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Ossature métal pour jeux d'eau et de courbes

Virginie Pavie

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CONCEPTION ET PRÉFABRICATION - Une précision au 5/10e de millimètre
« La réalisation de cet ouvrage à la géométrie complexe n'aurait pas été possible il y a une vingtaine d'années sans l'aide de l'outil informatique », constate Stéphane Lepetit, directeur d'agence de l'entreprise Cancé. La maquette numérique de l'architecte a tout d'abord été importée dans le logiciel de calcul Robot du charpentier en utilisant des passerelles sous IFC. Elle a ensuite été traduite en profilés métalliques et redessinée sous le logiciel métier Tekla. En agissant ainsi, il a été possible de travailler avec une tolérance très fine, de l'ordre du 5/10e de millimètre. La plupart des éléments ont été préfabriqués en atelier, à partir de gabarits. La présence de nombreuses pièces cintrées dans les deux directions a ponctuellement nécessité une fabrication « artisanale » sur mesure. Un total de 10 000 heures aura été ainsi consacré à la seule structure primaire… Avant leur livraison, toutes les pièces ont par ailleurs été protégées afin de résister à l'ambiance corrosive et hautement humide du centre aquatique. Le traitement a consisté en un bain de galvanisation, un dérochage pour retrouver de l'adhérence et une pulvérisation de deux couches de peinture polyuréthane. Sur chantier, les assemblages ont été réalisés par boulonnage afin de ne pas détériorer la chaîne de protection de l'acier (nuance S275), ce que ne permettait pas de garantir le soudage sur site initialement envisagé.

DEUX PRODUITS SPÉCIFIQUES

Isolation en verre Foamglas - Pittsburgh Corning
Étanche à la vapeur d'eau et à l'eau, le matériau d'isolation en verre cellulaire est particulièrement adapté aux toitures des locaux à très forte hygrométrie. Il existe sous forme de plaques, panneaux ou rouleaux en épaisseur de 4 à 18 cm, et bénéficie d'une conductivité thermique de 0,038 à 0,050 W/(m.K).

Plaque de ciment Aquapanel Outdoor - Knauf
Imputrescible et résistant aux chocs et aux dégradations (classe Q4), ce produit en fibre-ciment destiné à être enduit est utilisable en bardage et faux-plafonds extérieurs. Les plaques sont disponibles en 90 cm de largeur sur 1,20, 2,40 ou 2,50 m de longueur. Elles peuvent être facilement découpées sur chantier et cintrées jusqu'à un rayon de 1 m, se prêtant ainsi à une grande liberté architecturale.

Ossature métal pour jeux d'eau et de courbes

Les formes libres et enveloppantes de ce nouveau complexe aquatique participent à la création d'une ambiance lumineuse et chaleureuse au cœur des espaces de détente et de pratiques sportives. Une conception rendue possible grâce à la technicité et la précision de sa structure métallique.

Quoi de plus emblématique pour un complexe aquatique qu'une architecture fluide et lumineuse, évoquant le mouvement de l'eau ou celui d'une raie manta ? Implanté sur les bords de la Vie et d'un espace Natura 2000, à l'entrée de la commune de Saint-Hilaire-de-Riez (85), ce nouvel équipement se découpe dans un paysage vendéen fait de bocages et de marais salés.

Conçu par l'agence bordelaise Brochet-Lajus-Pueyo (BLP), avec le concours des architectes Paul-Louis Imbaud et Raphaël Masnada, le projet de la Communauté de communes du Pays de Saint-Gilles-Croix-de-Vie s'adresse à un large public. Il compte plusieurs bassins intérieurs : un homologué de 25 m, un autre d'initiation avec nage à contre-courant et un dernier dédiés aux activités telles que l'aquagym ou l'aquabiking. Une pataugeoire avec fontaine pour les plus jeunes, un pentagliss à trois couloirs et un espace bien-être avec sauna, hammam et spa complètent l'offre. À l'extérieur, se trouvent une piscine de 25 m, accessible depuis l'intérieur par un passage en eau, et des jeux pour les enfants. Les bassins intérieurs sont répartis de manière non linéaire sous une grande halle vitrée, dont la façade principale est orientée plein sud. L'accueil de la piscine, les vestiaires et les locaux techniques sont regroupés sur la face nord, dans un corps de bâtiment bas et massif, adossé à la halle. Un traitement en béton matricé avec toiture végétalisée conduit à dissimuler un peu plus cette partie de l'ouvrage et à mettre en valeur la halle des bassins, cœur du projet.

Une géométrie complexe se lit dans cette perspective de la charpente métallique de la halle des bassins, où apparaissent les principes de résille et de toiture à facettes triangulaires (ici, le bloc 3 du complexe sous deux angles différents).

Un important travail de modélisation

Visible au loin, la halle se distingue par la dynamique de ses lignes courbes. D'un aspect résolument graphique, sa couverture est découpée en trois pétales blancs accolés, trois versants indépendants dont la largeur varie de 4,50 à 11 m. Les deux versants de rive s'entrechoquent sur la toiture du milieu qui est la plus haute. Une disposition qui permet d'aménager des tympans de lumière naturelle au centre des espaces. Les façades vitrées de la halle se déploient sous un large débord de toiture. Un mur-rideau à ossature aluminium met en œuvre une seule lisse horizontale et de grands volumes verriers, dont certains atteignent plus de 5 m de hauteur.

Fruit d'un important travail de modélisation et de réalisation, une structure métallique complexe sous-tend l'ouvrage et lui confère sa légèreté. Ses éléments verticaux sont formés par une résille périphérique servant simultanément à la reprise des charges de la couverture et à la stabilité verticale du bâtiment.

Le choix d'un revêtement de couverture souple s'est rapidement imposé pour répondre à la forme prédéfinie de la toiture. Une membrane bicouche en PVC est collée et soudée à chaud sur une isolation en verre cellulaire.

Les épines en aluminium du mur-rideau sont reprises sur la résille métallique par le biais de platines qui viennent enserrer les pattes ponctuelles soudées sur les tubes acier. Ces dernières ont des longueurs variables afin de rattraper la courbure du mur-rideau.

Une résille structurelle mise en avant

Ouvrage architectural lisible depuis l'extérieur du bâtiment, la résille est cintrée dans les angles et présente une altimétrie variable en tête. Sa composition met en œuvre des profilés tubulaires entrecroisés, d'une section constante de 20 cm de profondeur par 10 cm de large. Pour les besoins du chantier, l'ouvrage a été préfabriqué en atelier et livré sur chantier par pas de 2 m. Les modules échelles sont fixés en pied sur la dalle primaire en béton, leurs ancrages étant noyés dans la chape. Ils sont liaisonnés entre eux par des assemblages boulonnés, masqués dans des trappes et recouverts de capots en tôle d'acier.

En tête de la résille, une PRS ceinture l'ensemble de l'ouvrage. Son rôle est essentiel dans le fonctionnement de la structure où elle assure la répartition des charges de la couverture et joue le rôle de tirant face aux forces centrifuges. La poutre est fabriquée à partir de profilés en H et en U et ponctuellement cintrée dans les trois directions au niveau des angles.

Deux travées de poteaux en V, dans l'axe des joints de dilatation du gros œuvre, complètent enfin cette structure verticale. Une disposition liée à la fois aux contraintes sismiques du projet, situé en zone 3, et aux décrochés de la toiture. Les poteaux sont dédoublés, scindant la structure verticale de la halle en trois blocs indépendants. Dans l'axe des poteaux, une ossature métallique secondaire assure la reprise des séparatifs entre les bassins de baignade.

Posées sur la résille, de grandes poutres franchissent les 20 à 25 m de largeur de la halle. Légèrement cintrées et rayonnantes, celles-ci sont constituées de PRS à inertie variable, de 2 m d'entraxe. Hautes de 60 cm au centre, elles s'affinent à 30 cm vers leurs extrémités et se prolongent sur l'extérieur par des consoles de 15 cm de hauteur en rive. Des entretoises de contreventement sont ponctuellement disposées entre les poutres de toiture. Plus discrètes que des croix de Saint-André, elles sont réparties sur des axes parallèles, volontairement en biais par rapport aux poutres.

La sous-face de la toiture est traitée en bacs acoustiques en tôle métallique microperforée.Pour épouser la ligne courbe et irrégulière de la couverture, le découpage des bacs suit un calepinage à facettes triangulaires.

1 400 triangles articulés

À l'intérieur de la halle, les poutres servent d'appui à une ossature à facettes triangulaires dont le calepinage minutieux permet d'aboutir au mouvement souhaité de la toiture : une forme libre, sans symétrie aucune, qui se déforme en douceur dans l'espace. Un puzzle de plus de 1 400 triangles, articulés les uns par rapport aux autres, matérialise ainsi la courbure de la couverture. Les études ont cherché à minimiser le nombre de modèles différents afin de simplifier la fabrication et la pose. Composées d'un cadre tubulaire, les facettes reprennent à la fois le poids du complexe de la toiture et de sa sous-face acoustique en tôles d'aluminium laqué microperforées, espacées d'un joint creux constant.

Sur le dessus, la composition est classique pour les locaux à forte hygrométrie : un bac acier revêtu d'une isolation en verre cellulaire et d'une membrane d'étanchéité souple en PVC blanc (type Evalon d'Alwitra). Sur l'extérieur, les débords de toiture sont habillés de plaques de ciment (Knauf) fixées tous les 20 à 30 cm sur des rails métalliques rayonnants. Les plaques ont été mises en forme dans les trois dimensions avant d'être fixées et revêtues d'un système d'enduit à armature et d'une peinture blanche. Les eaux de pluie sont récupérées en périphérie par des chéneaux encaissés et des noues. La difficulté a été de localiser les lignes de plus faible pente de la toiture et de s'assurer qu'elles respectaient en tout point les pentes minimales réglementaires.

FICHE TECHNIQUE DU CHANTIER

Lieu Saint-Hilaire-de-Riez (85)

Maître d'ouvrage Communauté de communes du pays de Saint-Gilles-Croix-de-Vie

Maître d'oeuvre Agence Brochet Lajus Pueyo (architecte mandataire) ; Paul-Louis Imbaud et Raphaël Masnada (concours/études) ; Paul-Louis Imbaud + DGA architectures (suivi de chantier, gestion financière) ; DGA architectures (architecte associé) ;

Bureaux d'études Khephren, Cesma (structure sous traitance) ; Ethis (fluides) ; Overdrive (économiste) ; idB Acoustique (acoustique) ; Pierre Dabilly Let's Grow (paysage)

Bureau de contrôle Qualiconsult

Coordinateur SPS Atae

Entreprises Cancé (charpente métallique) ; Gantois Industries (sous-face de toiture) ; Secom'Alu (mur-rideau)

Surfaces 3 750 m (centre aquatique) ; 1 550 m2 (halle des bassins)

Livraison Septembre 2017

Coût des travaux 11,08 M€ HT, dont : 1,7 M€ HT pour la charpente métallique et la couverture de la halle et 876 500 € HT pour le mur-rideau et la menuiserie intérieure aluminium.

N°365

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