Planification de construction métallique en haute montagne

Façades pour conditions climatiques extrêmes

Texte : Peter Camenzind, Hilterfingen / Photos : Kurt Speiser et Pascal Bögli

Tempêtes, neige, glace et chaleur : construire en haute montagne constitue un véritable défi. La conception de façades capables de résister à cet environnement extrême et répondant à des exigences esthétiques élevées l’est encore plus. C’est ce que démontre le projet de la station supérieure Eigergletscher du nouveau téléphérique 3S Eiger Express. La nouvelle gare, plaque tournante pour la montée vers le mondialement connu Jungfraujoch – Top of Europe se blottit dans le paysage du pied de l’Eiger. La façade allongée de 141 m de long et atteignant jusqu’à 16,2 m de haut, constituée d’éléments gris en béton et fibres de verre, attire tous les regards. Elle fait penser à une galerie qui serait soutenue par un viaduc. Deux parallélépipèdes de verre accolés créent le lien avec les bâtiments historiques de la gare de l’Eigergletscher permettant d’accéder au train à crémaillère pour le Jungfraujoch – Top of Europe et donnant un accès direct aux pistes de ski. La vue sur la nature sauvage est ici époustouflante.

 

Tempêtes et climat extrême

Le « foehn du Guggi », avec des vents soufflant jusqu’à 250 km/h, engendre une charge de vent de 2,2 kN/m2. Selon la norme SIA, il faut tenir compte d’une charge de traînée du vent de 3,9 kN/m2. Les charges de neige sur les éléments de garde-corps et les profilés de recouvrement sont de 12 kN/m2, alors qu’elles sont de 0,9 kN sur le Plateau. Si, en hiver, une avalanche de poudreuse devait se déclencher sur le glacier suspendu au-dessus de la station, la force portante résiduelle des façades est calculée de manière à empêcher les masses de neige de pénétrer dans le bâtiment. Pour éviter la formation de corniches de neige et de glaçons, les vitrages du toit sont chauffés. La neige ne doit pas non plus pouvoir s’infiltrer. C’est pourquoi l’enveloppe de la façade est étanche. En résumé : la façade exigeait des solutions innovantes dans tous les aspects. « Sans nos 40 ans d’expertise dans la construction en haute montagne et les esprits créatifs de notre équipe, nous n’aurions pas été en mesure de mener à bien ce projet », explique Kurt Speiser, propriétaire et directeur de Speiser Metallbauplanung GmbH, à Thoune.

Façade suspendue étanchéifiée

Pour des raisons esthétiques notamment, il était hors de question d’installer une façade en verre et métal conventionnelle sur ce site sensible. « En tant que membre de l’équipe des planificateurs généraux, notre tâche consistait à développer une façade suspendue en éléments en béton avec fibres de verre », explique Kurt Speiser. Cerise sur le gâteau : les éléments de façade de 4,5 m de haut et d’une largeur allant jusqu’à 2,5 m (372 au total) peuvent être décrochés individuellement. L’accès aux couvre-joints est donc facile en cas de remplacement éventuel des vitrages de façade (installés dans les montants-traverses). Grâce à leur conception, le remplacement des vitres (981 m2) est également possible sans grands frais. « Deux profilés en silicone spécialement développés et optimisés isolent l’enveloppe du bâtiment et tous les autres joints entre les éléments en béton avec fibres de verre », explique Kurt Speiser. Par rapport à un joint en silicone classique, le profilé en caoutchouc présente l’avantage de réduire considérablement l’entretien du joint et d’exclure toute décoloration du béton due à l’huile de silicone.

 

« Les éléments de façade de 4,5 m de haut et d’une largeur allant jusqu’à 2,5 m peuvent être décrochés individuellement. »  

Que faire de l’humidité du béton ?

La station est conçue comme une construction à ossature en béton ancrée dans la roche grâce à des tirants d’ancrage. « Après la construction, le béton évacue l’humidité pendant environ deux ans », précise Kurt Speiser, avant d’ajouter : « En plus du gravier et du ciment, un mètre cube de béton est composé de 150 litres d’eau. Seuls 60 litres sont liés chimiquement, alors que 30 litres sont liés dans les pores et les capillaires. Les 60 litres restants sont éliminés. Cette eau doit être évacuée sous peine d’endommager l’ouvrage. »
Le revêtement de la façade suspendue de la station est toutefois complètement étanche. La neige ne doit pas pénétrer dans le vide de la façade par les joints ouverts. La glace causerait des dégâts dans l’espace entre le revêtement de la façade et l’isolation. Cet espace n’est pas rétro-ventilé, mais équilibré en pression. « L’inconvénient est que l’eau du béton ne peut pas être évacuée vers l’extérieur », explique Kurt Speiser. L’humidité du béton doit donc pouvoir pénétrer dans le bâtiment et être ventilée. C’est pourquoi un pare-vapeur d’une valeur Sd de 250 m a été monté et collé sur l’ensemble de la construction en béton. Pour information, lLa valeur Sd est un indicateur de la résistance avec laquelle les solides s’opposent au passage de la vapeur d’eau.
  

Béton fibré à 2300 mètres d’altitude

Les tests réalisés avec des façades en tôle pour les près de 400 éléments de façade se sont révélés peu concluants. La raison en est que dans des conditions climatiques extrêmes, des déformations peuvent se produire pendant une longue période au niveau du fond des façades. Le choix s’est finalement porté sur du béton renforcé de fibres de verre. C’est lui qui a obtenu les meilleurs résultats lors de tests de matériaux approfondis. Outre la résistance à l’alternance gel-dégel, on a également testé si le matériau choisi « résistait » aux chaussures de ski. On s’est notamment rendu compte que dans la partie inférieure de la façade, l’épaisseur des éléments en béton avec fibres de verre devait être augmentée de 20 mm à 30 mm, afin de pouvoir supporter durablement les sollicitations de centaines de milliers de skieuses et skieurs.
Au total, 372 pièces moulées et plaques de façade en béton avec fibres de verre de type Ecomur flex de 1000 x 4500 mm ou 2500 x 4500 mm ont été préfabriquées et montées. « L’aspect mural du matériau s’intègre parfaitement au paysage de montagne », explique Kurt Speiser.

 

 

 

 

Mécanismes de portes redondants pour la télécabinen

Le contrat portait non seulement sur la façade, mais aussi sur la construction des gigantesques portails de 4,5 m x 4,0 m à l’entrée du chemin de fer à crémaillère à la station supérieure. Les portails ont un fonctionnement hydraulique et sont conçus pour résister aux charges liées au vent et à la neige ainsi qu’aux rudes conditions habituelles en haute montagne. Ils peuvent en outre être ouverts et fermés manuellement en cas d’urgence, grâce à un système hydraulique redondant.
Les installations de levage et de secteur du nouveau 3S Eiger Express sont entraînées mécaniquement par des chaînes et des pignons à contrepoids. Les grandes portes inférieures mesurent 5,5 m x 7,9 m.
Un article détaillé sur ces portes paraîtra dans le prochain numéro.

Planification en 3D

« Nous avons réalisé l’ensemble de la planification de la station supérieure et de la gare de l’Eigergletscher en 3D. Des plans d’architecte aux plans d’exécution, toutes les personnes impliquées ont travaillé avec les plans 3D. », explique Kurt Speiser. Pour garantir la qualité, le gros œuvre a été scanné à l’aide d’une station totale et les écarts ont été repris dans la planification d’exécution 3D de la façade.