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Deux matériaux unis par le BIM

Dossier réalisé par Milena Chessa et Paul Falzon |  le 21/09/2018  |  NumériqueVerreVerrière

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Le numérique facilite la conception et la production de structures métalliques à la géométrie complexe. A la clé, des verrières plus performantes que jamais.

Elles s'imposent dans les immeubles de bureaux, les centres commerciaux, les gares et aéroports : les verrières se déclinent dans des formes toujours plus légères et variées. Ces progrès ne s'expliquent pas seulement par l'amélioration des matériaux, même s'ils sont de plus en plus performants. La révolution vient surtout des outils numériques qui ont, en moins d'une décennie, facilité la conception d'ouvrages à la géométrie complexe.

« Le projet architectural est toujours à la base de nos études. Parfois, il s'accompagne de critères précis de formes et de dimensions. Dans le cas contraire, nous utilisons les outils paramétriques pour retrouver la géométrie voulue par le maître d'œuvre », résume Karine Leempoels, directrice de l'ingénierie Enveloppe et Développement pour la société Viry (groupe Fayat).

Un projet constructif issu de règles géométriques se traduit ainsi par une représentation en 3D. Cela simplifie sa faisabilité technique, et donc son économie globale. Ce plan en 3D s'intègre parfaitement à la modélisation en BIM qui permet d'optimiser la structure en fonction des charges et des portées désirées. Cette chaîne de conception entièrement numérisée se conjugue avec ce qui reste le grand avantage de l'acier : sa résistance ! C'est cet atout qui permet des sections minimales pour les montants et traverses, quelles que soient les formes envisagées.

Un minimum de matière pour une efficacité maximale. Ces qualités de légèreté et de flexibilité ne sont pas seulement techniques, mais aussi architecturales. « Choisir l'acier permet non seulement d'utiliser le minimum de matière pour le maximum d'efficacité, mais aussi d'exprimer visuellement la structure. On pourra, par exemple, jouer sur la forme des assemblages ou la variabilité des sections pour traduire le schéma des efforts », commente Antoine Maufay, directeur de la conception du bureau d'études Arcora. Matériau d'ingénieur par excellence, l'acier conquiert ainsi les architectes par la grande liberté d'écriture qu'il permet, en façade comme en toiture. Parmi les réalisations récentes, citons les verrières et façades plissées pour l'immeuble Window à La Défense, le dôme en résille de verre de l'atrium du centre commercial de Vélizy (Yvelines), l'anneau et la coiffe en structure métallique pour le nouveau parc des expositions de Paris…

Production « 4.0 ». Si les outils numériques ont ouvert le champ des possibles en conception, ils ont également permis de progresser sur ce qui était parfois une limite dans la réalisation d'ouvrages complexes : la production d'éléments de structure selon des critères de précision et de rentabilité compatibles avec l'économie des projets. Car, pour être effective, cette révolution numérique devrait également être menée au niveau industriel.

« Les acteurs de la construction métallique ont eu une longueur d'avance dans l'intégration du BIM, mais, une fois passé le bureau d'études, les charpentiers n'avaient souvent pas les outils pour profiter de cet atout », constate Nicolas Pouvreau, directeur général de Canamétal (lire entretien ci-contre). Cette société autrefois positionnée sur les chantiers de construction métallique a choisi de se spécialiser dans la fourniture d'éléments de structure, qu'elle fabrique à Niort (Deux-Sèvres) dans son usine de 20 000 m2.

Durant la dernière décennie, l'arrivée d'une nouvelle génération de machines-outils entièrement numérisées a permis de lier très étroitement la conception et la production des structures métalliques. Les plans de fabrication directement issus des fichiers BIM et les usinages réalisés avec une tolérance inférieure au millimètre s'avèrent décisifs dans la construction de verrières où les liaisons entre verre et métal constituent le principal risque de pathologie. L'outil numérique permet aussi de mieux gérer les plannings et de réduire les coûts de production. Il rend ainsi les verrières, autrefois réservées à des bâtiments de prestige, accessibles à une variété tou-jours plus grande de projets.

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Pour le court des Serres à Roland-Garros, Viry a conçu simultanément la charpente métallique et son enveloppe de verre. - © HÉLÈNE PETER

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