[TO] Règles techniques Acier-béton-verre

Une canopée flotte sur l’aéroport de Bombay

Mots clés : Acier - Béton - Gares, aéroports - Second oeuvre

Pour mieux accueillir les 40 millions de passagers se rendant chaque année dans la capitale économique de l’Inde, l’aéroport de Bombay vient de se doter d’un terminal transparent, à l’abri d’une charpente métallique portée par seulement trente appuis.

Plus qu’une vitrine architecturale, le terminal de l’aéroport Chhatrapati Shivaji de Bombay, mégapole de vingt millions d’habitants et capitale économique de l’Inde, entend être une « icône » et la nouvelle porte d’entrée dans le pays pour les étrangers. C’est dire la fierté qu’a pu afficher le Premier ministre, Manmohan Singh, en l’inaugurant en début d’année. Mis en service le 12 février, le bâtiment reproduit à l’infini les arabesques des plumes du paon, animal emblème du pays.

Il est sorti de terre au beau milieu d’un ancien terminal et des passerelles d’accès aux avions, lesquelles dessinent un plan en « X ». « Le chantier a duré six ans et jamais l’activité de l’aéroport n’a été interrompue. Les travaux ont nécessité des expropriations et démolitions délicates. Tout a été très complexe en termes de logistique », explique Debojyoti Chatterjee, porte-parole de Larsen & Toubro, leader indien du BTP qui a obtenu le marché de travaux.

Déplacements horizontaux réduits

Chiffré à 650 millions d’euros, le terminal est l’un des plus gros contrats de partenariat public-privé locaux mis en œuvre dans le cadre de la privatisation des aéroports, après celui de Bangalore. Le conglomérat qui s’est vu attribuer le contrat en mai 2006 pour une durée de trente ans est GVK, un groupe présent dans les travaux publics, les transports, l’énergie et la santé. Le projet avait comme enjeu de réduire au maximum les parcours horizontaux des voyageurs. Ses concepteurs, les architectes du cabinet américain SOM, ont pour cela imaginé un toit couvrant 68 800 m 2 et flottant, telle une canopée, au-dessus d’un espace aussi peu entravé d’obstacles que possible. La charpente métallique, constituée de deux énormes poutres treillis, repose sur trente colonnes ayant la particularité d’être articulées en tête, de façon à assurer la souplesse de l’ensemble, lorsque les vents et les pluies de la mousson viendront frapper durant l’été. A l’intérieur, les portées entre colonnes atteignent 64 m, ce qui donne une impression de volume exceptionnelle et facilite les aménagements. « Pour la première fois en Inde, souligne ainsi le patron de GVK, Gunapati Venkata Krishna Reddy, les comptoirs d’enregistrement, au nombre de 188, sont situés en amont du contrôle des bagages à main et de la douane, grâce à ces immenses espaces libres. »

Une paroi de verre record

Eléments forts du bâtiment, les colonnes aux allures de champignons blancs sont habillées de plaques préfabriquées en béton armé de fibres de verre. Leur revêtement dessine dans toutes les directions le fameux « œil » de la plume de paon, tout comme les hublots qui percent le toit pour permettre à la lumière du jour de pénétrer largement, au travers de lentilles colorées. Toujours par souci de transparence, le terminal a été enveloppé sur toute sa circonférence d’un mur-rideau en verre agrafé qui atteint par endroits une hauteur de 15 m et bat, avec un linéaire de près de 900 m, « le record du monde de longueur dans sa catégorie », affirme le cabinet SOM. Cette paroi autorise les passagers à voir jusqu’au bout leurs proches demeurés à l’extérieur du bâtiment. Enfin, bien qu’anecdotique, la présence d’un musée mural à l’intérieur de l’aérogare mérite d’être saluée : sur 3,2 km de long s’alignent des œuvres d’art contant l’histoire multimillénaire de l’Inde.

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Fiche technique

Maîtrise d’ouvrage : GVK, Mumbai International Airport Private Ltd. Maîtrise d’œuvre : Skidmore, Owings & Merrill LLP (architectes, BET structure, énergie et fluides), Brandston Partnership Inc. (éclairagiste), Cerami & Associates (acousticien), Mulvey & Banani (système de communication et de sécurité), Pentagram & Entro Communication (signalétique). Entreprise : Larsen & Toubro Ltd. Surface de plancher : 409 000 m 2 . Capacité d’accueil : 40 millions de passagers par an. Budget : 650 millions d’euros. Livraison : février 2014.

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Façade - Faire barrage à la chaleur et laisser entrer la lumière

Dans une région où la température dépasse 30 degrés tout au long de l’année, le terminal de Bombay utilise du mieux possible la lumière naturelle, tout en assurant à ses occupants une isolation thermique efficace et peu gourmande en énergie. Le mur-rideau en verre feuilleté, qui fait le tour de l’édifice sur près de 900 m, a été conçu pour laisser passer la lumière et non la chaleur, tout en réduisant les effets d’éblouissement. Il est fixé par l’intermédiaire de pinces à des câbles verticaux en fils d’Inox spiralés, dont le diamètre varie entre 22 et 36 mm. Ces câbles sont ancrés dans des tubes en acier remplis de béton, positionnés en retrait de la paroi de verre. Dans sa partie basse, le mur-rideau est protégé par des panneaux métalliques perforés faisant office de filtre sur les façades est et ouest, au lever et au coucher du soleil. L’ensemble de ce dispositif, auquel s’ajoutent les hublots laissant entrer la lumière zénithale à travers le toit, permettra de réduire de 23 % la facture énergétique par rapport à un bâtiment classique, assure GVK. Dans le même esprit, la collecte des eaux de pluies et le recyclage des eaux usées devraient en diminuer de 20 % la consommation d’eau.

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Toiture - Des treillis cantilever habillés de panneaux préfabriqués

L’exiguïté du chantier du terminal de Bombay a imposé le mode de construction de la charpente. Pas question, en effet, de lever à la grue d’encombrantes poutres métalliques à proximité des pistes de décollage et d’atterrissage. Ce sont donc des treillis en porte- à-faux (cantilever) qui ont été mis en œuvre, depuis le sommet des colonnes construites au préalable : deux énormes poutres primaires dans le sens nord-sud, des fermes secondaires dans le sens est-ouest, le tout étant rigidifié par des diagonales à 45 degrés. En phase travaux, les porte-à-faux ont pu représenter jusqu’à 40 m au-dessus du vide. « Une fois achevés, les treillis mesurent 9 m de haut sur appui et seulement 4 m en milieu de portée », souligne le cabinet SOM en charge de la maîtrise d’œuvre. « Ces chiffres sont modestes par rapport aux dimensions du toit, ils ont été obtenus grâce à une trame extrêmement précise entre poutres perpendiculaires et poutres diagonales, le tout sans aucun joint d’expansion. » Pour former la canopée, la charpente a été couverte par un bac acier et une membrane d’étanchéité. En sous-face, elle a été habillée de panneaux préfabriqués en béton armé de fibres de verre, de façon à assurer une parfaite continuité esthétique avec le revêtement des colonnes et reproduire, dans toutes les directions, le motif de la plume de paon.

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Appuis - Des poteaux en acier cruciformes noyés dans le béton

« De loin, pendant leur construction, on aurait pu croire que les colonnes du terminal de Bombay allaient former une forêt. Mais elles sont si espacées et élancées qu’au final, on ne les voit presque plus », se félicitent les dirigeants de GVK, gestionnaire de l’aéroport. L’édifice repose, en effet, sur trente poteaux dessinant, en plan, une trame de rectangles de 64 x 34 m. Il s’agit de poteaux en acier à section en croix de 2,3 m de côté, fabriqués à partir de plaques dont l’épaisseur varie entre 30 et 50 mm. Dans leur partie supérieure, ces poteaux forment un fuseau sur lequel vient s’accrocher la charpente de la toiture. Pour le reste, sur environ 40 m de haut, chacun d’entre eux est noyé dans un cylindre en béton armé de 2,7 m de diamètre. Les colonnes ainsi formées sont ensuite habillées de plaques préfabriquées en matériau armé de fibres de verre : du béton pour les colonnes extérieures à l’aérogare, de la pierre artificielle en polymère de gypse pour les colonnes intérieures. Les fibres de verre ont été préférées à l’acier en raison du climat tropical. Mais pour accroître encore la résistance à l’humidité et aux sollicitations mécaniques, il a été introduit dans ces fibres 16 % de zircone, une céramique dure comme le diamant.

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