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Une charpente 3D pour soutenir la Renaissance

christian robischon |  le 25/08/2017  |  ProfessionArchitectureRéalisationsCultureBâtiment

Rénovation -

La Bibliothèque humaniste de Sélestat s'équipe d'une charpente métallique pour renforcer sa structure sans dénaturer son aspect.

Solide et belle à la fois. La charpente métallique tridimensionnelle, dont le montage s'est achevé ce printemps dans la partie rénovée de la Bibliothèque humaniste de Sélestat (Bas-Rhin), remplit une double fonction de renforcement et d'esthétisme, de façon à se fondre harmonieusement dans l'ancienne structure en grès. Le bâtiment, long de 40 m pour 10 m de large, mesure 16 m de haut ! Vieille de plus de cent cinquante ans, la charpente avait besoin de se conformer aux normes sismiques de l'Eurocode 8 car le site est localisé en zone 3 (niveau de sismicité modéré).

Renforcement en béton. Le programme de rénovation ayant prévu de supprimer les murs porteurs qui assuraient le contreventement et supportaient les voûtes latérales dans les ailes de deux niveaux du bâtiment, la structure existante a d'abord bénéficié d'un renforcement. Des doubles murs en béton projeté ont ainsi été créés. Des poteaux et des poutres béton à armatures de fer ont aussi été insérés dans la maçonnerie (chaînages noyés). Le second renforcement résulte, lui, d'une structure métallique préfabriquée, elle-même constituée de deux parties.

Au niveau de la dalle de rez-de-chaussée, cette charpente comprend un semi-portique installé entre les deux ailes. Ce dernier est constitué de poteaux neufs et de traverses supportant les planchers collaborants pour assurer la rigidification de la nef, dont les poutres d'origine ont été conservées dans son noyau central. A l'étage supérieur, la partie tridimensionnelle de la nouvelle structure se compose de tubes en acier S 355 aux diamètres de 101 et 133 mm qui assurent le cintrage et la compression.

L'ancrage de cette charpente métallique a requis une vérification systématique de la géométrie du bâtiment existant. Un premier carottage en oblique à 45 degrés est venu traverser les murs sur 1 à 1,5 m de long, laissant apparaître les amorces des poteaux de type HEB 220 sur lesquelles repose la structure tridimensionnelle de 9,69 m de portée. Préalablement à leur pose définitive, un relevé a été effectué sur place par un géomètre, afin de positionner et de dimensionner avec précision les têtes de poutres. Ce mode opératoire a été répété quatorze fois. « Nous n'avons pas pu le reproduire de façon symétrique d'une aile à l'autre, car les dimensions de leurs murs respectifs ne sont pas identiques. Tout a été réalisé sur mesure, relève Nicolas Eberhart, chargé d'affaires chez BCM, l'entreprise chargée du lot charpente métallique. Le gros œuvre a limité au maximum le nombre de saignées afin d'affecter le moins possible le matériau d'origine. »

La charpente comme ouvrage d'art. Cet « exosquelette », comme le nomme l'entreprise, restera apparent. Dans un objectif de cohérence avec le reste du programme de réhabilitation-extension du bâtiment abritant des ouvrages de la Renaissance, l'architecte Rudy Ricciotti l'a conçu en forme de croisées d'ogives évocatrices de l'art gothique. « La charpente devient ainsi un ouvrage architectural à part entière. La forme de voûte a été obtenue à l'issue d'un assemblage des éléments cintrés autour d'axes », souligne Nicolas Eberhart. Sur les côtés, les butons architecturaux apportent une dimension esthétique supplémentaire.

La conformité à la géométrie du bâtiment représentait un défi trop complexe pour se passer d'une phase de montage « à blanc ». Aussi, la charpente a-t-elle été assemblée une première fois entièrement en atelier pendant trois semaines, avant d'être remontée sur place, moyennant à chaque étape la validation des calculs entre la maîtrise d'œuvre, l'entreprise générale Demathieu Bard Construction, le charpentier métallique et le bureau d'études exécution OTE Ingénierie. Elle a représenté 1 500 heures de travail. Son sommet, situé à 7 m au-dessus de la dalle haute, sera recouvert d'une seconde charpente en bois reconstituée à l'ancienne, sans liaison mécanique avec la première.

Maîtrise d'ouvrage : Ville de Sélestat. Maîtrise d'œuvre conception : Rudy Ricciotti/LR (Lamoureux & Ricciotti) Ingénierie ; Ingérop.

Maîtrise d'œuvre exécution : Thalès Architectures ; OTE Ingénierie. Entreprise générale et mandataire du groupement : Demathieu Bard Construction (agence Alsace). Charpente métallique : BCM. Coût de l'opération : 13 millions d'euros TTC. Calendrier des travaux (démolitions comprises) : de janvier 2016 à octobre 2017.

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