basse

    ·         des courbes de niveaux du volume d'eau en rétention sur le versant de toiture

    ·         la déformée de la toiture dans une coupe à mi-distance entre les traverses (avec état initial et niveau d'eau)

    ·         divers résultats concernant la hauteur et le volume d'eau, la flèche et le moment de flexion maximal dans la poutre de noue, les 1^ère et  2^ème pannes, le bac en partie basse, .

    ·         le facteur d'amplification de chacun de ces résultats par rapport aux valeurs initiales (eau) ou aux valeurs "linéaires" (flèches, moments) c'est-à-dire déterminées à la 1^ère itération du processus itératif (sans accumulation d'eau).

Installation

L'application ACUDO est une application développée sous EXCEL (Microsoft Office 2003). Elle est autonome et ne nécessite aucune installation particulière. Elle a été testée avec succès avec Office 2007 sous Windows XP, Vista et Seven.