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Une coque béton biaise achève l’église Saint-Pierre de Firminy

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Une coque béton biaise achève l’église Saint-Pierre de Firminy

Les coffrages en bois de sapin, qui servent à réaliser les murs courbes de l’édifice, superposent des nervures de 40 cm de haut, des planches taillées en sifflet et du contreplaqué de 8 mm.

La reprise du chantier d’une des dernières œuvres de Le Corbusier a nécessité de nombreuses études et la mise en œuvre de techniques innovantes. Il aura fallu attendre plus de 40 ans pour que ce bâtiment emblématique voie le jour.

Implantée à Firminy (Loire), à une quinzaine de kilomètres de Saint-Etienne, l’église Saint-Pierre avait été commandée (en 1960) par Eugène Claudius-Petit, alors maire de la ville, à Charles-Edouard ­Jeanneret, dit Le Corbusier. Les différentes études de ce projet tardif sont réalisées entre 1961 et 1964, le décès de l’architecte étant survenu en 1965. Mais, le chantier ne débutera qu’en 1970, avec la pose de la première pierre, sous la responsabilité de José ­Oubrerie, architecte-­assistant de Le Corbusier, et de son collaborateur Luis Miquel. Puis, le chantier de la première tranche démarrera en 1973, jusqu’à 1974. Il reprendra de 1977 à 1978, pour une seconde phase de travaux, mais sera stoppé, par manque de financement. Et, de 1990 à 1996, des études d’achèvement sont reprises et confiées de nouveau à José Oubrerie, ­assisté de l’Atelier de l’Entre, un permis de construire étant déposé en 1993. En 1996, l’édifice est classé Monuments historiques. Enfin, en 2003, un acte de donation est délivré au profit de Saint-Etienne Métropole qui s’engage à terminer l’ouvrage. Sachant que ce bâtiment est entouré d’un ensemble architectural exceptionnel (conçu par Le Corbusier) qui se compose de trois autres édifices : une maison de la culture (1961-65), une unité habitation de 380 logements complétés d’une école maternelle (1964-67) et un stade (1966-68). Les logements et le stade ayant été réalisés par ­André Wogensky, architecte désigné exécuteur testamentaire. Quant au programme, il prévoit d’utiliser les deux niveaux et demi inférieurs en ­annexe du musée d’Art moderne de Saint-Etienne et la grande salle haute du bâtiment, en espace municipal qui pourrait accueillir des colloques et des concerts. L’accès principal doit s’effectuer sur la façade sud, à l’aide d’une grande rampe. La surface totale hors œuvre représente 2 135 m2, pour un coût global d’investissement s’élevant à 5 534 000 e HT, le lot gros œuvre représentant 3 300 000 e TTC. Le chantier du gros œuvre et des abords devant s’achever en mars 2006.

À partir des dessins originaux, les architectes José Oubrerie (mandataire), Aline Duverger et Yves Perret ont scrupuleusement transcrit en plan et en volume le projet d’origine, en utilisant des logiciels informatiques en 3D. Le tout orchestré par des règles dimensionnelles et des tracés régulateurs définis par le fameux Modulor (1). Complexe, le projet comporte des niveaux bas imbriqués s’organisant entre eux, par des plans inclinés qui se déroulent le long du bâtiment. La partie la plus emblématique du projet se concentre sur l’élément central conique, dont l’embase s’inscrit dans un carré de 25 m de côté qui s’élève à 33 m, pour se terminer par une dalle de forme « patatoïdale » fortement inclinée. Si la façade ouest est verticale, celle située à l’opposé et orientée à l’est présente une pente prononcée, alors que les deux dernières (nord et sud) sont à pente identique moins accentuée. D’où d’énormes suggestions techniques à ­gérer et à résoudre, de la part des concepteurs et de l’entreprise de gros œuvre Chazelle. Avant d’entreprendre les travaux, il a fallu faire établir un diagnostic sur les bétons existants, par le laboratoire spécialisé Lherm qui a fourni un rapport positif. Le chantier a donc pu démarrer par l’arasement d’environ 60 cm de la coque en béton, à l’aide d’un marteau-piqueur. Cette opération permettant de repartir sur une base horizontale ­satisfaisante.

Coffrages faits sur mesure

Pour réaliser la coque, une série de neuf levées de bétonnage sur neuf couronnes de forme et de taille différentes vont se succéder. Chacune de ces levées de 2,70 m de hauteur intervenant durant une quinzaine de jours. Le principe du montage est toujours le même. On utilise, pour chacun des murs, deux sortes de coffrages. Des coffrages en bois pour les parties courbes et des coffrages métalliques préfabriqués (Doka) pour les parties planes. Fabriqués de façon traditionnelle par l’entreprise de ­menuiserie-charpenterie Tomasini (sous-traitant de l’entreprise Chazelle), les coffrages bois, au nombre de quatre-vingt-cinq, sont issus de tracés informatiques, opérés par coupes de 30 cm. Ils sont tous constitués de trois couches de sapin : des nervures en bois de 40 cm de haut et espacées tous les 30 cm, sur lesquelles sont vissées des planches taillées en sifflet, recevant elles-mêmes un contreplaqué de finition de 8 mm d’épaisseur cloué. Ce type de coffrage, employé une seule fois, superpose en fait neuf ­tracés par levée. Pour réaliser les parties de murs, les deux sortes de coffrages sont nécessaires, soient huit par anneau, dans le cas de quatre angles arrondis. Les fonds de moules étant garnis de panneaux d’habillage en bois de 1,33 m de large marquant des joints fictifs. En partant de l’assise basse, chaque levée est réalisée par succession progressive de doubles coffrages assemblés en tournant.

Cinquième façade en « clef de voûte »

Pour que chaque levée se superpose bien à la précédente achevée, les deux épaisseurs de ­coffrages sont ­pincées sur le mur, sur une hauteur de 5 cm.

Une fois le double coffrage installé, il est rempli de béton auto-plaçant (Lafarge) à partir d’une grue. Très fluide, ce béton ­permet de remplir tous les recoins des coffrages envahis d’aciers et de réservations. Dénué de bulles, il présente d’autre part une excellente qualité de finition. Le coulage s’effectue par anneau entier en une demi-journée. En ­revanche, le décoffrage ­exige 48 heures de séchage, quand le mur est en pente, car le béton liquide adhère moins bien et exerce de fortes pressions qui se traduisent par des épaisseurs plus importantes. Suivant les calculs de l’ingénieur béton, les épaisseurs de murs varient selon les façades. Le mur de la façade ouest, vertical, mesure 21,5 cm, celui de la façade est, 24,5 cm, ceux des façades nord et sud symétriques, 23,7 cm et le ­dernier orienté à l’est, 24,5 cm. Dès la première rotation, les murs intérieurs ont été étayés à l’aide de tours d’étaiement en aluminium (Doka). Et ce jusqu’à l’étaiement total du volume interne, afin de reprendre les poussées horizontales consécutives à la pente des murs. Au final, 10 000 m3 d’étaiement ont été mis en œuvre !

Un étaiement spécifique composé de deux épais tirants ­(Plakabéton) de 26,5 mm de diamètre et 16 m et 14,5 m de long ont été nécessaires pour la pose du clocher, qui s’est déroulée avant celle de la dalle supérieure. Liaisonnés entre eux par des manchons, ils sont boulonnés sur les parois est et ouest par des platines, afin de pouvoir reprendre les deux porte-à-faux situés de chaque côté du mur. Coulé au sol, le lourd clocher de 27 tonnes a été hissé avec une grue, puis déposé dans une réservation appropriée profonde de 1,90 m, et enfin coulé en place. À partir de la septième levée, trois parois du bâtiment étant plus inclinées et l’anneau étant ouvert, la stabilité de ­l’ensemble n’était plus assurée. Des étais spéciaux composés de deux grosses barres reliées par un câble tendu (Plakabéton) ont été boulonnées à 45° au centre des façades nord et sud. Ce système reprend les poussées d’environ 20 tonnes de la dalle en pente de couverture. Deux profilés HEA 160 provisoires consolident un peu plus l’ensemble.

Pentue à 75 %, la dalle de 36 cm fait office de clef de voûte. Elle a nécessité un ferraillage spécial assemblant des treillis et réclamé pas moins de quatre coffrages et coulages successifs espacés d’une semaine. De plus, afin de réaliser une toiture étanche et respectant les normes actuelles, il a fallu la compléter de plusieurs éléments et matériaux superposés.

Sur la dalle bétonnée de 150 m2, a été déroulé un feutre noir d’étanchéité sur lequel sont ­apposés des plots carrés en inox de 35 cm de côté et 40 cm de hauteur qui reçoivent des dalles de 10 cm d’épaisseur.

Ces dernières sont assemblées et calepinées au Modulor (2,26 m), pour former une coque en béton bien repérable des environs et symboliser la cinquième façade du bâtiment.

De multiples éléments greffés en façades

Un petit acrotère en béton suit la périphérie de la toiture. Les « cinq » façades reçoivent quant à elles un inventaire d’éléments en béton aux fonctions précises, plaqués horizontalement ou verticalement. La façade nord reçoit ainsi une casquette constituée de cinq éléments accolés de 20 cm d’épaisseur. Elle est boulonnée en partie haute de la quatrième couronne sur des tiges inox. En dehors d’une descente principale qui est insérée sous le clocher le long de la façade est, des goulottes horizontales courent tout autour de l’édifice. ­Chacune d’entre elles comporte un élément préfabriqué en forme de semelle de 80 cm de hauteur et de 10 cm d’épaisseur sur lequel vient se fixer une partie en creux inclinée de 33 cm de long par 15 cm d’épaisseur qui a été coulée en place. L’eau de pluie qui tombe dans la goulotte ­verticale continue à s’écouler dans les goulottes du pourtour, pour finir de dégouliner dans un grand bassin de recueil disposé au sol.

Enfin, trois canons de lumière impriment fortement l’impressionnant volume intérieur de l’édifice. Deux se répartissent en toiture, le troisième perçant la façade ouest.

Très cohérent, cet édifice finalise le projet d’ensemble qui était souhaité. L’esprit de Le Corbusier, omniprésent, a guidé le chantier. Les équipes étaient motivées, avec le plaisir de la découverte doublé de la valorisation de leurs métiers.

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