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Coordonner structure, charpente et couverture

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Coordonner structure, charpente et couverture

La couverture aérienne du stade MMArena du Mans (72) se compose d’une fine ossature à fléaux métalliques de 27 m de portée qui, se développant en porte-à-faux, reçoivent des plaques de polycarbonate. (Doc. Cardete-Huet/Hervé Abbadie.

Autrefois placé en périphérie et aujourd’hui implanté en entrée de ville, le stade est devenu un monument emblématique qui doit désormais répondre à des critères de confort des utilisateurs comme des joueurs.

Les stades ont longtemps été conçus à air libre, sans aucun système de couverture. Afin de rendre ce lieu plus confortable et convivial, la couverture des gradins et des tribunes, les protégeant du soleil et des intempéries, est devenue un élément fondamental de conception.

Depuis une dizaine d’années, l’architecture des stades évolue et se diversifie, permettant aux concepteurs et ingénieurs de créer d’autres morphologies, structures et couvertures, à partir de matériaux novateurs.
Le stade précurseur de cette démarche demeure le stade Allianz Arena de Munich en Allemagne, réalisé en 2005 par les architectes Herzog & de Meuron. En forme de pneu géant, l’équipement est enrobé d’une peau sertie de 2 974 coussins en losanges gonflables réalisés en membrane d’Etfe (Ethyl tetrafluoroéthylène), un matériau léger, transparent et résistant.
Le stade Océane du Havre (76) a été réalisé par le groupement conception-réalisation Vinci Construction France/Scau architectes (1)/KSS/Iosis et a été inauguré le 12 juillet 2012. L’équipement de cinq niveaux et d’une capacité de 25 000 personnes repose sur un socle contenant des vestiaires et des places de parking. Le rez-de-chaussée est ponctué de plots logeant des sanitaires, buvettes et vomitoires. Côté structure, la tribune ouest, glissée sous le parvis, a été construite avec une ossature à poteaux-poutres en béton. Tandis que les tribunes courantes (est, nord et sud), équipées de gradins inclinés, ont été mises en œuvre par le coulage en place de 80 portiques en béton précontraint reprenant les efforts de la charpente métallique et recevant les gradins des tribunes supérieures. Chaque portique compte un poteau principal de 12,70 m de haut, un poteau bas et une crémaillère de liaison des deux poteaux.
Les sept cages d’escalier ont également été fabriquées sur place. La charpente en acier, fixée sur les portiques, comporte un assemblage de fléaux et de poutres-treillis dessinant un porte-à-faux de 30 m d’envergure. Cette charpente galbée est enrobée d’une membrane en Etfe (32 300 m2) sérigraphiée et teintée dans la masse, suivant un dégradé de quatre tons de bleu. Elle est formée de lés (1 x 24 m) arrimés sur la charpente, par des câbles disposés sur des écarteurs, tous les 75 cm, leur assurant une tension constante.
Conçu en 2010 par les architectes Francis Cardete et Bruno Huet pour Le Mans Stadium, le stade MMArena du Mans fut inauguré en 2011. Cet édifice de six niveaux, dont cinq en superstructure, reçoit 25 000 spectateurs. La qualité sablo-argileuse du terrain a nécessité la mise en place de 850 pieux armés sur lesquels ont été construits des massifs en béton servant d’assises aux portiques, dont les poutres crémaillères supportent trois niveaux de gradins préfabriqués.

Structure mixte béton et acier

L’ossature mixte associe béton et acier. Façonnée en atelier, l’imposante charpente métallique de 1 600 t a été livrée in situ par convoi exceptionnel. Elle se compose de 38 fermes de 30 m de long ancrées dans le socle en béton constituant les tribunes. Les fermes, implantées à l’est, l’ouest et au nord, servent de tirants qui reprennent les efforts en traction liés au poids de la charpente et aux vibrations du vent et de la foule. Les fléaux métalliques, s’élançant sur 27 m en porte-à-faux, sont tenus par 40 lignes de tirants fixés à l’arrière et au pied du stade. Les composants ont été assemblés par soudure et non par boulonnage, pour « garantir une finesse dans le design des pièces », comme le précisent les architectes. La toiture « enveloppante » domine la pelouse à 24 m de haut et se retourne en façade.
L’orientation nord-sud de l’enceinte a contribué au dessin de la toiture, la couverture (16 000 m2) comptant deux types de revêtements, du polycarbonate et de l’aluminium.
Quant au mythique Vélodrome de Marseille (13), il fait l’objet d’une rénovation en cours, conduite par l’agence Scau architectes et Didier Rogeon, architecte associé, pour le compte de GFC Construction (filiale de Bouygues). Ce stade de l’Euro 2016 sera livré en juin 2014. La mise en œuvre de ce projet compliqué dépend des fortes contraintes inhérentes au site occupé, les matchs continuant à se dérouler durant les travaux. Datant de 1937, le stade implanté en centre-ville a déjà subi de nombreuses transformations. À vocation polyvalente, le stade verra sa capacité d’accueil passer de 60 000 à 67 000 spectateurs, tandis que ses gradins seront couverts et protégés des intempéries (mistral, etc.). De forme presque circulaire (Ø 250 m), l’ouvrage comprend une mégastructure en acier galvanisé (6 000 t) qui repose sur quatre poteaux métalliques formés de fines aiguilles dédoublées en V. S’élevant à 65 m de hauteur par rapport au parvis, la couverture se compose d’une nappe tri- dimensionnelle formée d’un réseau de pannes concentriques et rayonnantes. Cette « résille monumentale » est montée à l’aide de palées provisoires s’appuyant sur les gradins en béton existants ou reconstruits. Si elle s’affine en partie centrale avec des éléments en porte-à-faux de 60 ou 80 m de portée, elle se retourne en façade et dessine une épaisse « jupe » de 15 à 20 m de haut. « Cette nappe en métal, qui ondule et suit la silhouette des gradins en forme de pétales, est devenue l’emblème du stade », précise Maxime Barbier, l’un des architectes associés de l’agence Scau.
La peau blanche de la couverture sera réalisée en toile tendue PFTE (Polytétrafluoroéthylène), un tissu translucide et robuste en fibre de verre enduit.

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