La Bulle de verre et d’acier inox surplombe l’accès et se calque sur une ellipse de 15,48 m x 15,11 m d’emprise au sol, sur une hauteur de 4,49 m à son sommet.
© (Doc. Arte-Charpentier et Abbès Tahir.)
Une résille structurelle croisée bi-directionnelle en acier inoxydable couvre l’accès principal de la station de métro Saint-Lazare, à Paris, tout en laissant pénétrer la lumière zénithale jusque dans les entrailles du métropolitain.
Implantée dans le 9e arrondissement, au centre de la capitale, la station de métro Saint-Lazare représente l’ultime étape des travaux réalisés par la Ratp afin de prolonger la ligne automatisée Météor (ligne14). Le tronçon se développant de la Madeleine à Saint-Lazare. Un traitement spécifique et symbolique de l’accès s’est donc imposé naturellement, dans le droit fil des aménagements ultramodernes de ces nouvelles stations. Le problème soumis aux concepteurs était non seulement de marquer visuellement l’entrée mais aussi de privilégier l’introduction de la lumière naturelle jusqu’aux quais. D’où la conception de cette lentille complexe et totalement transparente qui, pour des raisons d’organisation spatiale, se trouve implantée au cœur de la cour de Rome, en face de la façade de la gare. Elle permet la connexion avec le sous-sol, par le jeu d’un escalier fixe central et de deux escaliers mécaniques situés de part et d’autre. De plus, ces différents cheminements sont complétés par un ascenseur incliné, positionné latéralement et qui permet l’utilisation du métro aux personnes à mobilité réduite. Son principe géométrique combine l’assemblage d’un tore au rayon de 2,30 m et d’un quartier de sphère au rayon de 14 m. La calotte sphérique représente la partie supérieure de la lentille. La trame induite découle des intersections des méridiens de la sphère, à l’image de ceux définis sur la terre. L’ossature assemble ainsi un réseau de onze arceaux longitudinaux et de neuf arceaux transversaux, tous différents. Ces méridiens en acier inox sont fabriqués à partir de profils extrudés triangulaires, liaisonnés entre eux par des nœuds fabriqués pour ce chantier (voir encadré).
Des méridiens en acier inox adaptables aux surchages
Ces derniers sont constitués de pièces inox moulées et préfabriquées dont les découpes sont assistées par ordinateur. Ces éléments résultants, cruciformes, à quatre ailettes soudées peuvent subir des variations d’angles afin de pouvoir s’adapter à toutes les déformations possibles de la structure, dues au vents ou aux surcharges ponctuelles. À noter, la hauteur des profils est constante dans la zone sphérique mais variable dans la zone torique. Le contreventement de l’ensemble est assuré par des câbles filants posés dans la zone sphérique. Les arceaux, plus larges, en partie basse, viennent se raccorder par soudure à un anneau périmétral de forme elliptique. Cette poutre annulaire de rive sur laquelle est ancrée la résille lui permet de se développer d’un seul tenant, sans joints de fractionnement. Creuse, avec une bonne résistance en torsion, elle fait en finalité office d’assise à l’ensemble de l’ouvrage réalisé. Les pieds de la résille sont encastrés sur l’anneau de rive qui se raccorde à la trémie par un grand nombre d’appuis articulés verticaux, distribués de façon à répartir au mieux les charges sur la trémie, et par six points de restreints latéraux qui reprennent la poussée de la résille.
Verre feuilleté pour les facettes de la lentille couvrante
La peau extérieure se compose de 108 panneaux trapézoïdaux réalisés en verre feuilleté extra clair 10/10/2. Cette simple peau se compose de deux verres de 10 mm d’épaisseur et de deux feuilles de Butyl (films de fixation) qui ont la particularité d’être de forme bombée et de présenter une double courbure. Une difficulté d’autant plus grande qu’à peu près tous les modules sont de dimensions différentes.
Ces verres sécurité sont intégrés et collés à des cadres inox composés de plats de 4 cm de large (système VEC). Ces derniers sont fixés aux méridiens par des plots « ressorts ». Ces adaptateurs d’appui permettent d’épouser parfaitement la géométrie des verres, peu répétitive. Par ailleurs, sur la partie sphérique, des câbles tendus sont fixés sur les arceaux. Et ce à l’aide de pièces moulées circulaires de 7 cm de diamètre. Elles sont liaisonnées par des platines boulonnées par-dessus. Ces câbles sont agrémentés de ridoirs pour la précontrainte. Leur fonction étant de renforcer le contreventement de la partie supérieure de l’ouvrage. L’autre tour de force de l’ouvrage concerne la double porte qui l’occulte (voir encadré). Les vantaux de la porte sont tenus chacun par 3 appuis dont 2 inférieurs et 1 supérieur ; le système de support reste ainsi isostatique. La distribution du poids propre dans un vantail provoque une tendance à sa rotation vers l’extérieur de la lentille. Celle-ci est prévenue par son appui latéral haut. Le poids d’un vantail (deux tonnes) est soutenu par les deux appuis bas (chariots de roulement) qui reprennent charges verticales et latérales. L’appui haut (galet guide) ne fournit qu’un appui latéral. L’arrêt dans le sens de translation est assuré à chaque extrémité par des butées de fin de course, et en mi-chemin par des freins à contact. L’ensemble de la fabrication des composants de la lentille, assistée par ordinateur, a représenté un total de 2 800 heures d’études et de 11 000 heures de mise en œuvre en atelier. Avec un investissement total de 1,677 millions d’euros.
