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Formes et matériaux au service de l'acoustique

philippe donnaes |  le 21/02/1997  |  Produits et matérielsEnvironnementAcierCultureBéton

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LE CHANTIER L'auditorium de Dijon. LE PROGRAMME Un niveau acoustique PNC 15 et un ouvrage en forme d'étrave fran chissant un boulevard à fort trafic. LES SOLUTIONS Un joint acoustique de 5 cm et une structure mixte béton/acier.

L'auditorium de Dijon constituera, sans aucun doute, la nouvelle référence française pour les mélomanes, en se hissant au niveau acoustique des meilleures salles actuellement en service de par le monde. Ce sera en effet la seule installation de l'Hexagone à bénéficier du classement PNC 15 - seuil de bruit inférieur à 20 dB (A) -, autrement dit : « La possibilité de savourer les pianissimi les plus subtils. » Un niveau de performances exigeant qui se répercute particulièrement sur les équipements extérieurs : tours de refroidissement, entrées d'air, etc. Le bloc salle-scène, protégé des sources de bruit extérieures les plus critiques (circulation automobile, trafics aérien et ferroviaire), doit également préserver la quiétude du voisinage en éliminant tout risque d'émergence du bruit ambiant. Pour obtenir ces performances de haut niveau, l'ouvrage obéit donc au principe de la « boîte dans la boîte », la salle de spectacle de 1 600 places étant entièrement désolidarisée du reste du bâtiment, moyennant la réalisation d'un joint acoustique de 5 cm.

Une géométrie intérieure sans redondance

Le traitement acoustique du volume de la salle - dont la profondeur a été limitée, moyennant un agencement comprenant un parterre, deux balcons, et des terrasses latérales - a généré une géométrie complexe caractérisée par l'absence totale de tout critère d'ordre répétitif. Dans la pratique, les ondes sonores subiront un véritable parcours du combattant constitué de voiles Weinberg (habillés de bois), de réflecteurs acoustiques et de « Boom-Box », tandis qu'un ensemble de surfaces absorbantes (rideaux, velums) assureront une modulation des temps de réverbération. Tous les dispositifs structurels en béton, obéissant chacun à des formes particulières bien définies, nécessitent à chaque fois la réalisation d'un coffrage spécifique et l'implantation d'un nouvel étaiement. L'entourage de la cage de scène, ainsi que les quatre cages d'escaliers et d'ascenseurs principaux, ont été réalisés par l'intermédiaire d'un coffrage glissant, tout comme l'ensemble des 1 000 m2 volume scène - arrière-scène effectués en une seule passe. La construction de la fosse d'orchestre, dont la profondeur atteint la cote - 8,50 NGF (1), s'est déroulée sous la nappe phréatique (niveau moyen - 3,50 NGF), autrement dit à l'abri d'une paroi moulée souple, avec mise en oeuvre d'un radier drainant. Précisons que cette structure, capable d'accueillir 120 musiciens, est montée sur une plate-forme télescopique pouvant s'élever en continu des niveaux - 4 à 0, c'est-à-dire à hauteur de scène. Dernière particularité remarquable de la salle de l'auditorium : les sept fermes de 30 m de portée et 2,50 m de hauteur, constitutives de la toiture métallique ont été assemblées sur le puis prépositionnées sur deux chemins de corbeaux de roulement. Et ce, bien entendu, afin d'anticiper sur le planning assez serré de l'opération (durée prévisionnelle 30 mois).

Une structure mixte acier-béton

La partie en forme d'étrave courbe, qui enjambe le boulevard de Champagne et abrite l'accès du public, est un bâtiment pont constitué de trois portiques transversaux, reliés entre eux par deux niveaux de poutraisons horizontales supportant le plancher à structure métallique. Le plateau supérieur, situé à 21 m de haut, est constitué de poutres à treillis de 5,10 m de hauteur sur lesquelles reposent un plancher collaborant en membrane inférieure (locaux techniques) et la couverture en partie supérieure. Le plateau inférieur est, quant à lui, une structure en PRS (2) franchissant le boulevard de Champagne à 12,60 m de hauteur. Les poutres de 30 m de portée, pesant jusqu'à 38 t et atteignant jusqu'à 1,60 m de haut, ont été mises en place de nuit, par l'intermédiaire de grues de 400 t. Précision de Hervé Brogat, chef de projet de Séchaud & Bossuyt : « Le franchissement initial devait être réalisé au moyen de poutres béton. Cette variante a supprimé toute contrainte de gêne au niveau du trafic routier, en évitant la mise en oeuvre d'une forêt d'étaiements sur le boulevard, tout en permettant des gains de temps et des économies de coûts. » Cette ossature métallique repose sur sept poteaux en béton armé, réalisés en deux levées de 12 m, dont la forme elliptique a nécessité la mise au point d'un outil coffrant spécifique - décliné en une seule unité - résultant de l'assemblage de deux demi-coques. Pour Gabriel Gossner, le directeur technique de Sechaud & Bossuyt, ce mariage harmonieux et judicieux de l'acier et du béton « signe de la fin d'une guerre de religion entre les deux matériaux, permet des avancées techniques notables dans l'art de construire ». En effet, les poutres PRS viennent se positionner dans des réservations, en tête de poteaux, la liaison étant assurée au moyen d'un microbéton sans retrait, à base de résine. Le poteau est ensuite reconstitué, dans la hauteur du PRS (entre 11 m et 12,60 m), avec frettage du noeud. Au final, « une liaison pleine inertie à laquelle aurait été substituée, de manière plus classique, la mise en oeuvre d'une pseudo-articulation ». Cette option structurelle a d'ailleurs fait l'objet de calculs complexes, l'ensemble du bâtiment ayant été modélisé en 3D. Les résultats de cette étude ont par ailleurs démontré la nécessité de dimensionner les joints structurels du bâtiment pour des valeurs de déplacements horizontaux et verticaux de 5 à 10 cm. Cet impératif devant, bien entendu, être pris en compte au niveau du dédoublement des structures et des appuis d'escaliers, tout en étant répercuté sur les différents corps d'état : couvre-joints, revêtements de sols et de murs, passage des réseaux de fluides. Les déformées relatives des deux niveaux de charpente sont également prises en compte dans les dispositifs d'appui de l'habillage extérieur constitué de plusieurs bandeaux de vitrage (suspendu à la charpente métallique haute) et de parements en pierre de Bourgogne Chassagne.

FICHE TECHNIQUE

Maître d'ouvrage : ville de Dijon.

Conducteur d'opération : Soderec.

Architectes : Arquitectonica (Miami) ; Martinet (Paris) ; Bourgeault-Walgenwitz (Dijon).

Ingénierie et direction des ouvrages : Sofresid département Sechaud & Bossuyt.

Contrôle technique : Socotec ; Veritas.

OPC : Copibat.

Acoustique et scénographie : Artec Consultants Inc (New York). Correspondants français : Bruno Suner (acoustique) ; Architecture et Technique (scénographie).

Eclairagiste : L'Observatoire 1.

Gros oeuvre : Pouletty ; SAEE, SAE-Fougerolles.

Structure métallique : Eiffel.

PHOTO :

Hervé Brogat

Chef de projet de Sechaud & Bossuyt

PHOTOS :

1. Le bâtiment pont est une structure mixte poteaux béton-poutres acier, modélisée en 3D.

2. Les sept poteaux elliptiques sont réalisés en deux levées de 12 mètres avec un outil coffrant en deux demi-coques.

3. La salle de 1 600 places obéit à une géométrie complexe pour obtenir une acoustique optimale.

4. Son indépendance acoustique est assurée par un vide de 5 cm qui permet de respecter le principe de la «boîte dans la boîte».

5. Les sept fermes métalliques, assemblées sur site, sont prépositionnées sur chemins de roulement.

6. L'ouvrage franchit le boulevard de Champagne grâce à des poutres de 30 m de portée.

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