Le RDC est constitué d’une double structure à voiles circulaires, l’un bordant le hall intérieur, l’autre formant la façade percée à la fois de fenêtres à assise sur l’arase du soubassement (béton préfabriqué cintré) et des trois sas d’accès aux locaux d’exploitation. Les plafonds de ceux-ci reprennent le lattis de bois de la voûte interne, masquant les coffres des portes auto-matiques et volets roulants. (Docs. Arep.)
Livrée en mai 2010, la gare située sur la future ligne TGV Paris-Genève, « dresse » une coupole double peau revêtue d’une membrane plastique. Par la présence d’un plénum interstitiel, l’énergie solaire récupérée chauffe l’air en hiver et favorise la ventilation naturelle l’été, divisant par deux les consommations d’une gare classique...
En 2003, La Direction des gares a confié à la Direction de l’aménagement, de l’architecture et des bâtiments, la réalisation du Pôle d’échanges multimodal (PEM), projet développé par le BET Arep, financé par les États français et suisses, RFF, la SNCF, le CR Rhônes-Alpes, le CG de l’Ain et de la Haute-Savoie et la Ville de Bellegarde (38). Le résultat est un bâtiment à dôme translucide transparent, qui fait penser à une « colonie lunaire »...
Situé dans un site à forte déclivité, 13 mètres de dénivelé, la gare a d’un côté les voies TER et de l’autre, le viaduc support des voies TGV. Construite d’après une géométrie circulaire cohérente avec les fonctions d’échange et de service, la gare se développe sur 2 265 m2 (Shon). Le bâtiment se compose d’un rez-de-chaussée de 1 200 m2 (Shon) regroupant l’accueil du public, des commerces et des locaux d’exploitation et un R 1 de 540 m2 (Shon) de locaux techniques réservés au système d’exploitation.
« Le bâtiment est constitué de deux coupoles superposées en structure bois, qui reposent sur un double anneau en béton. Le plénum situé entre les coupoles préchauffe l’air récupéré par la CTA (qui en complément le réchauffe via une batterie chaude), avant de le souffler dans les espaces publics. Il comprend également deux panneaux solaires pour l’Eau chaude sanitaire (ECS) », explique Bruno Deck, chef de projet.
À l’extérieur, le besoin de fluidité entre les différents modes d’accès à la gare a nécessité un remodelage complet du terrain, soit 400 000 m3 de roches excavées et des aménagements extérieurs en béton désactivé et asphalte. À l’intérieur, Arep a retenu les options de sol industriel clair sur plate-forme béton coulé en place à pente 2,2 % (ép.12 cm), dallage sur terre-plein : calcaire film en polyéthylène (ép. 30 cm)(hall) (U = 0,35 W/m2.K), platelage bois équipé de bandes antidérapantes sur structure métallique (rampe d’accès au quai TGV), revêtement souple type linoléum (bureaux). À noter, la gestion des eaux de ruissellement par bassins de rétention sur chaque versant... Au total, l’investissement global de l’opération s’élève à 23 M€ (HT).
Structure mixte : métal/bois lamellé-collé
La coque extérieure est constituée d’une armature à membrures paraboliques (L = 16 m) à 32 arcs radiaux (section 350 x 150 mm), appuyés en base sur l’anneau de rive, composé de « V » en BLC et cerce de tension en acier(? = 323 mm) et en tête, sur l’anneau de compression en profilés acier cintrés. La structure crée, ainsi, une coque résistante aux charges climatiques et au flambement global en cas de charges asymétriques, où le fonctionnement est assuré par des cerces intermédiaires et des barres de contreventement en acier. Horizontalement, les poussées sont reprises par une poutre en béton cintrée, continue, qui ceinture les pieds d’arcs entre eux, ainsi que l’anneau de tension créé par les armatures du plancher béton R 1. Verticalement, les charges sont transmises aux voiles circonférentiels cintrés, raidis et liaisonnés par voiles radiaux, diaphragmes du socle béton nervuré à RDC.
En charpente, les assemblages sont adaptés à chaque liaison bois/métal, les pièces métalliques galvanisées à chaud étant stables au feu 1/2 h par application de Lithoforme, époxy (ép. 40 ?) et d’un revêtement intumescent Unitherm (ép. 50 ?). Le transfert des efforts de compression, de cerce en cerce, s’effectue par anneaux métalliques traversant de part et d’autre les tôles d’attaches, encastrées dans les membrures. Celui des efforts normaux et de cisaillement, par boulons HR maintenant l’ensemble.
La couverture est constituée de coussins à trois membranes translucides en Etfe (U = 0,25 W/m2.K) agrafés aux membrures de la structure bois radiale par des profilés aluminium à calage intermittent et une verrière à 16 secteurs. La coque intérieure se compose d’une armature à 16 nervures radiales cintrées en BLC (250 x 100 mm) et de traverses droites (l = 60 mm, 100 mm inférieur à h inférieur à 150 mm) lui servant d’appui. La coque est revêtue sur l’intérieur par un lattis d’épicéa (1 600 m2), incliné à 2 %, parallèle au sol. L’extérieur est composé de panneaux de CTB-X (ép. 19 cm), dont l’isolation et l’étanchéité en face extérieure des nervures de voûte s’étendent sur la toiture des locaux du niveau 1. Celle-ci est percée au sommet de hublots, bouches d’extraction/soufflage et d’un oculus(Ø = 7 m), lequel avec l’anneau de compression assure le transfert entre nervures.
La stabilité contre les charges climatiqueset sismiques est assurée par : les voiles BA (ép. 30 cm), les voiles radiaux à panneaux préfabriqués pleins (ép. 20 cm), les cages d’ascenseur assurant le contreventement et en torsion, par ceux circonférentiels autour du hall, façade extérieure et cages d’ascenseur.
Gestion par automates de régulation numériques « UTL »
Au rez-de-chaussée, la structure est constituée de voiles, sur lesquels sont posées des poutres IPE alvéolaires (réservations de ? = 300 mm). Celles des locaux techniques et réserves étant formées d’HEA. Le plancher du premier niveau est constitué d’un bac acier collaborant sur lequel est coulée la dalle béton (ép. 12 cm). L’ensemble repose sur une ossature métallique rayonnante. La structure bois des bureaux s’appuie sur la voûte ellipsoïde intérieure et sur le plancher collaborant. Ainsi, en cas de séisme, la stabilité des cloisons à l’étage s’affirme par le diaphragme du plafond (U = 0,25 W/m2.K) et la coque. Si la couverture Etfe est étanche, notamment par le cadre périphérique autodrainant, la barrière principale d’étanchéité du PEM est néanmoins réalisée au niveau de la voûte intérieure, du plafond des bureaux et de l’acrotère extérieur.
Les structures verticales sont réalisées en béton architectonique de teinte claire (voiles circonférentiels intérieurs et radiaux). Les structures intérieures étant partiellement bouchardées, les voiles circulaires extérieurs et cages escaliers/ascenseurs en béton apparent sont laissés bruts de décoffrage.
Une Gestion technique centralisée (GTC) gère l’ensemble de la régulation des installations de chauffage/ventilation/climatisation par régulateurs à « Unités traitement local » (UTL).
Ainsi, un groupe frigorifique (P = 70 W) du local CVC, à condensation par air et ventilateur centrifuge produit l’eau glacée des zones publiques et concédées, des locaux techniques électricité et d’une centrale de traitement d’air double flux. Puis, le réseau d’EG alimenteventilo-convecteurs et batterie d’EG de CTA, la distribution s’effectuant par tuyauteries calorifugées par polystyrène extrudé « Styrofoam ». Raccordée au circuit d’EG, la batterie froide de CTA est constituée de vannes 2 voies motorisées, celle des ventilo-convecteurs d’une vanne 2 voies type « moteur thermique », deux flexibles de raccordement, deux vannes d’isolement 1/4 de tour et un by-pass pressostatique. Les systèmes à débit réfrigérant variable et de récupération d’énergie sont constitués d’unités extérieures à échangeur fluide frigorigène/air en cuivre et ailettes en aluminium, ventilateurs de type hélicoïdal et platines électroniques connectées aux unités intérieures (cassettes encastrables à 2 ou 4 voies de soufflage(600 x 600 mm).
Réseau aéraulique complexe
L’ECS est produite par des panneaux solaires type « capteurs plans » disposés dans le plénum, inclinés à 45° par rapport à la verticale et orientés au sud. Ils procurent une eau à 70 °C en été grâce à un préparateur d’ECS de type Viessmann (300 l), équipé d’un appoint électrique.
En réseaux aérauliques, l’air circule par gaines en acier calorifugé disposées en plafond technique. Chaque ramification est équipée d’un registre d’équilibrage, d’un flexible calorifugé isophonique de raccordement et de bouches de soufflage. Les grilles extérieures sont connectées au local CVC par des plénums maçonnés pour prise et rejet d’air en façade. Ainsi, l’air neuf destiné aux CTA et aux concédés et l’amenée d’air au groupe froid ont leur propre plénum. Celui destiné à la ventilation naturelle du local CVC comprend une grille à ailettes fixes inclinées, à grillage en acier démontable (15 x 15 x 1,8 mm), fixé sur un contre-cadre scellé à la maçonnerie.
Le traitement d’air du hall fonctionne d’après deux modes (voir encadré p. 37) :
• en hiver, depuis des entrées d’air extérieur, situées en partie basse du plénum, une CTA (de 4 500 m3/h à préfiltre d’efficacité gravimétrique 95 %) gère le renouvellement d’air hygiénique, ainsi que le traitement climatique. En mode chauffage, l’air neuf est admis depuis le plénum dans la CTA, éventuellement réchauffé par batterie électrique, ainsi que par des rideaux d’air chaud électrique à jet dynamique disposés au niveau des portes automatiques des sas ;
• en été, le plénum intervoûte fonctionne telle une « cheminée solaire ».Au-delà de 20 °C, l’admission d’air extérieur est stoppée en obturant les volets d’admission des portes d’entrée.Ainsi, l’automate « UTL » lance le dispositif de puits canadien souterrain, qui distribue l’air frais, par l’intermédiaire des bouches de soufflage encastrées dans le sol. Le groupe moto-ventilateur, alimenté par quatre tubes(? = 500 mm) enterrés à plus de 1,5 m en sortie de puits, présente un différentiel ? T° = - 4 °C, soit P = - 6 kW.
Le traitement de l’espace de vente, des salles d’attente et d’embarquement fonctionne par ventilo-convecteurs 2 tubes/2 fils gainablesinstallés en plafond technique, associés à des diffuseurs d’air.
Le chauffage des vestiaires/sanitaires/circulations/réserves/LT est assuré par des convecteurs électriques en acier à régulateur intégré. Celui des bureaux par deux systèmes à débit de réfrigérant, réversibles à cassettes encastrées en faux plafond.
Une centrale de traitement d’air (3 500 m3/ h) à récupérateur d’énergie à roue, effectue le renouvellement d’air des locaux, l’air neuf puisé dans le plénum intervoûte étant prioritaire sur l’extérieur. Les unités terminales de soufflage sont équilibrées par régulateurs à débit constant, CTA à modulateur de débit d’air, vitesse de rotation de l’échangeur, etc.
