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AUXERRE Carapace en béton autoplaçant pour espaces de concerts

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AUXERRE Carapace en béton autoplaçant pour espaces de concerts

Les façades sont constellées de motifs triangulaires vitrés et rehaussées de cabochons réfléchissants qui habillent les trous de banches. « L'éclairage » souligne ces découpes si particulières.

Les façades de la nouvelle salle de diffusion des musiques actuelles d'Auxerre ont nécessité le coulage de 700 m3 de béton autoplaçant (BAP) en une coulée par voile. Une performance réalisée après la mise en place d'un calepinage de triangles multifonctionnels dont l'orientation varie selon une suite mathématique.

Conçu par les architectes Arnaud Bikal et Laurent Coursier (BMC2), le premier bâtiment de la Cité de la musique d'Auxerre a été inauguré le 23 janvier 2010. Avec une surface de 1 271 m² (SHON), le Silex est un équipement subventionné par le ministère de la Culture qui représente un coût d'investissement de 3,8 Me HT. Décriées du fait d'un niveau de pression acoustique moyen supérieur à 100 dB, les Smacs (Salles de musiques actuelles) sont fréquemment reléguées en banlieue. Celle d'Auxerre, au bord de l'Yonne, est mitoyenne de l'École nationale de musique (ENMD) et s'aligne sur la cathédrale gothique du xiiie située à l'arrière-plan. Telle une mosaïque géante, ­l'enveloppe-peau en béton autoplaçant ­bouchardé se retourne en toiture et en sous-face du sas acoustique situé en façade est. Ses « cinq » façades sont ponctuées d'étonnants plots lumineux et éléments triangulaires en relief. Ces derniers sont alternativement opaques (béton lisse), transparents (vitrés dans un châssis à ébrasement en tôle acier 30/10e thermolaquée équipés de diodes à 3 leds type Blacklight RVB), ou grillagés (ventilation). « Calepiné d'après une règle de transformation géométrique « brownienne » non aléatoire, ce « coffret à musique » capte la lumière du jour en « hall-jazz », logistique et loges, requiert l'obscurité en salle de concert et diffuse de nuit à l'extérieur les vibrations musicales émises traduites en lumière par diodes lumineuses », explique Laurent Coursier de BMC2.

L'organisation intérieure suit les exigences acoustiques. Implantée au centre, la « boîte noire » des concerts à gradins télescopiques de 500 places (400 debout au parterre et 100 assises balcon) confine les décibels, isolée en façade ouest par 3 niveaux d'espaces tampons : locaux techniques, hall d'accueil, loges, ventilation et traitement d'air dans les combles etc. Tandis qu'en façade est, le « hall-jazz » toute hauteur est accessible par un sas acoustique d'entrée entièrement vitré.

Triangles préfabriqués en façades BAP

Le choix de réaliser les 4 voiles de façade en béton autoplaçant (BAP) sur 25 cm d'épaisseur et d'un seul tenant résulte des contraintes acoustiques. « Au-delà de 30 m de ­longueur, il est impossible de descendre une aiguille dans les banches pour vibrer le béton. La rhéologie de l'autoplaçant BAP Agilia Lafarge à granulats fluides a limité les joints de reprise à mi-hauteur et assuré l'enrobage du ferraillage au pourtour des réservations et listels triangulaires. Il fallait 80 m³ par voile, 100 panneaux de coffrage, soit 680 m² sans appui intermédiaire ! », explique Jorge Miranda, directeur travaux Gebat. Avant l'appel d'offres, l'industriel Gebat et le BET Structures IGB ont défini un modèle de calcul tridimensionnel (3D), effectué des essais laboratoire et mis au point un prototype dessiné par les architectes. Afin de descendre la pression hydrostatique du béton frais à 10 t/m² sur les banches métalliques et à 17 t/m² sur les tiges entretoises, des goulottes d'alimentation ont été placées à 3 altitudes différentes du sol : 50 cm, 4 m et 8 m ainsi que des capteurs de charge pour lire les efforts. La seconde phase a consisté à fixer les « triangles » préfabriqués dans les réservations d'ouvertures triangulaires. Au préalable, il a fallu faire passer des bielles et des tirants BA puis finaliser les plans de coffrages, réévaluer les quantités d'armatures et établir une méthodologie de désétaiement.

Pour réaliser la façade est, il a fallu constituer une poutre-voile de 27 m de longueur par 5 m de hauteur portée en « drapeau » sur les voiles adjacents nord et sud. C'est précisément le dessin d'exécution du ferraillage de cette poutre qui a déterminé la dimension du cercle le plus grand possible pouvant inscrire les « triangles ». En toiture, les châssis triangulaires sont reliés par un « puzzle » de dalles sur plots polygonaux. Fabriquées sur le chantier (préfabrication foraine) selon huit modèles, elles sont posées sur un maillage de poutres en acier galvanisé (UAP 220). Ces dalles transcrivent les façades en projection par continuité géométrique et permettent d'absorber les reliefs des relevés d'étanchéité. Chaque pièce a nécessité le repérage précis de son centre de gravité avant d'être levée en un point à l'aide d'une douille scellée.

Les voiles intérieurs BAP coulés d'après la même technique sont doublés de laine de roche (ép. 40 cm) vide d'air et contre parois de plâtre (ép. 7 cm). La technique a permis de maîtriser les temps de réverbération, le niveau moyen acoustique en salle-concerts de « musique amplifiée »105 dB et/ou 95 dB en hall-jazz, compte tenu de l'émergence maximale dans l'environnement admissible à 5 dB (prescriptions ERP), suivant un bruit extérieur résiduel à 34 dB. Les sols et les bétons intérieurs ont été lasurés de couleur jaune, orange, doré par égalisateur (Piéri Prelor 3).

Des pieux équipés de capteurs géothermiques

Suite à l'étude du site effectuée par Alto Ingénierie, la ville d'Auxerre (1) a opté pour un système qui utilise les fondations comme enveloppes des réseaux : la « géothermie sur pieux ». Après un an de contrôle « in situ », les enregistreurs des installations évaluent à 5 le coefficient de performance thermodynamique (gain énergie primaire utilisée 85 kW/h/m2 par an /produite). L'installation utilise 24 pieux (Ø = 60 ou 70 cm) ancrés à 7 m de profondeur qui sont couplés aux systèmes de production chaud/froid et chauffage/climatisation, notamment en renouvellement d'air de la salle. « Équipées de deux boucles d'eau glycolée en U (Ø = 32 mm), les sondes géothermales pilotées à distance par GTC captent au sous-sol la température constante de 10° », explique Philippe Sogny du service Energie. Les canalisations reliées entre elles dans le vide sanitaire réservé sous la dalle RDC (isolé de 30 cm polystyrène) alimentent la pompe à chaleur eau/eau en toiture qui fonctionne en thermofrigopompe sur le réseau des pieux. Par sécurité, deux forages en nappe phréatique à puits de débit nominal 30 m³/h ou à injection d'eau à débit variable (15 à 25 m³/h) servent d'appoint ou de secours, par exemple en cas de gel. Ainsi, 100 % des besoins sont assurés grâce au renfort d'échangeurs rotatifs des 4 centrales de traitement d'air (13 000 m³/h (salle-concert) 2 x 6 000 m³/h 1 200 m³/h) à batteries chaudes et froides et récupérateurs prioritaires en « free cooling ». Le système présente un groupe froid en transfert type Trane (Pfroid = 196 kW, Pchaud = 240 kW) qui alimente en alternance les réseaux d'EC (50-45 °C) et d'EG (7-13 °C). En cas de déséquilibre, l'insertion des puits dans le circuit du condenseur à vanne trois voies et servomoteur réversible ou celui de l'évaporateur, s'effectue en fonction de la température de retour des départs (TrEG ou TrECh). Les vannes permettent de basculer des pieux sur le puits au moyen de 2 pompes du circuit pieux à vitesse fixe (45 m³/h). Le fonctionnement en thermofrigopompe permet de récupérer, surtout en hiver, la chaleur rejetée en pac pour produire du froid dans la salle de concert et chauffer gratuitement les locaux annexes. La distribution se fait via le réseau de gaines, complétées par quelques cassettes plafonnières à vannes 2 voies et radiateurs à vidange d'agenceur et grilles de soufflage/reprise. In fine, les rendements annuels en chaud (COP) et en froid (EER) sont supérieurs à 4,2, le retour sur investissement de l'équipement étant évalué à 10 ans. Le tout dans un bâtiment thermiquement très protégé par une isolation thermo-acoustique des murs et plafonds renforcée (30 cm laine de verre), une sous-face d'isolant type Foamglass (ép. 16 cm) en couverture, des doubles vitrages en verre trempé dans les châssis triangulaires et du sas-acoustique de type Stadip Silence à lame d'air 20 mm, des menuiseries acier type Climalit.

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