Abris anti-tempête : Conception, histoire et protection vitale

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Contexte

Plus de la moitié des États-Unis se situe entre les Appalaches et les Rocheuses dans une zone communément appelée « Tornado Alley ». Elle connaît l'activité tornadique la plus élevée au monde, pourtant les tornades peuvent et se produisent dans chaque État.

Chaque année, les résidents américains passent plus de 3 milliards d'heures-personne sous alertes tornades — alertes officielles pour zones où le temps violent pourrait produire des tornades. Selon le Centre de recherche en ingénierie éolienne de Texas Tech University, une tornade se forme réellement pendant plus de la moitié de ces alertes. En 1999, 13 États subirent 30 tornades mortelles, causant 95 décès. Bien qu'aucune étude n'ait quantifié les vies sauvées par les abris anti-tempête, il y a un large consensus qu'un abri correctement construit est hautement efficace, non seulement contre les tornades — dont les vents peuvent dépasser 485 km/h — mais aussi ouragans et autres événements météorologiques violents.

Une famille cherchant à construire un abri anti-tempête a trois options principales :

• Construire une maison en dôme monolithique — une structure en béton sans joint à la fois visuellement distinctive et assez forte pour résister aux vents tornadiques et débris.
• Renforcer une pièce ou un placard dans une maison existante, créant une « safe room ». Des entreprises vendent des kits de panneaux en acier époxy pour cela, et la FEMA fournit des instructions gratuites dans son livre Taking Shelter from the Storm: Building a Safe Room Inside Your House.
• Construire un abri souterrain sous ou près de la maison. Des unités préfabriquées sont disponibles pour moins de 3 000 $, l'installation ajoutant environ 300-500 $. Des abris sur mesure peuvent être agrandis pour inclure commodités comme salle de billard ou stand de tir. Les abris typiques font environ 4,6 m², 1,8 m de haut, et sont conçus pour accueillir 6-10 personnes pendant quelques heures.

Histoire

L'évolution des abris anti-tempête parallélise celle des abris anti-retombées conçus pour la protection nucléaire. Pendant la Seconde Guerre mondiale et le début de la Guerre froide, les États-Unis lancèrent leurs premiers programmes de défense civile en 1949, et le Congrès autorisa un réseau national d'abris anti-bombes nucléaires en 1950. Dans les régions sujettes aux tornades, ces abris servaient un double usage.

En 1971, le président Richard M. Nixon déplaça le soutien gouvernemental des attaques militaires vers les catastrophes naturelles, reflétant la politique de détente de l'époque. Après une brève inversion sous le président Gerald Ford, l'accent revint aux catastrophes naturelles et accidents en temps de paix, comme l'incident de Three Mile Island en 1979. Les dévastations généralisées de l'ouragan Hugo et du tremblement de terre de Loma Prieta en 1989, suivies par l'ouragan Andrew en 1992, élargirent la mission de la FEMA du secours en cas de catastrophe à la prévention des pertes. Aujourd'hui, le gouvernement fédéral offre des incitations financières aux propriétaires qui construisent des abris anti-tempête résidentiels ou souterrains.

Matières premières

Les safe rooms sont généralement construites en panneaux d'acier ou béton armé. Les abris souterrains construits sur site utilisent généralement du béton armé, tandis que les unités préfabriquées peuvent être en tuyaux ondulés en acier, plaques d'acier galvanisées ou époxy, fibre de verre renforcée, polyéthylène haute densité, ou béton armé avec barres d'armature ou fibres. Portes ou trappes sont généralement en acier, fibre de verre, contreplaqué plaqué acier, ou aluminium. Escaliers ou échelles peuvent être en bois, aluminium, acier, ou fibre de verre. Quincaillerie comme boulons et chaînes d'ancrage est souvent en acier inoxydable ou zinc.

Conception

Les abris souterrains existent en diverses formes — sphères, dômes, tubes horizontaux, et boîtes rectangulaires — beaucoup avec designs brevetés disponibles en plusieurs tailles. La plupart incluent éclairage sur batterie, bancs muraux, et une échelle ou escalier. Accessoires optionnels peuvent inclure toilettes chimiques, moquette intérieur-extérieur, prise téléphone, et radio météo.

Pour empêcher les occupants d'être piégés par les débris, certains abris comportent un vérin hydraulique ou à vis pour forcer l'ouverture de la porte, et d'autres incluent une seconde trappe de sortie d'urgence à l'extrémité opposée de la chambre.

Alors que les safe rooms sont conçues pour être accessibles aux personnes à mobilité réduite, la plupart des abris souterrains ne le sont pas. Quelques fabricants, comme Canton Enterprises, offrent des modèles à entrée horizontale qui peuvent être encastrés dans un flanc de colline ou installés au niveau du sol avec un talus autour des murs.

Processus de fabrication

Construction de la coque

• Des moules en acier coulent les sections supérieure et inférieure de l'abri. Les murs font 7,5-10 cm d'épaisseur ; planchers et plafonds 13-15 cm.
• L'armature métallique — généralement barres de 1,3 cm à espacement 30 cm — est placée dans chaque moule.
• Le béton est coulé et le moule vibré pour éliminer les bulles d'air.
• Après prise, la coque est démoulée et inspectée pour défauts.
• Les deux moitiés sont jointes par bords emboîtables, mastic d'étanchéité ou mastic, et sangles d'acier boulonnées à travers les joints.
• Escaliers ou échelle sont installés. La porte utilise charnières multiples, charnière piano, ou cadre coulissant. Une ou deux bouches d'aération — chacune un tuyau vertical surmonté d'une éolienne ou d'un coude à 180° grillagé — sont ajoutées.

Installation

La procédure d'installation est similaire pour tous les abris enterrés. Les étapes suivantes incluent des raffinements pour types spécifiques.

• 7. Une pelleteuse creuse un trou pour l'abri, avec un ouvrier finissant le fond à la main et dégageant les coins. Le trou doit être environ 61 cm plus large que l'abri dans chaque dimension.
• 8. L'abri est soulevé par une pelleteuse ou un camion de remorquage équipé d'une grue et descendu dans le trou. Fixations ou chaînes attachées à des supports ou sangles en nylon sur l'extérieur de l'abri.
• 9. Un abri en béton armé préfabriqué pèse au moins 5 500 kg. Les abris en acier et fibre de verre plus petits pèsent environ 1 600 kg et 640 kg respectivement. Les abris en acier et fibre de verre doivent être ancrés — généralement boulonnés ou chaînés à des ancrages dans une fondation en béton — pour prévenir la flottaison si le sol se sature.
• 10. Si du béton n'est pas coulé autour de l'abri, la terre excavée est remblayée. Pour les abris anti-bombes, le remblai consiste en gravier ou roche concassée.
• 11. La plupart des abris souterrains sont recouverts de 61-91 cm de terre ; la surface peut alors être engazonnée ou revêtue de terrasse.

Contrôle qualité

Les normes d'acceptabilité de la FEMA sont basées sur les recherches du Centre de recherche en ingénierie éolienne. Depuis 1970, le centre a étudié 100 tempêtes de vent et tornades. Il a trouvé que les débris volants posent la plus grande menace pour les gens, capables de pénétrer fenêtres, murs et toits. Les abris sont testés avec une section de 6,8 kg de bois 5×10 cm tirée par un canon à air comprimé à 160 km/h pour murs et portes, et 120 km/h pour toits. Un abri acceptable FEMA doit résister à des vents de 400 km/h ; très peu de tornades dépassent cette vitesse.

Certains fabricants annoncent aussi des performances face à des défis créatifs — comme l'impact d'une fourgonnette ou une balle de calibre 38 — et conduisent des tests d'étanchéité en remplissant la coque terminée d'eau.

L'avenir

Si le béton et l'acier ont traditionnellement dominé la construction d'abris anti-tempête, les avancées récentes montrent que la fibre de verre gagne en popularité. Les abris en fibre de verre résistent à la rouille, la corrosion et la moisissure — problèmes qui touchent les abris plus anciens exposés aux éléments rudes. De nouveaux modèles en acier et béton offrent aussi une durabilité améliorée, et de nombreuses entreprises offrent des garanties sans fuites, rouille, ni flottaison.