En direct

Une charpente métal-bois pour monument historique

JEAN-PIERRE MENARD |  le 20/06/1997  |  BoisGros œuvrePatrimoineRénovationArchitecture

Ma newsletter personnalisée

Ajouter ce(s) thème(s) à ma newsletter personnalisée

Bois
Gros œuvre
Patrimoine
Rénovation
Architecture
Technique
Béton
Second œuvre
Produits et matériels
France entière
Ille-et-Vilaine
Immobilier
Hygiène
Travaux publics
Valider

LE CHANTIER Le parlement de Bretagne à Rennes. LE PROGRAMME Reconstruction de la charpente et de la couverture. LES SOLUTIONS Charpente mixte béton-bois Une préfabrication des éléments qui n'autorisaient aucune standardisation.

L'incendie du parlement de Bretagne, à Rennes, en février 1994, a notamment détruit entièrement sa toiture. Après diagnostic d' Alain-Charles Perrot, architecte en chef des Monuments historiques, la restauration a été engagée. Le rez-de-chaussée entièrement minéral a été épargné. Bien que sérieusement atteints, les beaux décors et les plafonds du premier étage ont pu être sauvés. En revanche, il ne restait rien des combles et de la toiture.

A la suite d'un audit commandé par le ministre de la Justice, il a par ailleurs été décidé de réintégrer la cour d'appel dans le parlement de Bretagne, occasionnant un réaménagement des combles et une augmentation de la surface utile : les charpentes bois-métal dans les ailes est et ouest ainsi que dans l'aile nord permettent de créer un vaste quatrième niveau. La surface utile progresse ainsi de 700 m2.

Un bâti hétéroclite et tourmenté

Pour des raisons structurelles et pour la rapidité de sa mise en oeuvre, l'architecte adopte une charpente mixte associant des poutres métalliques de longue portée et une structure secondaire en bois lamellé-collé, la mieux adaptée à un bâti hétérogène, pour ne pas dire hétéroclite et tourmenté - pas un angle droit, pas une façade rectiligne, pas deux lucarnes identiques -, et dont l'état des maçonneries impliquera des renforcements.

Contrainte importante : la restitution de l'aspect extérieur pour laquelle l'ardoise s'imposait. L'ampleur des toitures se traduit par un poids considérable de l'ensemble charpente-couverture. La conception tient compte de cette donnée de base. Sur les ailes sud (façade principale), est et ouest, les façades en pierre ont relativement bien résisté, mais les refends, bien que très écartés les uns des autres (la poutre métal tridimentionnelle la plus longue atteint 46,75 m), constituent un appui structurel plus fiable. Une protection du bâti sous la forme d'un parapluie en tôle fut mis en place dès mars 1994. Cette enveloppe était plus basse que la toiture et empêchait les travaux de charpente. Dans le même temps, il était impératif de protéger les décors et tous les ouvrages conservés du premier étage pendant les six mois nécessaires à la pose de la charpente et à la réalisation des couvertures. Pour cela, les planchers du niveau supérieur (+ 2) des ailes est et ouest abritant les salles les plus « sensibles » sont conçus pour servir de terrasse étanche provisoire pendant l'intervention des charpentiers et des couvreurs. Des dispositions spéciales ont été prescrites concernant la formulation du béton chargé d'adjuvants hydrofuges et l'évacuation des eaux de pluie (mise en place de siphons, passage de collecteurs en plastique à travers un plafond caisson suspendu au plancher béton).

Les maxi-poutres métalliques tridimensionnelles présentent les avantages et les contraintes liés à leur taille. Elles participent à la charpente des ailes sud, est et ouest, alors que la toiture des corps de bâtiment nord (plus élevée) sera réalisée de façon traditionnelle en bois. Adaptées à un bâti irrégulier, les poutres en métal n'autorisaient aucune standardisation. Ainsi, l'entraxe des tubes inférieurs transversaux est de 9,40 m à l'ouest et de 9,70 m à l'est. Leur longueur est de l'ordre de 20,50 m à la base. L'entraxe horizontal de la poutre sud, de coupe trapézoïdale inversée, atteint 38,60 m à la base et 46,76 m au faîtage. Le diamètre des tubes est de 273 mm pour les membrures horizontales et de 219 ou 193 mm pour les diagonales de triangulation. L'épaisseur de l'acier varie de 6 à 12 mm.

Les tubes ont été découpés et préparés en atelier avec les « gueules de loup » d'assemblage et les rails Halfen permettant le boulonnage des chevrons de bois. Ensuite, les tubes ont été assemblés et soudés in situ par Hofmann. Le poids des poutres - respectivement 30, 33 et 47 t pour les éléments ouest, est et sud - a imposé le recours à une grue de 500 t. Les trois pièces furent levées et mises en place les 10 et 11 mars. Elles sont ancrées à la maçonnerie via des platines métalliques, scellées dans des appuis en béton.

L'entreprise de charpente bois lamellé-collé Gauthier SA a pris le relais. Les sections des poutres et chevrons de bois sont également impressionnantes. Ainsi, les pièces composant la charpente des pavillons d'angle mesurent 500 350 mm côté sud et 400 900 mm côté nord. De telles sections impliquent le collage à joints épais (1 kg de colle au mètre carré sous une pression inférieure à 2 bar) de composants lamellé-collé de fabrication normale (mince couche de colle sous pression dépassant 7 bar). En l'absence de recul au nord, les pièces repérées individuellement sont assemblées sur place par tenons-mortaise formant un embrèvements. Les fermes triangulées sont formées d'éléments de 300 350 mm. Les chevrons, de 14 à 18 m de portée selon les rampants, sont de section 90 200 mm, et les pannes en lamellé-collé de la charpente de l'escalier intérieur sont des carrés de 150 mm de côté. Eléments les plus fins, les voliges atteignent la taille respectable de 300 34 mm. Au total, la fabrication de la charpente a demandé 360 m3 net de bois, soit environ 486 m3 brut. Le voligeage a exigé 200 m3 net, pour un linéaire de 47 km.

En amont, la conception des charpentes (métal et bois) a été facilitée par l'utilisation d'un équipement informatique coordonné entre tous les intervenants, avec le logiciel Autocad comme base commune d'échange et traitement des données. En aval, les charpentiers voient leur intervention simplifiée et sécurisée par la présence des planchers béton. D'une certaine manière, ils ont l'impression de travailler au niveau du sol.

Une restauration de «qualité Monuments historiques»

Spectaculaire par les volumes mis en oeuvre, cette charpente mixte se distingue également par l'extrême précision et les soins exigés par une restauration de « qualité Monuments historiques ». La couverture de 5 200 m2 en ardoises de Maël-Carhaix viendra conclure ce bel ouvrage. A titre indicatif, 80 t de plomb ont été utilisées pour la réalisation des chéneaux, couvertines de lucarne et autres travaux de précision ; les ardoises de 8 à 10 mm d'épaisseur sont posées à pureau décroissant et joint brouillé. Leur fixation est assurée par des clous en cuivre de 4 g de poids unitaire, représentant 3 t de poids total. Un prototype en vraie grandeur a été fabriqué par l'entreprise Limeul pour la mise au point des détails.

FICHE TECHNIQUE

Maître d'ouvrage : ministère de la Justice (DGPPE), agence rég. de l'équipement Justice-Rennes CER.

Maîtrise d'oeuvre : Alain-Ch. Perrot, architecte en chef des Monuments historiques ; Jean-Loup Roubert, architecte des bâtiments civils et palais nationaux pour les aménagements intérieurs ; Setec, BET ; Huet-Aubron, économiste ; Aria, Mission SPS ; 3 S, organisation programmation coordination ; OTH Ouest Synthèse.

Bureau de contrôle : Socotec.

Entreprises : groupement pour charpente et structure béton Renaudat Centre Construction (mandataire), charpente métal ; Paul Gauthier SA, charpente bois lamellé-collé ; GTB Rennes, maçonnerie béton ; couverture (Limeul, Lagrange).

Coût (prévisions juin 1997) : 203 millions de francs HT, 245 millions de francs TTC (dépenses totales).

Budget : lot charpente et structure béton , 25 millions de francs (HT) ; couverture ardoise , 15 millions de francs (HT) .

PHOTOS, SCHEMAS : 1. Le choix d'une charpente mixte associant des poutres métalliques de longue portée et une structure secondaire en bois lamellé-collé a été retenu pour des raisons structurelles et pour sa rapidité de mise en oeuvre. 2. Les poutres de 30, 33 et de 47 t ont été montées à l'aide d'une grue de 500 t. La poutre sud, de coupe trapézoïdale inversée, mesure 38,60 m à la base et 46,76 m au faîtage.

3. Les fermes triangulaires sont formées d'éléments de 300 x 350 mm. 4. Fixées à la charpente métallique, ces fermes supportent des chevrons, longs de 14 à 18 m, qui ont pour section 90 x 200 mm. Un voligeage de 47 km de linéaire a été fabriqué à partir de 200 m3 de bois.

5. Les pièces composant la charpente des pavillons d'angle mesurent 500 x 350 mm côté sud et 400 x 900 mm côté nord. Le collage des éléments en lamellé-collé est effectué à joints épais.

Éditions du Moniteur Le Moniteur boutique

Construire avec le bois

Construire avec le bois

Date de parution : 12/2019

Voir

Histoire contemporaine des paysages, parcs et jardins

Histoire contemporaine des paysages, parcs et jardins

Date de parution : 11/2019

Voir

Mener une évaluation environnementale

Mener une évaluation environnementale

Date de parution : 11/2019

Voir

Accéder à la Boutique

Les bonnes raisons de s’abonnerAu Moniteur

  • La veille 24h/24 sur les marchés publics et privés
  • L’actualité nationale et régionale du secteur du BTP
  • La boite à outils réglementaire : marchés, urbanismes, environnement
  • Les services indices-index
Je m’abonne
Supports Moniteur