Construction de façades

Construction circulaire pour la recherche de pointe et la relève

Texte et photos : Rédaction/graphique Surber Metallbau AG

Le bâtiment blanc de forme cylindrique dédié à la recherche et à l’enseignement, situé juste à côté de l’hôpital pédiatrique de Zurich, est achevé et a été mis en service. Les domaines spécialisés de la recherche et du diagnostic sont répartis sur six étages, dont le dépistage néonatal unique en Suisse, la recherche sur le cancer, la pédiatrie du développement et la chirurgie plastique. L’université profite elle aussi énormément de cette construction circulaire fonctionnelle. En tant que l’un des principaux centres de formation pour la relève médicale et soignante, le nouveau bâtiment propose non seulement des amphithéâtres et des salles de cours, mais aussi un laboratoire de simulation et de compétences innovant.
Le nouveau bâtiment a un diamètre de 54 mètres et comprend neuf étages au total: six étages supérieurs, le rez-de-chaussée et deux sous-sols.

 

Éléments de façade des plus exigeants

Les personnes qui viennent de l’hôpital pédiatrique empruntent le chemin à pied directement devant l’entrée principale, avec sa porte coulissante circulaire rose. Juste à côté, on aperçoit l’une des deux portes cintrées réfléchissantes. La bordure blanche en béton ressemble à la section d’un coude de tuyau enfoncé dans le sol, visible de l’extérieur, dirigé verticalement vers le haut. À l’intérieur de ce conduit se trouve la cage d’escalier. Toutes les fermetures extérieures du rez-de-chaussée – éléments fixes, portes à un et deux vantaux, tôlages – entourent tout le bâtiment et sont alignées en segments.
« L’exécution de ces éléments en aluminium disposés en rayon au rez-de-chaussée et aux six étages supérieurs a posé des exigences non négligeables en termes de planification de l’exécution, de fabrication, de logistique et de montage », explique Lukas Meier, chef de projet chez Surber Metallbau AG. « Toute la planification a été réalisée sur la base des prescriptions théoriques des architectes », poursuit Lukas Meier. Alors qu’une construction poteaux-traverses avec des portes aux caractéristiques très exigeantes était requise au rez-de-chaussée, des segments délicats de façades modulaires avec des éléments également mobiles ont été utilisés aux étages supérieurs. Les segmentations ont naturellement généré à chaque jonction d’éléments des changements de direction géométriques qu’il s’agissait d’intégrer. À cela s’ajoutent les intégrations de structures d’ombrage, les fonctions de portes les plus diverses, les raccords en tôle ainsi que les connexions les plus diverses au corps de bâtiment et bien plus encore. Aucun détail n’a été laissé au hasard, tout a été soigneusement planifié par nos soins, coordonné avec les architectes, discuté avant d’être fabriqué.
Du point de vue de la construction métallique, les matériaux utilisés et leurs surfaces sont bien sûr aussi particuliers à cet objet : seuls des profilés fabriqués à partir de débris d’aluminium (Wicona Circal) ont été utilisés pour tous les éléments en aluminium. De plus, leurs surfaces ont été laissées à l’état brut – il a été renoncé délibérément à des peintures et techniques d’anodisation.

 

Poteaux-traverses au rez-de-chaussée

La façade du rez-de-chaussée sur 360° avec un rayon de 25 m est une construction poteaux-traverses d’une largeur visible de 60 mm et d’une profondeur de 150 mm. Avec son esthétique particulière et impressionnante, la construction semble flotter sans cadre en haut et en bas, car les profilés de traverse sont camouflés sous le revêtement praticable et au-dessus du plafond suspendu. Il a également fallu tenir compte du terrain extérieur en partie en pente. L’assemblage des poteaux avec les deux profilés de traverse (système Wicona Wictec 60 d’après RC2) a été entièrement réalisé sur le chantier.
La façade du rez-de-chaussée se compose de 53 éléments fixes, 12 portes à un et deux vantaux, 1 porte coulissante circulaire avec sas, 6 angles en tôle arrondis protubérants et une façade en tôle aux angles également arrondis. Toute la planification a été réalisée selon des bases théoriques. Les points fixes importants pour le montage ont été marqués par le géomètre. Des gabarits de tôle spéciaux ont été alignés sur ces points fixes pour l’orientation précise des éléments de façade, des consoles, des tôles, etc.
Le vitrage utilisé est un verre isolant triple VFS intérieur et extérieur. La structure extérieure des rails de guidage verticaux pour les stores pare-soleil (Warema) intégrés dans le faux plafond extérieur a posé des exigences correspondantes, notamment en raison des changements de direction des poteaux. Surber Metallbau AG a développé à cet effet un système de montage qui intègre visuellement ces rails de guidage dans la vue des couvre-joints. Un profilé serreur et de recouvrement combiné a été utilisé pour le vitrage. Des cales en aluminium fraisées en cône sont montées dessus et servent de base de fixation pour les rails de roulement. Un profilé en aluminium spécialement embouti avec des arêtes verticales arrondies a été collé comme profilé de recouvrement. (Coupe horizontale)

 

 

Cette juxtaposition non linéaire des éléments de façade se distingue des solutions standard par d’autres critères. Ainsi, aucun support de verre standard n’était disponible pour la reprise des charges des lourds vitrages isolants thermiques. Ces éléments de construction, qui transfèrent les charges sur les poteaux, nécessitaient également la pliure mentionnée et devaient être fabriqués spécialement.

Portes avec vitrage décalé

Les différents éléments de porte, dont certains servent aussi de portes de fuite avec fonction E 1125, s’intègrent discrètement dans la façade vitrée. Le vantail et le cadre sont entièrement recouverts de verre. Les verres isolants décalés choisis sont émaillés noirs dans les zones de profilés. Les verres VST extérieurs sont découpés pour les paumelles rotatives, les cylindres et autres ferrures. Du point de vue mécatronique, les portes répondent aux exigences les plus diverses, soulignant la grande hétérogénéité de ces composants.

Portes cintrées avec poignée lumineuse

« Aussi sobres et discrètes que puissent paraître ces portes encastrées dans une embrasure en béton blanc, leur développement et leur fabrication ont été exigeants », explique Lukas Meier en saisissant la poignée lumineuse orange et en ouvrant la porte. « Avec ces portes, nous avons effectivement joué avec les limites du réalisable. Ce ne sont pas les poignées de porte, qui ont d’ailleurs été fraisées dans des plaques plates en plastique teinté dans la masse, qui ont été si exigeantes, mais plutôt la géométrie, la forme radiale, l’affleurement du verre isolant réfléchissant à l’extérieur avec les dégradés et bien plus encore. Alors qu’à l’extérieur, on ne voit que du verre à glace, à l’intérieur, toute la structure de la porte en aluminium apparaît. Autre particularité: on ne voit pas de parcloses à l’intérieur, car les vitrages décalés ont été posés de l’extérieur. Des profilés à feuillure spéciaux couvrent la profondeur de profil jusqu’au verre isolant intérieur. À cela s’ajoutent les composants de sécurité et de voies d’évacuation et leurs installations électriques invisibles. »

 

 

Rose pour l’entrée principale

En effet, l’entrée principale rose ne passe pas inaperçue. En s’approchant de l’extérieur, les deux vantaux extérieurs de la porte coulissante circulaire s’ouvrent, tandis que les vantaux intérieurs du sas réagissent avec un décalage, ce qui a un effet positif sur la perte d’énergie de l’espace intérieur, sans pour autant gêner la circulation des personnes. L’aspect rose est généré par les verres feuilletés de sécurité (VFS) dotés d’un film de couleur correspondant. Le cylindre transparent présente un diamètre de 4,80 m et est placé entre la façade poteaux-traverses. L’enveloppe extérieure se compose d’un double vitrage isolant (2 x VFS), le verre extérieur étant formé d’un vitrage décalé et accueillant ainsi la baguette de recouvrement de la construction de base poteaux-traverses, le verre et la baguette de recouvrement étant ainsi alignés. La structure de base cylindrique au-dessus du plafond est construite en tubes d’acier et isolée et revêtue en conséquence. Des entraînements de chez Record ont été utilisés pour les mouvements des vantaux.

 

Façades standard aux étages supérieurs

Alors que les éléments décrits au rez-de-chaussée marquent fortement l’ouvrage d’un point de vue visuel, les façades standard des six étages supérieurs semblent plutôt discrètes, bien qu’elles aient représenté la majeure partie du volume de commande de Surber Metallbau AG. Pour les étages supérieurs, Surber a construit au total 613 éléments, dont 369 éléments fixes, 92 portes de fuite, 12 doubles vantaux de désenfumage des IEFC et 140 vantaux de ventilation. Les éléments correspondants présentaient un grand nombre de largeurs différentes qui ont forcément généré des angles de joint différents. À la verticale, les mêmes éléments étaient superposés sur les six étages.

 

 

Tableau Excel comme outil de planification

Du point de vue de la planification, le plan d’architecte avec les axes géométriques a servi de base à Surber Metallbau AG pour le projet d’exécution. L’équipe de planification de Surber a toutefois décidé de ne pas dessiner les éléments de façade sur le pourtour des niveaux, mais d’opter pour une méthode sortant de l’ordinaire et toutefois convaincante. Ainsi, un plan type a été établi pour chaque élément (vue, coupe horizontale et verticale ainsi que légende). Les largeurs utilisées à cet effet (mesure d’arc) résultent de la trame du bâtiment prédéfinie.
Pour la suite du traitement, un tableau Excel basé sur les mesures d’arc a été créé. Ce tableau a permis de calculer tous les paramètres importants tels que le type d’élément, son appartenance, le nombre de pièces, la largeur du cadre, sa hauteur, les dimensions du verre, l’angle de flambage et bien d’autres paramètres, puis de les reprendre pour la fabrication et le montage.

 

 

Éléments avec rainures de joint

Les différents éléments se composent chacun d’un cadre en aluminium périphérique Wicona Wicline 75 evo d’une profondeur de 125 mm avec rainures de joint pour façades modulaires. Ces profilés ont été légèrement modifiés par endroits. Montage extérieur, profilés adaptateurs verticaux spécifiques à l’ouvrage pour l’intégration des profilés de guidage des stores bannes.
La fente verticale créée par l’angle de flambage au niveau des joints de profilés est fermée à l’extérieur par un profilé de tôle intégré et à l’intérieur par les profilés de recouvrement également utilisés au rez-de-chaussée.
En haut, les différents éléments sont fixés aux anneaux de plafond en béton à l’aide de consoles d’angle mobiles ; en bas, ils sont posés sur le sol en béton.
Selon le type d’élément, des portes battantes s’ouvrant vers l’intérieur ou l’extérieur, des vantaux de ventilation ou des vitrages fixes sont intégrés. En cas de dégagement de fumée, les portes des IEFC s’ouvrent automatiquement à des fins de ventilation. Certaines portes sont équipées de verres électrochromes commutables ou de verres de protection solaire à des fins de commande de l’éclairage et d’ombrage. Pour les vitrages fixes, avec ou sans élément d’allège, la protection solaire est assurée par les stores extérieurs mentionnés ci-dessus.   ■