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Une structure béton remplie d'innovations
Les travaux ont débuté par la bâtiment nord, le plus vaste et le plus complexe des huit édifices qui formeront l'ENS-Saclay. - © MICHEL DENANCÉ

Une structure béton remplie d'innovations

Bernard Reinteau |  le 04/05/2018  |  InnovationParisGros œuvreDallageProduits et matériels

ENS -

Le futur centre d'excellence scientifique comptera huit bâtiments au total. Le plus complexe mise sur les solutions intégrées, en paroi comme en dalle.

En 2019, l'Ecole normale supérieure (ENS) déménagera de Cachan, où elle est installée depuis 1956, pour s'implanter sur le plateau de Saclay (Essonne), au cœur d'un vaste campus qui rassemble déjà nombre de grandes écoles : Polytechnique, AgroParisTech, Mines-Télécom, CentraleSupéléc, etc. Un peu plus loin de Paris mais plus au large, l'ENS investira un foncier de près de 3 ha (220 m sur 135 m), avec, au centre, un jardin de 1 ha. Ce nouvel ensemble comptera aussi un amphithéâtre mutualisé, une salle de spectacle pluridisciplinaire (du théâtre au cirque) et une cafétéria transformable en discothèque. Un vrai campus dans le campus.

Géré par une équipe de 300 personnes et destiné à accueillir quelque 1 800 étudiants, 420 doctorants et 480 enseignants-chercheurs, ce futur centre d'excellence en sciences et technologies occupera 62 550 m² SP, soit 44 150 m² de surface utile, réparties dans huit bâtiments. Le concours d'architecture a été remporté par l'agence Renzo Piano Building Workshop (RPBW) en 2013. Le projet a séduit par son approche évolutive des espaces grâce aux grandes hauteurs sous plafond, notamment pour les laboratoires.

Poutres-caissons préfabriquées. La construction a commencé en 2017 par le bâtiment nord, le plus imposant (220 m x 45 m) et le plus complexe, qui rassemblera les disciplines scientifiques et technologiques. Ce R + 4 sur sous-sol en structure béton a pour base un rez-de-chaussée de 7 m de haut. Quatre vastes halls accueilleront les laboratoires, dont ceux de génie civil et de mécanique. Certains seront équipés de machines vibrantes, dont une centrale à béton avec un malaxeur de 250 l dans le laboratoire de génie civil. Juste au-dessus, les laboratoires de chimie et de biologie exigeront quant à eux une absence totale de vibrations. Pour cela, il fallait donc les isoler du niveau inférieur, ce qui a été accompli grâce à une structure en charpente métallique désolidarisée par des appuis en néoprène. Ce choix technique demandera tout de même aux futurs chercheurs de recalibrer leurs appareils avant chaque utilisation.

Afin de créer les vastes volumes des labos, le bâtiment multiplie les innovations structurelles. Il associe ainsi un système poteaux-poutres classique à des dalles à poutres-caissons et à des parois banchées à isolation répartie. Le système poteaux-poutres, tout d'abord, constitue un ensemble pertinent pour éviter tout porteur intermédiaire. Au rez-de-chaussée, cette charpente en béton est rigidifiée par des poutres en T préfabriquées, qui abritent les gaines et fluides divers.

A partir du R + 1, les concepteurs ont opté pour des poutres-caissons préfabriquées et précontraintes à multiples fonctions. De la largeur totale de la structure primaire, soit 10 m ou 17 m en fonction des zones, ces monolithes assurent le contreventement, forment le plafond de chaque niveau et permettent le passage des fluides, en particulier la ventilation naturelle des salles. Quelque 900 poutres de ce type ont ainsi été posées dans le bâtiment nord.

Un isolant pris en sandwich dans le béton. Les parements opaques sont réalisés en parois de béton banché à isolation intégrée : il s'agit du procédé GBE breveté en 2010. Ce concept de sandwich « béton-isolant-béton » repose sur le maintien de l'isolant (ici, 18 cm de laine de roche, de polystyrène ou de polyuréthane, ces trois matériaux étant utilisés selon les besoins thermiques) au centre du coffrage avant coulage et vibration des voiles de béton de part et d'autre. L'ensemble forme une paroi d'une épaisseur totale de 43 cm. Cette solution d'isolation répartie a pour intérêt d'optimiser la phase de gros œuvre, d'éliminer celle de la pose de l'isolation, d'améliorer l'inertie thermique de l'ouvrage et de réduire fortement les ponts thermiques.

La livraison du bâtiment nord est attendue pour mars 2019. Les travaux de gros œuvre sur les autres édifices doivent pour leur part être achevés pour juillet 2019.

Maître d'ouvrage : ENS Cachan. AMO HQE : Béhi. Maître d'œuvre : Renzo Piano Building Workshop. Direction des travaux : Cicad.

Economiste : Slétec. Ingénierie structure, fluides, VRD, coordination SSI, synthèse et BIM chantier : AIA ingénierie. Façades et clos-couvert : RFR. Gros œuvre : Campenon Bernard Construction (CBC). Surface de plancher : 62 550 m². Budget travaux : 170 M€ HT.

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