Module 3 – Risque de grêle et protection contre la grêle

Les grêlons peuvent frapper le sol à des vitesses supérieures à 100 km/h. En Suisse, les orages de grêle causent chaque année, rien qu’aux bâtiments, des dommages de plusieurs millions de francs. Parmi tous les autres dangers naturels, seules les crues occasionnent des dommages aussi importants dans notre pays (voir fig. 1).
Fig. 1: Part relative des catégories de dommages naturels en matière de somme des sinistres pour tous les ECA en 2020-2021. Données: AECA, 2022. Représentation graphique: Tamara Baumann

Pourquoi la Suisse présente-t-elle un risque de grêle accru impliquant des sommes de sinistre élevées et quelles mesures peuvent être mises en œuvre pour le limiter?

Identifiez les raisons expliquant le risque accru de grêle en Suisse et proposez des mesures permettant de limiter les dommages dus à la grêle, en tenant compte du fait que, s’agissant des dangers naturels, le risque se compose des trois éléments suivants: potentiel de danger, potentiel de dommages et vulnérabilité.

Proposition de solution

  • En Suisse, le risque de grêle est élevé parce que le danger (averse de grêle) est relativement fréquent et, suivant la région, il faut s’attendre chaque année à plusieurs événements de ce type (voir module 2 – Occurrences des chutes de grêle en Suisse). En Suisse toujours, le niveau des sommes de sinistres est déterminé par la concentration comparativement élevée de valeurs des biens à protéger. Il y a par exemple beaucoup de voitures de luxe.
  • Les mesures de réduction du risque lié aux événements naturels produisent des effets sur différentes composantes du risque. Risque = potentiel de danger (Da) x potentiel de dommages (Do) x vulnérabilité (V). La plupart des mesures permettent de diminuer soit le potentiel de dommages (évacuation des personnes ou des objets menacés de la zone à risque), soit la vulnérabilité (utilisation de produits résistants à la grêle).
  • Informations complémentaires: voir ci-dessous
  • Exemple de calcul sous «Exercice complémentaire 1» 

Tableau 1: Mesures de prévention contre la grêle. Légende: Da = potentiel de danger – Do = potentiel de dommages – V = vulnérabilité.

Dommages dus à la grêle Mesures
Généralités
  • Suivi des prévisions météorologiques (Do)
  • Activer des alertes météo (Do), p. ex. via l’application de MétéoSuisse
  • Élaborer des normes, par exemple prescriptions relatives aux éléments de construction des bâtiments (V)
Personnes se trouvant à l’extérieur  Se mettre à l’abri dans un bâtiment ou un couvert (Do)
Véhicules: bosses sur la carrosserie, bris de glace
  • Parquer les véhicules dans le garage ou sous un abri (Do)
  • Utiliser des bâches anti-grêle (V)
Bâtiments: dommages aux stores, à l’étanchéité du toit, aux façades, aux coupoles, etc.  Mesures immédiates en cas de sinistre (intervention):
  • Remonter stores, marquises et volets roulants (Do)
  • Fermer portes, portails et autres ouvertures du bâtiment (Do)
 Mesures à long terme (prévention):
  • Utiliser des matériaux résistants à la grêle dans les nouvelles constructions et les rénovations des toits, des façades et des superstructures (p. ex. installations solaires) – (V)
    Produits testés contre la grêle pour tous les éléments de l’enveloppe du bâtiment, par exemple
    • étanchéité du toit
    • isolation extérieure, crépi
    • coupoles
    • panneaux solaires et capteurs solaires thermiques
    • éléments de construction synthétiques, p. ex. bandes d’étanchéité
  • «Protection grêle - tout simplement automatique» Signal d’alarme pour le pilotage automatique des stores (Do)
  • Utiliser des dispositifs de protection en amont tels que grilles ou filets de protection, p. ex. pour d’anciennes coupoles en plastique (V)
Bâtiments: dégâts (d’eau) indirects par intrusion de grêle, obstruction de l’évacuation des eaux  Mesures immédiates en cas de sinistre (intervention):
  • Vérifier les voies d’évacuation de l’eau à l’entrée des caves, sur les balcons et les terrasses en cas d’importantes chutes de grêle et, le cas échéant, dégager les puits et les rigoles recouvertes par les grêlons (V)
 Mesures à long terme (prévention):
  • Dégager les gouttières de toit et les trop-pleins, enlever  la boue et les feuilles mortes des tuyaux d’évacuation et nettoyer régulièrement les conduites afin de garantir l’écoulement de l’eau (V)
  • Couvrir l’enveloppe du bâtiment endommagée pour la protéger contre d’autres dommages causés par le vent et par l’eau, voir aussi: exemples de Wolhusen (V)
Jardins: objets mobiles et meubles de jardin, plantes et arbres
  • Sécuriser les objets mobiles (pour éviter qu’ils ne soient emportés par le vent) (V)
  • Protéger le mobilier de jardin avec une bâche de protection (V)
  • Mettre les plantes en pot à l’abri de la grêle (Do)
  • Remonter stores, marquises et volets roulants (Do)
  • Replier les couvertures de piscine (souvent en plastique), pour autant que la sécurité des personnes (enfants en bas âge) soit garantie (Do)
Agriculture: dommages aux cultures et pertes de récoltes, dommages aux dispositifs de protection (tunnels en plastique, structures en tunnel, protections contre les intempéries)
  • Utiliser des bâches anti-grêle (V)
  • Utiliser des matériaux testés contre la grêle pour les constructions légères (bâches anti-pluie, tunnels mobiles) (V)
  • Procéder à une vérification et une maintenance régulières des matériaux et des constructions légères (V)
  • Sécuriser les objets mobiles en cas d’alerte grêle (Do)
  • Protection anti-grêle au moyen de fusées paragrêle et d’avions anti-grêle (Da)*

* La question de savoir si l’iodure d’argent est efficace pour réduire la taille des grêlons reste ouverte. Des années 1950 à 1980, de nombreux essais d’envergure ont eu lieu en Suisse pour y répondre. Or, à ce jour, il n’a pas été prouvé que l’injection d’iodure d’argent produisait l’effet cité.


Sources utiles:
  • Protection contre les dangers naturels – Informations générales par danger naturel pour ingénieurs/spécialistes: grêle
  • Le podcast de Marco Fehr du 02.07.2021: «Viele Hagelschäden an Immobilien können mit diesem Wissen verhindert werden – Verantwortliche Klima + Naturgefahren beim SIA – Dörte Aller im Interview #159» (De nombreux dommages de grêle aux biens immobiliers peuvent être évités grâce à ces connaissances – Climat et dangers naturels responsables selon la SIA – Dörte Aller dans l’entretien #159 – podcast en allemand)
  • Répertoire grêle
  • Protection grêle – tout simplement automatique

Bases de la proposition de solution

Risque de grêle

Fig. 3: Compréhension du risque induit par les dangers naturels: risque compris comme une interaction entre potentiel de danger (danger de grêle), potentiel de dommages (concentration de valeurs, ici représentée par la densité de population, c.-à-d. la densité des personnes et des biens menacés), et vulnérabilité (matériel de construction utilisé, dispositifs de protection, etc.). Sources: swisstopo et www.protection-dangers-naturels.ch. Représentation graphique: Tamara Baumann

 

Potentiel de danger

Le potentiel de danger exprime la menace émanant d’un événement naturel. Il indique l’intensité de celui-ci sur un objet (p. ex. sous la forme d’énergie cinétique) ainsi que la fréquence et la probabilité de sa survenance. S’agissant de la grêle, le potentiel de danger dépend fortement du diamètre des grêlons: plus ces derniers sont gros et lourds, plus ils tombent vite et violemment au sol (voir tableau 1). Ce lien de corrélation n’étant pas linéaire, le dommage potentiel avec l'augmentation de la taille des grêlons (voir vidéo 2). Toutefois, les averses de gros grêlons sont moins fréquentes que les chutes de petits grêlons.

Dans le cadre du projet «Climatologie de la grêle en Suisse», de nouvelles cartes des dangers de grêle montrant les probabilités de survenance d’épisodes de grêle et de taille des grêlons en Suisse ont été élaborées (voir aussi: module 2).

Tableau 2: masse, vitesse finale et énergie de l’impact par rapport au diamètre des grêlons. Voir aussi: formules interactives. Le lien de corrélation non linéaire s’observe de manière exemplaire: le diamètre de 1,5 cm à 3 cm s’accroît d’un facteur 2, tandis que l’énergie cinétique augmente d’un facteur 10. Source: Protection contre les dangers naturels

ø grêlons (cm)

Masse (kg)

Vitesse finale v(m/s)

Vitesse finale (km/h)

Énergie cinétique (J)

1

0.0005

13.8

49.7

0.04

1.5

0.0015

16.9

60.8

0.22

2

0.0036

19.5

70.2

0.69

2.5

0.0071

21.8

78.5

1.69

3

0.0123

23.9

86

3.5

4

0.0292

27.5

99

11.1

5

0.0569

30.8

110.9

27

6

0.0984

33.7

121.3

56

7

0.1562

36.4

131

103.7

8

0.2332

39

140.4

176.9


Vidéo 2: Hagelbeschuss auf Ziegel (tir de grêlons sur des tuiles – vidéo en allemand). Source: www.protection-dangers-naturels.ch

Potentiel de dommages

Le potentiel de dommages décrit les biens à protéger menacés par un danger naturel. Il s’agit, d’une part, des personnes et des animaux qui séjournent dans la zone à risque et, d’autre part, des biens matériels tels que les voitures, les bâtiments, l’inventaire du ménage ou les cultures agricoles. Plus la densité de population d’une région fortement menacée par la grêle est faible, plus le risque global est faible, et inversement. Le potentiel de dommages peut être atténué en mettant les objets mobiles à protéger à l’abri de la grêle, par exemple en garant systématiquement son véhicule dans un garage souterrain plutôt que sur une place extérieure ou en équipant ses stores d’un signal d’alerte grêle.

En plus des dégâts causés par la grêle, le potentiel de dommages peut être accru par des dommages consécutifs indirects. Ainsi, à la suite d’un dommage causé au toit par la grêle, les précipitations peuvent s’infiltrer dans le bâtiment et entraîner un sinistre dans le toit lui-même ainsi que dans les pièces du bâtiment. Sur les routes aussi, l’écoulement de l’eau peut être entravé par la grêle et causer des inondations parce que les bouches d’évacuation sont obstruées (voir vidéo 3).

Vidéo 3: Influence de la grêle sur le ruissellement de surface. Source: www.protection-dangers-naturels.ch

 

Vulnérabilité

La vulnérabilité désigne la mesure dans laquelle un bien à protéger peut être endommagé par un événement naturel donné. Elle est en général exprimée par une valeur allant de 0 (pas de dommage) à 1 (dommage total).

Le degré de vulnérabilité d’un bien à protéger dépend en premier lieu des matériaux dont celui-ci se compose et de leur état. À titre d’exemple, des éléments neufs en plastique peuvent supporter l’impact de grêlons de 3 cm, alors que les éléments plus anciens, affaiblis par les rayons UV, seront moins résistants à la grêle.

Vidéo 4: Hagelwiderstand von Bauteilen aus Kunststoff (Résistance à la grêle d’éléments en plastique – vidéo en allemand). Source: www.protection-dangers-naturels.ch

Les expertes et experts de la protection des bâtiments recommandent, lors de l’utilisation de matériaux de construction, un indice de résistance à la grêle RG3 au minimum (pas de dommages jusqu’à un diamètre de grêlons de 3 cm) pour toute la Suisse. En général, les éléments de construction testés contre la grêle avec un indice de résistance RG3 ne sont pas beaucoup plus chers que les produits classiques. Dans les régions présentant un risque accru ainsi que pour les éléments particulièrement onéreux ou difficiles à réparer, un indice de résistance RG4 ou 5 est préconisé, pour autant bien sûr que ces produits soient disponibles sur le marché. Le répertoire grêle est une précieuse source d’informations sur les produits résistants à la grêle pour les propriétaires, les architectes et les projeteurs spécialisés ainsi que pour les ingénieurs et les spécialistes.

Autres vidéos sur les tests de matériaux (source: protection-dangers-naturels.ch):
Voir aussi:

Évaluation des risques et analyse coût-utilité au niveau local

Plusieurs facteurs sont à considérer lors de l’analyse des risques sur site et de l’évaluation des mesures possibles. Dans ce but, il faut disposer d’informations sur le danger de grêle pour pouvoir estimer les valeurs de retour de la taille des grêlons. Il faut aussi avoir des connaissances sur l’ampleur possible du dommage, laquelle dépend des biens à protéger concernés, de leur valeur et de leur vulnérabilité.

Fig. 4: Dommages dus à la grêle causés à la salle de sport triple de Berghof à Wolhusen lors de l’événement de grêle du 28 juin 2021. ©Commune de Wolhusen

Comment évaluer l’utilité d’une mesure de protection contre la grêle?

La salle de sport de votre école qui se trouve dans un bâtiment séparé va être complètement rénovée. Il s’agit ici d’examiner les mesures nécessaires et utiles pour garantir une protection contre la grêle à long terme, l’objectif de protection pour les nouvelles constructions étant un orage de grêle tel qu’il en survient tous les 50 ans, conformément à l’objectif de protection national pour les nouveaux bâtiments (norme SIA 261/1). Dans la plupart des régions de Suisse, cela correspond à un indice de résistance à la grêle RG3 ou 4.

Cet exercice convient aussi pour une nouvelle construction.

Le tableau Excel ci-après fournit un exemple d’analyse coût-utilité pour une estimation des mesures de construction et des mesures techniques destinées à protéger les bâtiments.

Ampleur du dommage causé par un événement extrême

Le 28 juin 2021, le Plateau suisse a subi un événement de grêle d’une ampleur exceptionnelle qui a touché de nombreuses régions et s’est traduit à certains endroits par des grêlons atteignant un diamètre de 9 cm. Rien qu’à la Mobilière, les sommes de sinistre ont atteint la valeur record de 110 millions de francs pour 20 000 sinistres (voir fig. 5).

Fig. 5: Carte d’intensité avec nombre de déclarations de sinistre dû à la grêle du 28 juin 2021 (en violet) et régions dans lesquelles la probabilité de chutes de grêle (POH) a dépassé les 80% (en vert). Données: la Mobilière et MétéoSuisse. Représentation graphique: Tamara Baumann

Pourquoi le montant des dommages liés à l’événement de grêle du 28 juin 2021 a-t-il été si élevé?

Analysez l’événement de grêle du 28 juin 2021 à l’aune des trois composantes du risque (voir fig.3). De plus amples informations sur l’événement figurent dans le module 1 (en particulier dans les vidéos 2, 4, 5 et 6 et dans les figures 6, 7 et 8) et dans le Module 2 (Exercice complémentaire, exercice c, fig. 6).

Proposition de solution

Exercice complémentaire 1 – Évaluation des risques et analyse coût-utilité au niveau local

  • Solution individuelle selon le lieu et l’objectif de protection défini
  • Exemple de solution pour la commune de Schangnau

Fig. 6: Les volets roulants automatiques sont efficaces dans presque toutes les situations considérées. D’autres mesures sont rentables à partir d’un diamètre de grêlon de 4 cm. Ces estimations s’appliquent à Schangnau, une commune qui connaît une forte probabilité de chutes de grêle.

Exercice complémentaire 2 – Événement extrême du 28 juin 2021

  • L’événement du 28 juin 2021 a été extrême à plusieurs égards, d’où le niveau des sommes de sinistre.
    • Potentiel de danger: l’événement a été très intense et de grande ampleur. Avec un diamètre exceptionnel de 9 cm, les grêlons correspondaient à un événement extrême très rare (voir fig. 6 dans le module 2).
    • Potentiel de dommages: vu la superficie de la zone concernée par l’événement, le nombre des objets à protéger touchés a aussi été exceptionnel. En outre, certaines régions à forte densité de population comprenant une concentration de valeurs supérieure à la moyenne ont été impactées. Ces deux facteurs conjugués expliquent le nombre de cas et le niveau des sommes de sinistre.
    • Vulnérabilité: la vulnérabilité est la composante la plus difficile à évaluer, faute de données à l’échelle suisse. On peut postuler qu’il n’y a pas de différence notable en termes de vulnérabilité d’une région à l’autre (p. ex. qualité de construction des bâtiments).
  • Voir aussi:

Gestion des dangers naturels en Suisse

En Suisse, la culture des risques encouragée par la Confédération se traduit par une gestion intégrée des risques, qui vise une approche globale des dangers naturels afin de trouver un équilibre entre les exigences concernant la sécurité et la viabilité financière (OFEV 2020). La gestion intégrée des risques comprend trois éléments: l’analyse des risques (Inventorier: Que peut-il se passer?), l’appréciation des risques (Évaluer: Qu’est-ce qui est acceptable?) et la planification intégrée des mesures (Piloter: Que faut-il faire?).

La gestion des risques est intégrée lorsque tous les types de dangers naturels sont pris en compte, que tous les acteurs responsables participent à la planification des mesures et à leur mise en œuvre, et que toutes les formes de mesures sont incluses dans la planification. Les mesures destinées à gérer les dangers naturels englobent les phases de prévention, de maîtrise et de rétablissement.


Voir aussi:

Sources

Office fédéral de l’environnement OFEV (2020). Gestion intégrée des risques. https://www.bafu.admin.ch/bafu/fr/home/themes/dangers-naturels/info-specialistes/gestion-integree-des-risques.html. État: 16.10.2020. Consultation: 19.12.2022

Association des établissements cantonaux d’assurance AECA (2022). Statistique des dommages de l’AECA. https://www.vkg.ch/fr/statistiques/éléments-naturels/. État: 2022. Consultation: 28.04.2023