Fenêtres et portes

Des fenêtres cintrées bien mystérieuses

Texte : Rédaction / Photos : Roman Keller

HiLo est le huitième module du bâtiment expérimental NEST sur le campus de l’Empa et de l’Eawag à Dübendorf, deux instituts de recherche. HiLo est une expérience architectonique qui a été achevée l’an dernier. HiLo signifie High Performance et Low Emissions dans la construction, l’aménagement et l’utilisation du bâtiment.

La recherche et les entreprises s’entraident

Avec cette unité, les chercheurs étudient la manière de construire et d’exploiter des bâtiments en ménageant au mieux l’énergie et les ressources, tout en garantissant une architecture attrayante et un confort d’utilisation élevé. Les partenaires industriels devront pouvoir tester et de développer de nouvelles technologies de construction et d’énergie dans des modules temporaires de bâtiments, appelés unités, en conditions réelles.

Structures en béton efficaces en termes de ressources

HiLo séduit par son toit en béton bombé filigrané et par sa technique du bâtiment autoapprenante. Au HiLo, les principes de construction du Moyen-Âge rencontrent les méthodes du futur. Le toit à double incurvation est particulièrement frappant. Sa capacité porteuse est due à sa géométrie et à sa structure à double paroi. Les méthodes de conception et de fabrication les plus modernes ont été utilisées. Il est composé de deux couches de béton reliées par une grille constituée de nervures en béton et de goujons d’ancrage en acier. Il a été construit à l’aide d’un coffrage souple composé d’un filet de câbles tendu et d’une membrane sur laquelle le béton a été projeté. Ce mode de construction a permis d’économiser jusqu’à 70 % de béton par rapport à des dalles ordinaires.
La voûte dotée de nervures de raidissement rend porteuses les dalles intermédiaires minces. Les méthodes de fabrication numériques utilisées permettent d’intégrer la ventilation, le refroidissement et le chauffage à basse température à la dalle voûtée nervurée, d’économiser plus de matériaux et de réduire les volumes.

L’acier et le métal, composants essentiels

Pletscher Metallbau AG de Schleitheim a participé à ce projet hors du commun. « Nous avons été initiés très tôt aux processus de développement de ce projet de construction extraordinaire et avons pu réaliser les travaux les plus divers en acier et en métal », déclare Reto Wetter, le propriétaire et directeur de l’entreprise, avant d’ajouter : « Outre les sous-constructions pour la toiture en béton, l’escalier exigeant en porte-à-faux, les différentes balustrades et la construction de la terrasse, mentionnons notamment les façades vitrées qui se rattachent au toit en béton voûté ainsi que les inserts incurvés en acier inoxydable. »

Une construction en béton bombée et légère, telle que celle réalisée ici, nécessite des calages qui répartissent les charges. Cette opération est particulièrement délicate au niveau de la transition entre le vitrage et le capot en béton, car les éléments de façade utilisés ne sont pas conçus pour supporter le toit. Ces zones de transition nécessitaient en effet une certaine liberté de mouvement. Pour y parvenir, Pletscher a développé des sous-constructions spéciales en collaboration avec les architectes et les concepteurs spécialisés. Celles-ci sont constituées de profilés radiaux en caisson en forme de H dont la forme ressemble à un arc de flèche. Elles assurent la séparation thermique, relient l’intérieur et l’extérieur du toit en béton voûté et garantissent, outre la liberté de mouvement nécessaire, un réajustement de l’espace libre entre le plafond et les façades. « Notez que ces sous-constructions ne se trouvent pas seulement à la périphérie, le toit en béton les dépassant à certains endroits. Il s’agissait également de récupérer le bras en porte-à-faux du béton et d’empêcher la chaleur de passer de l’intérieur vers l’extérieur. »

 

« Ces sous-constructions ne se trouvent pas seulement à la périphérie, le toit en béton les dépassant à certains endroits. Il s’agissait également de récupérer le bras en porte-à-faux du béton et d’empêcher la chaleur de passer de l’intérieur vers l’extérieur. » Reto Wetter, propriétaire et directeur de Pletscher Metallbau AG

 

Des poteaux-traverses pour l’arc

Toutes les façades bombées sont construites à base de poteaux-traverses. La partie interne porteuse est en acier et l’enveloppe extérieure en aluminium. Chaque arc présente des rayons différents qui évoluent le long du pourtour. Les largeurs visibles des profilés ont été délibérément maintenues pour compenser les mouvements mentionnés sans modification visible de la part du cadre. Des vitrages isolants commutables de type SageGlass sont intégrés à certains éléments. Ils assurent un ombrage sélectif et permettent de maîtriser l’afflux de lumière. Certaines fermetures sont également construites sous forme d’éléments anti-incendie de classe EI 30. Forster Thermfix vario HI et Thermfix vario EI30 ont été utilisés pour les éléments poteaux-traverses. Les portes et fenêtres à soufflet ont été réalisées avec le système Forster Unico.

Collaboration

« La collaboration avec les chercheurs a permis à notre entreprise de progresser, mais elle a également été exigeante », souligne Reto Wetter. « La mise au point d’une transition flexible et réglable entre la voûte en béton et l’élément de façade s’est avérée délicate. Il s’agissait d’absorber et de neutraliser les mouvements et les efforts dynamiques les plus divers. Avec les profils ajustables, nous avons trouvé une solution qui fonctionne bien. »
Au total, Pletscher Metallbau AG a travaillé près de 2400 heures sur le projet. À la question de savoir si l’investissement associé à une part importante de développement en valait la peine, Reto Wetter a répondu : « Nous pouvons mettre à profit le savoir-faire technique spécifique que nous avons acquis grâce au projet sur d’autres mandats. L’étroite collaboration avec les architectes, les chercheurs, les concepteurs et les ingénieurs nous a permis de progresser. Il s’agit d’expériences que nous pourrons réappliquer à de futurs projets et qui nous distingueront peut-être de nos concurrents, ce qui nous permettra de continuer à nous affirmer dans ce secteur très concurrentiel. » ■