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Nouveau refuge du Goûter : ouverture reportée en 2013
Nid d'aigle écologique - © © DecaLaage architecture

Nouveau refuge du Goûter : ouverture reportée en 2013

Pic Maya |  le 06/09/2012  |  TechniqueHaute-SavoieParisRhône

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Cette construction écologique hors norme, ultime halte dans l’ascension du Mont-Blanc par la voie royale, devait être ouverte au public le 30 août et officiellement inaugurée le 7 septembre 2012. Un incident technique survenu mi-août doublé d’une dissension d’ordre financier concernant l’organisation des festivités ont bousculé le programme.

Planté en porte-à-faux vertigineux à 3 835 m d’altitude, le nouveau refuge du Goûter, tout juste achevé, va devoir patienter jusqu’en 2013 pour accueillir ses premiers alpinistes. Un incident au sein du circuit de refroidissement du système solaire thermique ayant provoqué le 19 août une surchauffe et un important dégagement de vapeur d’eau glycolée, l’ouverture au public a été reportée à la prochaine saison estivale.

Quant à l’inauguration officielle prévue ce vendredi 7 septembre, elle a tout bonnement été annulée, en raison d’une mésentente sur les modalités de financement de l’événement, entre le propriétaire du terrain, la mairie de Saint-Gervais, et le maître d’ouvrage, la FFCAM (Fédération Française des Clubs Alpins et de Montagne).

Ces contretemps n’enlèvent rien au caractère remarquable de ce bâtiment ovoïde à structure bois et vêture métallique, véritable défi constructif et technique face aux lois de la nature. Situé 1 000 m au-dessous du sommet du Mont-Blanc, sur la voie la plus fréquentée par les alpinistes, cet édifice innovant et éco-conçu doit remplacer l’ancien refuge, une construction inadaptée et vétuste datant de 1962.

L’aiguille du Goûter, qui accueillait dès le XIXe siècle son premier abri, correspond à une zone de repos traditionnelle sur cet itinéraire. Elle succède à une difficile et périlleuse montée et précède la progression finale par le dôme du Goûter, les bosses et l’arête sommitale. De premier abord peu accueillante, cette masse rocheuse d’environ 700 m de haut sur 800 m de long, qui fait face plein ouest aux intempéries venant de l’océan, constitue la dernière aire de répit pour les alpinistes avant le sommet et assure la réussite de l’ascension. Cependant, victime de son succès, elle connait des problèmes de sur-fréquentation qui ont poussé la FFCAM à remplacer l’ancien bâtiment par une structure d’accueil plus vaste et mieux adaptée à l’affluence croissante des grimpeurs.

Le choix de l’emplacement et de la forme du futur refuge a découlé de l’observation de l’ancien bâtiment, édifice rectangulaire situé à l’extrémité de l’aiguille, à l’aplomb de la voie d’ascension. Créant une excroissance sur la crête, il forme un obstacle face aux vents, derrière lequel la neige s’accumule et crée une congère. Par conséquent, la façade arrière est en permanence ensevelie sous la neige, les deux petits côtés l’étant partiellement. Seule la façade principale côté ouest, exposée aux vents, est dégagée. Devenue l’unique abord du bâtiment, face au vent et au vide, dans un milieu qui peut allier rafales de plus de 250 km/h et températures inférieures à -40 °C, elle rend les allées et venues des alpinistes extrêmement périlleuses.

C’est pourquoi le maître d’ouvrage a opté pour un nouvel emplacement, 200 m en amont de l’aiguille du Goûter, en contrebas de la crête neigeuse. Cette nouvelle zone, plus large, permet de sécuriser les déplacements des alpinistes, de créer une aire de préparation aux départs et d’organiser des caravanes de secours. Des études géotechniques ayant confirmé la qualité de la roche, le lieu a été choisi comme base d’ancrage du nouveau refuge. Sous une épaisseur de 4 m de couche de sol instable (ou « actif »), se trouve le permafrost, roche dont la température se maintient perpétuellement en dessous de 0°C et dans laquelle il est possible d’envisager un ancrage stable et cohérent du bâtiment.

Une forme ovoïde en équilibre sur pilotis


Coupe verticale
Coupe verticale - © © DecaLaage architecture

Plan niveau 0
Plan niveau 0 - © © DecaLaage architecture

L’éperon rocheux descendant sur la face ouest de l’aiguille du Goûter s’est révélé favorable à la nouvelle l’implantation du bâtiment conçu par le Groupe H et Deca-Laage Architecture. Ces derniers ont changé l’orientation du refuge par rapport à l'ancien afin de dégager les plus grandes façades de la neige et ne laisser qu’une petite façade ensevelie sous la congère. La forme ovoïde qu’ils ont par ailleurs imaginée, offre moins de résistance au vent qu’une forme parallélépipédique et permet à la neige de glisser autour du bâtiment pour ne s’accumuler que sur une zone réduite à l’arrière de celui-ci. Les études du Cemagref de Grenoble (nouvellement Irstea, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l’environnement et l’agriculture), réalisées par des essais de maquettes en soufflerie (modélisant la résistance du bâti et les effets aérodynamiques de la dépression) ont par ailleurs conforté ces hypothèses.

Diverses recherches autour de la forme de l’ellipse et de sa simplification en segments linéaires et facettes (voir encadré) ont alors abouti à une adaptation relativement aisée de la volumétrie au programme du refuge. Ce dernier, prévu pour abriter 120 personnes, présente une surface de plancher de 720 m² (selon un ratio prédéterminé par la FFCA de 6 m² par personne), que les concepteurs ont réparti en quatre niveaux d’environ 180 m². Le niveau 0 étant réservé à l’entrée, au vestiaire et aux locaux techniques, le niveau 1 aux espaces de vie communs (salle à manger panoramique et cuisine) et les niveaux 2 et 3 aux pièces de repos. Un logement réservé aux gardiens est situé au niveau 2, côté ouest, proche d’un escalier de service menant à la cuisine et au sous-sol technique. Séparées par des cloisons à claire-voie, les dortoirs (lits simples ou superposés, avec casiers de rangement intégrés) sont entièrement réalisés en bois, comme tout l’aménagement intérieur. A l’extérieur du niveau 0, une passerelle encercle le bâtiment côté ouest et relie l’aire d’arrivée des alpinistes (au nord) à une plateforme de service (au sud) destinée à l’hélitreuillage de matériel.

Un chantier fractionné en trois périodes

Commencé au printemps 2010, le chantier, du fait des conditions climatiques extrêmes, s’est échelonné sur trois saisons printemps-été, cinq mois par an, pour s’achever en été 2012. L’année 2010 a été consacrée au terrassement et à l’infrastructure, phase primordiale du projet. Au faite de l’éperon, il a fallu casser le rocher et déglacer le site de façon à libérer une surface d’environ 200 m² au sol pour l’emprise du bâtiment. Deux plateformes successives ont été réalisées pour enfouir les fondations, une principale en amont (côté nord-est) et une seconde en aval (sud-ouest), 3,40 m plus bas.

Ayant nécessité trois années d’études préalables, les fondations sont conçues pour maintenir le refuge sur son arête par des vents de 280 km/h. Elles comptent 69 pieux, ayant chacun fait l’objet de centaines de justifications en atelier. Ces pieux ont été ancrés dans le rocher à environ 8 m de profondeur, afin d’atteindre une zone constamment gelée à -8°C. Simples ou structurés en tripode pour éviter l’arrachement, ce sont des tubes métalliques aboutés autour desquels un coulis de ciment a été injecté, pour consolider l’ensemble et combler tous les vides dans lesquels l’eau aurait pu stagner et geler. La totalité des fondations comporte moins de 10 m3 de béton, tout ayant été optimisé pour limiter les charges héliportées.

Sur la terrasse inférieure, une charpente métallique surmonte les fondations pour rattraper le niveau du refuge et soutenir la plateforme de service et la passerelle périphérique extérieures. Boulonnée sur cette infrastructure complexe et profondément ancrée, le plancher de base de l’édifice consiste en une imposante grille de poutres et de contreventements horizontaux en lamellé-collé de pin douglas. Hors de contact du terrain et de la neige, surélevée sur les pieux métalliques jouant le rôle de pilotis, sa construction a clôturé la première saison du chantier.

 Préfabrication en plaine avant héliportage

Héliportage obligatoire
Héliportage obligatoire - © © Charpente Concept

La saison 2011 a été dédiée à la réalisation de l’ossature, des planchers et de l’enveloppe du bâtiment. Le projet ayant été élaboré sur des principes de développement et gestion durable, il est conçu à 90% en bois, épicéa et pin douglas, majoritairement issu de forêts locales. Face à ce chantier exceptionnel, totalement approvisionné par hélicoptère, les concepteurs ont opté pour une structure en lamellé-collé, ayant l’avantage d’allier la plus grande légèreté à la plus haute résistance possible. Ce procédé a permis de réduire de 20 à 30% le volume de bois par rapport à un assemblage traditionnel en madriers boulonnés.

Accrochée au plancher de base, la charpente se compose d’une structure primaire porteuse à poteaux, poutres et contreventements. Une structure secondaire périphérique, ceinturant chaque dalle d’étage, est quant à elle composée de poutres cintrées, qui reprennent sur leur face externe le dessin linéaire des facettes de la façade. Au dernier niveau, les poutres faîtières et intermédiaires, également cintrées, constituent le support du toit. Tous les éléments constitutifs de la charpente bois ont été préfabriqués avec une haute précision, jusqu’au système d’assemblage qui a été préparé minutieusement en amont, autant pour faciliter la mise en œuvre que pour réduire les nuisances et les déchets de chantier. Ainsi, grâce à un système de tiges et goujons pré-scellés à la résine dans tous les éléments bois, ceux-ci n’ont eu qu’à être boulonnés sur site. Cet assemblage, mis au point par Charpente Concept, bureau d’ingénierie bois, procure une résistance comparable à celle d’une soudure de pièces de charpente métallique. Un autre avantage est sa résistance au feu. Le refuge devant être stable au feu 1 heure, chacune des pièces ainsi enrobée par une surface nécessaire de bois répond à ces exigences.

Une enveloppe à facettes miroitantes

A chaque étage, 32 facettes!
A chaque étage, 32 facettes! - © © DecaLaage architecture

Portés par les poteaux-poutres de l’ossature primaire, les planchers bois sont constitués de caissons creux autoportants à parements finis des deux côtés, d’assez petite taille pour être mis en œuvre par deux personnes. Les plafonds lisses sont par endroits recouverts de plâtre pour des raisons de sécurité incendie ou d’acoustique, notamment dans la salle commune. La coque du bâtiment, matérialisée par 128 facettes trapézoïdales ou rectangulaires selon les niveaux, est formée de panneaux à structure bois intégrant une isolation en fibres de bois recyclées (Pavatex épaisseur 240 + 80 mm). Fixés à l’extérieur de la charpente, de manière à protéger les éléments structurels des agressions naturelles que constituent les intempéries, le soleil, le vent et les écarts de température, ces panneaux sont enveloppés d’une membrane pare-pluie en face externe et d’une membrane pare vapeur en face interne. Ils revêtent côté intérieur un simple OSB qui restera apparent dans le refuge. Préfabriqués en plaine, ils sont déjà équipés pour recevoir les 55 menuiseries extérieures bois-métal (Velux) et le support de la couverture inox, avant d’être acheminés et fixés sur site.

Le montage à l’aide d’une grue s’est avéré la meilleure technique pour assurer rapidité d’exécution et sécurité. Afin de rattraper les éventuelles erreurs qui auraient pu se présenter, notamment dues aux formes trapézoïdales des facettes, la mise en œuvre des panneaux, étage par étage, a débuté simultanément en plusieurs points avant de se dérouler autour du bâtiment. Un échafaudage périphérique extérieur, évoluant en fonction de l’avancement des travaux, a permis aux compagnons de souder l’enveloppe pare-pluie depuis l’extérieur en reliant chaque panneau de façade pour assurer une parfaite continuité de la membrane.

Alimenté en eau par la fonte de neige

Alimenté par la neige
Alimenté par la neige - © © DecaLaage architecture

Doublant cette première enveloppe, la vêture, formée de panneaux supports en bois et d’un bardage inox, assure la protection du bâtiment face aux agressions extérieures. Les panneaux bois, étudiés de manière à recevoir des panneaux photovoltaïques encastrés, ont été livrés préfabriqués, tandis que le bardage inox a été posé sur place. Les bandes d’inox sont assemblées à la verticale par des « joints en Z », technique aussi performante que celle des « joints debout » mais présentant l’avantage d’avoir des raccordements plats, essentiels pour assurer fluidité à la façade. Menuiseries et panneaux photovoltaïques sont également alignés sur le même plan que l’inox. Les 128 panneaux-facettes du refuge sont quant à eux délimités par des joints creux, générant une façade continue sans aspérité ne formant aucun obstacle au vent. Les premières intempéries hivernales qu’a d’ailleurs subies l’édifice en ce début d’année 2012 ont montré que, comme prévu, les façades principales restaient bien dégagées tandis qu’une congère de neige se formait à l’arrière.

Afin de maîtriser cet amas de neige tout en en tirant profit, les concepteurs ont eu l’idée d’installer un fondoir à neige sous la zone d’accumulation, entre la face est du bâtiment et le versant du glacier. D’une surface de 50 m², ce réceptacle en feuilles d’inox est chauffé grâce à des capteurs solaires situés en toiture du refuge. L'énergie thermique est transférée au moyen d'une pompe dans un circuit à eau avec antigel, un serpentin chauffant alors par conduction la tôle du fondoir. Sous ce dernier, un local comprenant six réservoirs à eau de 3 000 l chacun assure le stockage de l’eau. Avant d’alimenter le refuge, l’eau froide ainsi recueillie est tempérée par un système de récupération de la chaleur provenant de la salle commune.

Le bâtiment, prévu pour fonctionner durant trois mois par an (de juin à septembre), a été conçu selon un principe d’autonomie énergétique totale (voir encadré). Capteurs solaires thermiques en toiture, panneaux photovoltaïques en façade, appoint énergétique par cogénération biomasse, centrale de ventilation double flux à haut rendement, toilettes humides à aspiration sous vide, recyclage des eaux vannes et assainissement des eaux usées basé sur une technologie employée dans la marine, les technologies de pointe employées dans le nouveau refuge du Goûter, symboliquement perché sur le plus haut sommet d’Europe, ne manquent pas.

Du concept formel à la construction?: un ellipsoïde de révolution transposé en segments linéaires et facettes planes

Le dessin audacieux de l’enveloppe extérieure est né de l’observation de la nature et de la convergence de trois études réalisées par des architectes collaborant aux premières recherches. Chacune des études, soucieuse de répondre aux lois de la mécanique des fluides, présentait des portions de bâtiment aux formes convexes aérodynamiques, limitant la résistance à l’air. En a découlé l’idée commune de l’ellipse. Le plan d’une ellipse, projeté en trois dimensions - ici en rotation autour de son petit axe - aboutit à un ellipsoïde de révolution, autrement dit à un volume ovoïde parfait, rappelant les contours d’un œuf. Afin de transposer cette forme complexe en structure concrète, les concepteurs ont eu recours à des formes simples de la géométrie universelle. Le tracé elliptique s’est transformé en segments de cercle, chacun divisé en segments de droite. Concrètement, l’ellipse est convertie en 4 arcs de cercle, chacun étant divisé en 8 segments linéaires égaux (4 x 8 = 32 segments en tout). L’ellipse étant parfaitement symétrique, seuls deux modèles de segments ont été nécessaires pour reconstituer son dessin (2 x 16 segments).

Le plan elliptique de chaque plancher d’étage, ainsi transposé en segments de droite, a permis le découpage de l’enveloppe en 32 facettes planes par étage, 128 facettes pour l’ensemble du bâtiment. Des facettes rectangulaires relient les 1er et 2ème étages de surfaces identiques, tandis que des facettes trapézoïdales couvrent le reste de l’édifice, récupérant les différences d’encorbellement entre les niveaux. Ces facettes, comme d’ailleurs tous les éléments constructifs du refuge, ont dû être précisément calibrées de manière à peser moins de 550 kg, contrainte incontournable pour pouvoir être héliportées.

Un bâtiment HQE énergétiquement autonome

Le refuge est conçu pour fonctionner en totale autonomie grâce à la gestion maximale des ressources et des énergies disponibles. L’énergie thermique, destinée au fonctionnement du fondoir à neige et à la production d’eau chaude sanitaire, provient de 50 m² de capteurs solaires en toiture, tandis que l’électricité est produite par 95 m² de capteurs photovoltaïques placés en façade.Un groupe de cogénération biomasse fonctionnant à l’huile de colza joue le rôle de groupe de secours, tant pour la production thermique qu’électrique.

Quant au traitement de l’air et à l’amélioration du confort global, ils sont assurés par un système de ventilation double flux à haut rendement. Son débit varie automatiquement en fonction du nombre d’occupants, grâce à une sonde CO2 et à des capteurs d’hygrométrie. Couplé à l’enveloppe très isolante du bâtiment, ce dispositif permet d’assurer les besoins thermiques de chauffage essentiellement par la chaleur dégagée par les occupants. Grâce à un échangeur rotatif, il récupère 80% de l’énergie de l’air rejeté pour préchauffer l’air neuf avant de le faire circuler dans tout le refuge.  Des simulations thermiques ayant mis en évidence un risque de surchauffe dans la salle commune lorsqu’elle atteint son occupation maximale de 120 personnes, cette chaleur en excès est utilisée pour tempérer le stock de 18 000 l d’eau froide provenant du fondoir à neige. Situé à l’arrière du refuge, le fondoir de 50 m² produit 1,2 m3 d’eau par jour.

Enfin, la partie assainissement a été une des plus complexes à concevoir compte-tenu de l’altitude et du défaut d’oxygène (40% de moins qu’au niveau de la mer). Un milieu où l’eau est rare et où la décomposition biologique est fortement ralentie. Les toilettes, habituellement sèches dans les refuges de montagne, ont ici été voulues humides pour pouvoir être placées en étages près des dortoirs. Dotées d’un système d’évacuation par dépression, elles n’utilisent que 1,2 l d’eau par chasse. Afin de recycler en totalité eaux vannes et eaux usées, le bureau d’ingénierie fluides (Cabinet Strem) a eu recours à une technologie de traitement utilisée dans les sous-marins. Aspiration sous vide des WC, traitement biologique, oxygénation et filtration membranaire, passage sur charbon actif et traitement UV permettent leur recyclage dans les WC et urinoirs ou leur rejet, exempt de bactéries, dans la nature.

Seules exceptions au tout renouvelable, un stockage de gaz utilisé en cuisine pour la cuisson des aliments et un appoint en fuel pour le cogénérateur.

Les intervenants

Maîtrise d’ouvrage : Fédération française des clubs alpins et de montagne (FFCAM)

Maîtrise d’œuvre :

Conception architecturale : Groupe H (Paris, 75) et DecaLaage Architecture (Chamonix, 74)

Ingénierie structure bois : Charpente Concept (Paris, 75, et Saint-Pierre-en-Faucigny, 74)

Ingénierie structure fondations Betech SA (Annemasse 74)

Ingénierie fluides, chauffage, ventilation, électricité, plomberie, assainissement : Cabinet Strem (Lyon, 69)

Simulations thermiques, QEB : Albedo Energie (Bourget-du-Lac, 73)

Economiste : Cabinet Denizou (Villeurbanne, 69)

Montant des travaux tous corps d’état : 6,5 Millions € HT

Montant des lots fluides : 3 Millions € HT

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