La tour d’escalier : un ouvrage hors du commun et entièrement en acier zingué à chaud qui fait la part belle à la technique.

Escaliers et balustrades

Une merveille géométrique au style industriel

Un bâtiment industriel des CFF datant de 1864 et situé dans le « Säuliamt » zurichois a récemment fait l’objet d’une rénovation complète et d’une réaffectation. Afin d’accroître l’attrait des surfaces habitables, le maître d’ouvrage a décidé de déplacer la cage d’escalier à l’extérieur et de doter le bâtiment d’une tour d’escalier à l’aspect technique, industriel et un peu « fou ».

Texte : rédaction / Photos : Metallraum AG

Lors de la visite du bâtiment transformé situé juste à côté de la gare de Mettmenstetten, le maître d’ouvrage a déclaré : « L’aménagement intérieur de ce bâtiment d’habitation de trois étages est pratiquement terminé ; l’aménagement des abords sera réalisé dans les semaines à venir. Cette maison a été bâtie en 1864 par les CFF en tant que construction industrielle et était utilisée comme bâtiment dédié aux produits de boulangerie. L’ouverture de la ligne de chemin de fer reliant le Säuliamt à Zurich a soudainement été synonyme de nouvelles opportunités économiques et d’essor pour les habitants de notre commune. L’époque où le transport de marchandises jusqu’à Zurich prenait plusieurs heures, voire plusieurs jours, était révolue. Les entrepreneurs du Säuliamt – comme les exploitants de ce bâtiment – ont profité de cette nouveauté pour confectionner des produits de boulangerie frais qu’ils livraient à Zurich afin de répondre à la demande du marché. »
Il apparaît d’emblée que le maître d’ouvrage et l’architecte ont délibérément conservé l’aspect industriel. « Afin d’accroître l’attrait des surfaces habitables, nous avons décidé de déplacer la cage d’escalier à l’extérieur et de doter le bâtiment d’une tour d’escalier à l’aspect technique et industriel », explique le maître d’ouvrage. Et d’ajouter : « Nous voulions un escalier spacieux, aux marches agréables et sûres, à l’identité propre et qui mette en valeur la technique tout en donnant l’impression d’être un peu fou. Je pense que nous y sommes très bien parvenus, entre autres grâce à la compétence de l’entreprise Metallform AG en matière de conception et d’exécution. »

Vue en plan, la forme correspond à un triangle aux angles arrondis. Le sommet est conçu pour permettre la pose ultérieure d’un toit en toute simplicité.

Construction et géométrie

D’emblée, on constate que la géométrie et la construction de cet ouvrage zingué à chaud ne correspondent en rien aux constructions métalliques et en acier classiques ; l’apparence créée par les formes est vraiment particulière.
En visitant le chantier, Matthias Zwyssig, propriétaire et directeur de l’entreprise Metallraum AG, située à Lütisburg Station et mandatée pour cette tour d’escalier, déclare : « De tels ouvrages mobilisent toute notre passion et requièrent un niveau élevé de compétence technique.»
La tour d’escalier extérieure indépendante dessert les 2 ^e et 3 ^e étages via une petite passerelle qui assure la jonction avec les deux grands paliers horizontaux. Au rez-de-chaussée, l’accès est contrôlé par une porte battante circulaire à commande électrique verrouillable. Vue en plan, la tour d’escalier prend la forme d’un triangle aux angles arrondis et aux lignes latérales légèrement courbes, à la fois pour les limons extérieurs et les limons intérieurs. En tout, trois rayons différents ont été utilisés, tant pour les limons intérieurs que pour les limons extérieurs.

Passerelle donnant sur la porte vue depuis l’escalier.

La tour en acier est construite sous forme de modules empilés et comporte quatre éléments. En bas, le premier élément repose sur les fondations en béton et s’élève jusqu’au palier intermédiaire. Les deuxième et le troisième éléments sont nettement plus hauts et franchissent chacun un étage. Tout en haut se trouve l’élément de finition, qui présente les mêmes dimensions que l’élément inférieur. La tour d’escalier présente une hauteur totale de 8,30 m pour une largeur maximale d’environ 5,0 m. Le cadre horizontal est constitué de bandes en tôle d’acier découpées au laser. Leur section est de 120 x 20 mm. Une pièce en tôle de 100 x 20 mm également découpée au laser a été insérée entre les bandes en tôle superposées afin de souligner visuellement l’empilage et la pluralité des éléments. Des vis HV zinguées à chaud ont été insérées à intervalles réguliers pour l’assemblage. Des vis à tête fraisée ont été utilisées pour les zones importantes en termes d’utilisation, comme la transition vers les passerelles. L’équipement de protection contre les chutes vers l’extérieur et vers le jour de l’escalier est constitué de barreaux en acier rond soudés de 15 mm de diamètre.

Toutes les grilles caillebotis présentent un rayon. Les barreaux sont soudés sur le côté intérieur du limon.

Dimensionnement statique exigeant

Le transfert de charges vertical vers les fondations est assuré par neuf supports verticaux en tube rond de 90 mm. Les trois paliers intermédiaires en profilés HEB 140 ainsi que les limons extérieurs en tôle d’acier de 12 mm y sont fixés. Les limons intérieurs, eux aussi en tôle d’acier de 12 mm, sont également vissés aux paliers intermédiaires. Leur charge est aussi transférée aux fondations. La stabilité horizontale est assurée par des contreventements à hauteur d’élément et par la liaison des passerelles en acier au bâtiment. Les contreventements sont constitués d’acier rond et vissés entre les goussets soudés.
La liaison statique entre le limon intérieur et le limon extérieur est assurée par des tôles d’acier de 5 mm soudées, découpées au laser et pliées en angle. Celles-ci correspondent précisément à la disposition des marches en caillebotis qui reposent dessus.

Les barreaux verticaux sont soudés entre les bandes en tôle d’acier.

« Le dimensionnement statique a sans aucun doute constitué l’un des principaux défis de cet ouvrage. Cela tient à sa forme, et notamment au grand jour de l’escalier, ainsi qu’au nombre limité de points pour le transfert vertical des charges », explique Matthias Zwyssig. Et d’ajouter : « Sans une planification 3D moderne et une équipe habile et expérimentée à l’atelier et au montage, une telle entreprise aurait été difficilement réalisable. Un exemple : même si elles ne sont pas imposantes, les balustrades intérieures avec leurs mains courantes en tubes soudées sur les barreaux se sont avérées particulièrement complexes à réaliser. Nos collaborateurs ont dû déployer toute leur habileté manuelle pour les rendre harmonieuses et fluides.
La segmentation des éléments a également constitué un défi de taille ; il a fallu répondre à plusieurs besoins en termes de fabrication et de montage. »

Un rapport de marche agréable est garanti.

Des marches en grilles caillebotis

Les marches en grilles caillebotis à mailles fines et antidérapantes reposent directement sur les profilés en tôle et sont fixées à l’aide de dispositifs de serrage. Conformément aux plans, toutes les grilles caillebotis des marches et des paliers présentent une forme radiale à l’intérieur et à l’extérieur.

Une bande intermédiaire est insérée dans les séparations entre les éléments. Tous les raccords sont réalisés à l’aide de vis HV.

Montage

Afin de garantir la précision d’ajustement de l’escalier, la tour d’escalier a été assemblée et vissée, élément par élément, dans l’usine de Metallraum AG. Pour garantir un montage sûr et rapide et, ainsi, ne pas perturber trop longtemps la circulation routière sur le lieu de montage, les constructeurs métalliques ont décidé, compte tenu de la géométrie complexe, de fabriquer un gabarit de perçage en bois afin de fixer au préalable les ancrages. L’empilage des modules a ensuite été effectué à l’aide d’une grue mobile sur chenilles. ■