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CSA S502:21 Gestion des risques liés aux charges de neige sur les infrastructures du Grand Nord canadien

En 2021, le Conseil canadien des normes (CCN), dans le cadre de l’Initiative de normalisation des infrastructures du Nord (ININ), a financé l’Association canadienne de normalisation (Groupe CSA) pour actualiser la norme Gestion des risques liés aux charges de neige sur les infrastructures du Grand Nord canadien.

Cette norme vise à informer les communautés sur les mesures de sécurité à prendre pour déneiger la toiture des bâtiments existants et pour protéger les occupants des immeubles ainsi que les biens contre les risques de surcharge dus à l’accumulation croissante de neige et aux poids connexes. Les procédures qui permettent de réduire les risques d’effondrement des toitures et des bâtiments sont présentées, notamment les procédures de surveillance des fortes accumulations de neige et de glace, de déneigement sécuritaire des toitures (si nécessaire) et de planification des activités d’entretien et de déneigement.

Comme les changements aux conditions climatiques se poursuivent, les collectivités du Nord doivent être prêtes à pallier les risques découlant de l’augmentation du poids de la neige (charges) sur les bâtiments existants. Lorsque le poids de la neige accumulée sur la toiture d’un bâtiment approche ou dépasse sa capacité prévue au moment de sa conception, il y a une « surcharge » de neige; celle-ci pose des risques d’effondrement de la toiture du bâtiment et de sécurité pour ses occupants et les biens essentiels qu’il abrite (p. ex., l’équipement de communication et de soins de santé). En plus des risques accrus d’effondrement de toitures que présente une charge neigeuse, celle-ci peut aussi entraîner des infiltrations d’eau (à cause de la formation de digues de glace) qui peuvent avoir des conséquences néfastes sur les structures et compromettre la santé des occupants en raison de l’apparition de moisissures et des risques de chute causés par la glace qui se forme à proximité du bâtiment. Une abondance de neige autour des bâtiments peut également faire augmenter les dépenses liées au déneigement, entraver les accès qui permettent aux personnes d’entrer et de sortir des bâtiments, ainsi que l’accès aux services d’eau et d’égout, influencer le réchauffement et le regel du pergélisol, et nuire à l’entretien des bâtiments.

Cette norme décrit les procédures d’entretien visant à réduire les risques de surcharge de neige sur les bâtiments existants; les méthodes de surveillance, de détection et d’évaluation des risques des charges de neige sur les bâtiments et les procédures en matière de déneigement.

Comprendre et évaluer les impacts

La norme indique que la planification de l’adaptation aux changements climatiques et de la résilience globale des bâtiments nécessite l’utilisation des meilleurs renseignements disponibles et utiles sur la science climatique et les changements climatiques, qui doivent être accompagnés de méthodes, de processus et de politiques rationnels et légalement justifiables.

Étant donné l’augmentation des charges de neige attribuable aux changements climatiques, l’effondrement des toitures devient plus fréquent. L’augmentation des charges de neige est un sujet de préoccupation majeur, non seulement pour les concepteurs de nouveaux bâtiments, mais aussi pour les propriétaires de bâtiments existants qui subissent des effondrements de toiture et d’autres problèmes structurels.

Les défaillances sont généralement causées par une combinaison d’événements, notamment des charges de neige qui dépassent les conditions de conception et de construction. Les risques critiques de surcharge de neige peuvent provenir de l’augmentation de l’épaisseur et de la densité de la neige, des accumulations de neige, de la neige trempée par la pluie et de la répartition déséquilibrée de la neige. Les conditions de construction contribuant à des risques plus élevés comprennent un entretien inadéquat, une conception inadéquate, des erreurs de construction et un déneigement inadéquat.

Selon les données scientifiques les plus récentes sur les changements climatiques, les changements de température, les précipitations, les accumulations de neige, les charges éoliennes, l’érosion, la fonte du pergélisol, l’accélération de l’altération ou de la détérioration des matériaux et d’autres phénomènes météorologiques violents auront tous une incidence sur la sécurité et la fiabilité des bâtiments et des logements dans le Nord canadien. En ce qui concerne plus précisément l’évolution des charges de neige pour les bâtiments, les nombreux changements touchant le climat nordique peuvent avoir une incidence sur la quantité de neige tombée lors des tempêtes, sur la quantité de neige accumulée au sol, sur la densité des chutes de neige et du manteau neigeux, sur la quantité de pluie tombée sur la neige et sur le moment de la saison des neiges en hiver.

Déterminer les actions

Même si l’augmentation de la charge de neige ne peut pas être atténuée, des procédures appropriées de planification, d’entretien, d’évaluation et de déneigement peuvent réduire considérablement le risque d’effondrement des toitures.

Avant le début de la saison de neige, un plan de déneigement doit être élaboré par le propriétaire ou le gestionnaire du bâtiment, ou par des personnes compétentes. Ce plan doit décrire la méthode de déneigement de la toiture du bâtiment pendant les hivers de fortes chutes de neige. Une copie du plan doit être conservée dans un endroit hors site et le plan doit être mis à jour au moins tous les 5 ans ou après que des ajouts ou des changements importants aient été apportés à la toiture. Le plan de déneigement doit tenir compte des points suivants :

Si la neige peut être enlevée de la toiture en toute sécurité et en temps opportun par des personnes compétentes
La personne compétente qui effectuera le déneigement de la toiture
La séquence de déneigement, y compris les risques connexes
Le plan de déneigement ne crée pas de charges de neige supplémentaires non équilibrées
Les exigences en matière de santé et de sécurité au travail et de protection contre les chutes ont été mises en œuvre
Toute évaluation structurelle qui devrait être envisagée pour élaborer un plan correctif à long terme
Les mesures à prendre lorsqu’une toiture a nécessité de fréquents déneigements ou déglaçages
La mise en place de barrières pour protéger le public, si nécessaire

La norme décrit également les mesures à prendre pour détourner la fonte des neiges de la toiture et du bâtiment, ainsi que l’utilisation de pare-neige ou de barrières à neige pour retenir la neige et la glace afin de minimiser le potentiel de glissement de grands volumes de neige des toits plus élevés et des matériaux de couverture glissants.

Mise en oeuvre

La norme décrit plusieurs protocoles à suivre lors de travaux de déneigement. Le déneigement des toitures doit être entrepris s’il n’y a pas de signaux d’avertissement visuels et sonores défavorables d’effondrement potentiel de la toiture. Si des conditions de neige abondante sont observées dans la communauté, notamment un blizzard, une tempête de neige ou d’autres conditions météorologiques défavorables, les travaux de déneigement ne doivent pas être entrepris. Les zones sur lesquelles la neige sera déversée d’un toit doivent être sécurisées et marquées pour protéger les piétons et empêcher l’accès au bâtiment. La neige enlevée de la toiture ne doit pas être placée près des fondations du bâtiment. Elle doit être entreposée dans un endroit approuvé par la communauté, loin du bâtiment, afin de réduire au minimum la dégradation du pergélisol et les éventuels problèmes de drainage.

Le personnel chargé du déneigement de la toiture doit noter s’il existe des dangers sur le toit qui pourraient être cachés par la neige et qui doivent être signalés comme des risques de trébuchement, notamment les drains de toit, les puits de lumière, les évents et autres équipements. Le personnel chargé du déneigement doit toujours faire preuve de prudence en restant attentif aux bruits ou mouvements inattendus autour des surfaces qui ont été alourdies par la neige (ou l’eau de la neige fondue), car ces surfaces pourraient s’effondrer.

Pour réduire le risque de créer une charge déséquilibrée sur la toiture, les procédures de déneigement d’un élément du toit doivent veiller à ce que la neige soit enlevée moins souvent, en petites quantités à la fois, qu’elle soit enlevée uniformément sur la toiture, en évitant la création d’amas de neige supplémentaires sur la toiture ou les toits adjacents, et en laissant une couche de 5 cm de neige sur la toiture pour réduire le risque de dommages au toit.

Résultats et suivi des progrès

La norme décrit les pratiques d’entretien des bâtiments visant à réduire le risque d’effondrement. Parmi les pratiques qui augmentent les risques de surcharge de neige et qui doivent être évitées, mentionnons les suivantes :

Réfection de la toiture sur trois couches de bardeaux ou plus;
Modifications de la structure qui entraînent un affaiblissement des tolérances de charge de la toiture;
L’ajout d’unités mécaniques, d’antennes, de panneaux solaires ou d’autres équipements sur la toiture sans évaluation ni renforcement appropriés;
L’installation d’une isolation supplémentaire sur le toit;
La conversion de l’intérieur en plans d’étage ouverts par le retrait des murs structurels ou de contreventement;
Tous les changements ou ajouts apportés à l’extérieur ou à l’intérieur d’un bâtiment qui peuvent nuire à son intégrité structurelle.

L’entretien des bâtiments doit s’effectuer de manière à réduire les risques de dégradation et d’effondrement des toitures, et inclure, au minimum, une inspection annuelle et un rapport sur l’état des éléments suivants :

La toiture (effectuer les réparations nécessaires dès que possible);
Les solins et les parapets pour déceler les dommages causés par des charges de neige antérieures (effectuer les réparations dès que possible);
Les éléments et connecteurs métalliques sur les toitures (particulièrement les toits anciens) pour détecter la corrosion (renforcer au besoin);
Les zones où la glace s’est déjà accumulée afin de trouver des solutions pour prévenir d’autres problèmes;
Toute déformation visuellement apparente des éléments de la charpente du toit ou fissures inexpliquées dans le bâtiment (demander l’expertise d’une personne compétente si ces éléments sont présents);
La documentation sur les fissures et autres indicateurs visuels de stress.

Les conditions de surcharge des toitures sont liées aux charges de neige au sol. Des mesures des conditions d’enneigement devraient être effectuées pour déterminer le niveau des risques de surcharge de neige touchant les nombreux bâtiments d’une communauté, en particulier pendant les hivers de fortes chutes de neige. Les mesures du niveau d’enneigement dans une communauté fournissent des indications précieuses qui sont nécessaires pour déterminer la gravité relative des conditions de neige abondante, les besoins en matière de déneigement des toitures et les risques potentiels d’effondrement des toits.

Les communautés doivent surveiller les accumulations de neige par les moyens suivants :

Mesures communautaires de l’épaisseur de la neige ou de l’équivalent en eau provenant de la neige fondue prises par la communauté à un endroit précis chaque hiver;
Connaissances locales des conditions d’enneigement qui indiquent des profondeurs de neige exceptionnellement élevées ou des poids de neige importants, généralement au cours d’une période de 30 ans;
Mesures effectuées à proximité de la communauté par des organismes, pourvu que les conditions d’enneigement sur le site de mesure de l’organisme soient représentatives des conditions d’enneigement dans la communauté.

Ressources

Lien vers l’étude de cas complète