Technique de l’acier / soudage

Architecture industrielle au cœur du village d’Altdorf

Texte : Rédaction, photos : Ruch

Le nouveau parking souterrain situé sous la place de l’Hôtel de ville à Altdorf visait à répondre à la pénurie de places de stationnement et à modérer le trafic dans le centre du village. La réalisation de l’escalier hélicoïdal en acier Corten du parking souterrain a été confiée à l’entreprise Ruch Metallbau AG, d’Altdorf. L’acier Corten corrodé confère à l’escalier un caractère industriel, créant un contraste visuel avec les bâtiments anciens. En observant de plus près cet ouvrage complexe, on constate que l’enveloppe circulaire et le noyau se composent de tôles d’acier en forme de cerceaux et d’un grand nombre d’entretoises en acier, créant ainsi une œuvre d’art transparente, mais affirmée. En y regardant de plus près, on constate que seuls les cerceaux supérieurs présentent une succession rythmée d’entretoises en acier. Toutes les autres entretoises sont placées individuellement, sans séquence perceptible.

Acier et béton

L’escalier à deux niveaux d’environ 25 t mène directement de la place de l’Hôtel de ville aux deux niveaux du parking souterrain. Son élévation est de 7,30 m. Il permet d’entrer et de sortir à chacun des trois niveaux. Il se compose d’un noyau central de 1,56 m de diamètre et de 10,4 m de hauteur, d’une enveloppe en surface de 5,34 m de diamètre surplombée d’un toit ainsi que d’une coupole transparente au centre du noyau. En sous-sol, le manteau extérieur a été réalisé en béton.

« L’acier Corten A est le numéro un parmi les qualités d’acier résistantes aux intempéries. Sa teneur élevée en phosphore lui procure une excellente résistance à la corrosion atmosphérique. »  

Acier Corten pour tous les composants

L’acier Corten a été utilisé pour toutes les pièces en acier. Comme cette qualité d’acier n’est disponible que sous forme de tôle, Ruch a misé sur cette dernière et a fait découper toutes les pièces d’acier Corten au laser. Pour les cerceaux en tôle de 100 mm de large, ce sont des tôles d’acier de 15 mm qui ont été utilisées. Les entretoises ont été fabriquées en tôles d’acier de 40 mm. En tout, ce sont plus de 2000 entretoises de 80 x 40 x 105 mm qui ont été usinées.
La répartition et la séquence des entretoises ont pu être reprises de la base des architectes pour la planification de l’exécution. Par conséquent, les plans des tôles intégraient aussi des marquages au laser pour prévoir le placement des différentes entretoises. Le même processus de fabrication a été appliqué pour le noyau et pour l’enveloppe. Les cerceaux en tôle segmentés sont empilés en alternance avec les entretoises, pointés et soudés ensemble au niveau des deux côtés étroits. C’est ainsi que les deux structures se sont élevées progressivement.
La structure du plafond qui ferme l’enveloppe d’acier à son sommet se compose de deux disques en tôle superposés présentant chacun une découpe ronde centrale de 850 mm de diamètre. Une tôle laminée formant un tube vertical de 450 mm de hauteur est soudée à l’intérieur. Elle constitue, d’une part, le bord intérieur du toit et sert, d’autre part, de structure porteuse pour la coupole Cupolux. Une grille horizontale a été soudée juste en dessous de cette coupole afin de prévenir les chutes. L’étanchéité et la végétalisation du toit ont été réalisées sur place.
  

Travaux de soudure spéciaux sur les marches d’escalier

Les marches sont aussi en tôles d’acier Corten de 15 mm d’épaisseur. Chaque marche se compose d’une tôle de contremarche rectangulaire ainsi que d’une tôle conique pour la surface praticable. Ces deux tôles sont reliées à angle droit au moyen de soudages continus. La particularité est que le cordon de soudure supérieur, sur le nez de la marche, est laissé brut et qu’un cordon de soudure supplémentaire parallèle augmente le caractère antidérapant.

Fonctionnement de l’acier Corten

L’acier Corten est un acier de construction hautement résistant, faiblement allié, résistant aux intempéries et soudable, qui présente une patine marquée. C’est l’ajout de cuivre, de chrome et de nickel qui lui confère ses propriétés. Grâce au processus de corrosion, cette composition d’acier permet la formation d’une patine (couche de rouille). L’exposition aux intempéries génère une couche-barrière particulièrement épaisse sous la couche de rouille proprement dite. Cette couche-barrière composée de phosphates ou de sulfates adhérents protège l’élément en acier de toute corrosion supplémentaire. L’acier Corten se travaille aussi bien (cintrage, usinage) que les aciers de construction non alliés correspondants.
On distingue l’acier Corten A de l’acier Corten B. Pour cet escalier, c’est le Corten A qui a été choisi. L’acier Corten A est le numéro un parmi les qualités d’acier résistantes aux intempéries. Sa teneur élevée en phosphore lui procure une excellente résistance à la corrosion atmosphérique.
En raison de sa valeur de résilience élevée, l’acier Corten B convient mieux pour des applications statiquement exigeantes. Sa résistance à la corrosion est cependant légèrement réduite.
Pour accélérer le processus de corrosion sur cet escalier et obtenir une surface rouillée aussi homogène que possible, tous les composants ont d’abord été sablés, puis traités dans l’usine de Ruch avec un accélérateur d’oxydation. Tous les composants n’étant pas exposés de la même manière, les influences climatiques n’auraient pas permis à elles seules d’obtenir un résultat homogène.

 

Stratégie de montage intelligente

L’escalier subdivisé en cinq éléments a été préfabriqué dans l’usine de Ruch. Ses différents éléments ont ensuite été transportés vers la place de l’Hôtel de ville toute proche. Le fait que le lieu de montage ne se situe qu’à quelques centaines de mètres de Ruch AG a permis de réaliser des segmentations en éléments de grand format.
Ainsi, l’équipe de montage de Ruch a d’abord placé la tour ronde du noyau de 10,4 m de hauteur. Ce fut ensuite au tour des deux éléments d’escaliers, fixés d’une part, à l’enveloppe en béton au moyen de languettes et, d’autre part, au noyau. Enfin, l’équipe a placé la partie située en surface, à savoir l’enveloppe et sa structure de toit, également composée de deux moitiés en demi-cercle.   ■