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Une verrière en vagues sur une charpente mixte

ROLAND KUSCHNER |  le 07/02/1997  |  VerreGros œuvreBoisProduits et matérielsAcier

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LE CHANTIER Le centre de recherche du Technocentre Renault, à Guyancourt dans les Yvelines. LE PROGRAMME Un bâtiment de type R + 6, de 142 000 mètres carrés de planchers, à structure béton revêtue par une peau d'acier et de verre. LES SOLUTIONS La charpente de la verrière est constituée de berceaux concaves en acier, de 18 m de portée, associés à des arcs convexes de 45 m en bois lamellé-collé.

La Ruche, placée au coeur du Technocentre Renault, à Guyancourt en région parisienne, regroupe, sur 142 000 m2 de planchers, les directions de projets et les bureaux d'études chargés de concevoir les véhicules et leur processus de fabrication. Ce bâtiment de type R + 6, qui accueillera plus de 4 000 personnes, possède une structure en béton revêtue par une peau en acier et en verre extérieur attaché. Il domine les deux autres zones qui sont l'Avancée et les bâtiments techniques. Sa toiture est constituée d'une verrière à ondulations d'une surface de 3 000 m2. « Ces ondulations d'une amplitude 5,50 m atténuent la hauteur de la Ruche, et s'inscrivent dans le mouvement de vagues donné à l'ensemble du site », explique Franck Privé, architecte du cabinet Valode et Pistre.

Neufs berceaux en acier

La charpente de cette verrière est constituée de neuf berceaux concaves en acier, installés sur des appuis de type Freyssinet sur les parties pleines des bâtiments ; leur longueur atteint 18 m. La continuité des berceaux est assurée par des arcs convexes de 45 m de portée en bois lamellé-collé, élancés en surplomb des atriums de 36 m de long par 27 m de large.

La particularité de ces arcs tient à leurs flancs qui alternent deux essences de bois différentes : l'épicéa de couleur claire et le pin Douglas de couleur foncée. La section de 30 cm des arcs est semi-elliptique, à la façon d'une borne kilométrique inversée, afin de présenter un profil plus aérien. L'esthétique totalement nouvelle donnée à ces poutres a été obtenue à l'aide d'un robot d'usinage à cinq axes (trois en translation et deux en rotation), de l'entreprise de charpente lamellé-collé Mathis. « Le bois est un repère chaleureux dans l'univers de verre de la Ruche ; il donne un aspect nerveux à l'ensemble du bâtiment, tout en offrant la plus grande transparence possible », explique Franck Privé.

A chaque extrémité des poutres en lamellé-collé, une pièce en acier moulée collée en pression assure à la fois la liaison et la continuité avec les berceaux en acier, ainsi que l'ancrage de deux tirants « Artéon ». Ils sous-tendent l'arc de façon à maintenir sa courbure et à maîtriser ses variations dimensionnelles sous action des charges permanentes et des surcharges climatiques. Des pannes en acier sont boulonnées perpendiculairement aux poutres afin d'assurer leur contreventement. « Toute la difficulté de cet ouvrage réside dans la combinaison des dilatations différentielles entre le bois, l'acier, l'aluminium et le verre. Il fallait donc trouver des réponses exceptionnelles », reconnaît Daniel Guillaume, responsable charpente de Portal.

Dans l'axe des poutres, des dispositifs de réglage (échantignoles) dans les trois dimensions X, Y et Z, fixés tous les 2,20 m, supportent l'ossature secondaire en aluminium. Cette ossature est composée de profilés porteurs longitudinaux qui suivent la courbure des arcs en bois et de montants traverses à multiples usages assurant les liaisons transversales. L'ensemble forme une résille complète qui supporte les vitrages. Les échantignoles permettent à la fois d'encaisser les dilatations du bois dont le glissement atteint 3 cm vis-à-vis de l'aluminium, et d'effectuer les réglages de planéité altimétrique des plaques de verre percées de leurs trous de fixation. Quant à l'ossature secondaire en aluminium, elle est conçue pour assurer à elle seule le drainage de l'eau, le support des plaques de verre, et celui de la nacelle de nettoyage extérieure. De plus, pour contrecarrer les poussées en extrémité de verrière, générées par les pressions-dépressions climatiques et la flexibilité du bois vis-à-vis de l'acier, une liberté de 1 à 2 cm est laissée à la verrière, par l'intermédiaire d'un oeillet situé entre le berceau acier et la pièce métallique fixée aux poutres bois. Une partie de la verrière, fixée aux arcs en bois, glisse sur les berceaux métalliques vers le bas sous l'effet de la neige et vers le haut sous l'effet du vent.

Les panneaux de verre de 3,40 1,20 m sont en vitrage feuilleté plat 10.10/2 et sertis dans un cadre aluminium. Le procédé, du fait de son originalité et de sa spécificité, a fait objet d'une ATEx (appréciation technique d'expérimentation) pour les parties en pente de 0 % au sommet des arcs.

Par ailleurs, des rails en aluminium anodisé courent le long des flancs des poutres en bois. Ils sont destinés à recevoir les nacelles de nettoyage.

La verrière étanche à l'air et à l'eau

La verrière est étanche à l'air et à l'eau. Ses parois latérales viennent se raccorder au mur-rideau intérieur verticalpar l'intermédiaire d'un joint de dilatation. Cet ouvrage, débuté en janvier 1996, a été achevé en janvier 1997. Coût global du site : 7 milliards de francs. Coût de la verrière : 25 millions de francs.

FICHE TECHNIQUE

Maître d'ouvrage délégué : Renault SA.

Architectes (direction des études et suivi du : cabinet Valode et Pistre.

Maîtrise d'oeuvre de direction de travaux : OTH.

Pilotage et coordination : Copibat.

Bureau de contrôle : Socotec.

Bureau d'études conception charpente et verrière : RFR.

Charpente-verrière : Portal.

Charpente en lamellé-collé : Mathis.

Charpente en acier : Waltefaugle.

Système de nettoyage : AIS.

PHOTOS :

1. La toiture de la Ruche est une verrière de 3 000 m2 ondulée selon une amplitude de 5,50 m, dont la charpente comprend neuf berceaux concaves en acier installés sur des appuis de type Freyssinet sur les parties pleines.

2. La longueur des berceaux est de 18 m et la continuité est assurée par des arcs convexes en bois lamellé-collé de 45 m de portée, dont les flancs alternent deux essences différentes : l'épicéa et le pin Douglas.

3. La jonction entre poutres en lamellé-collé, berceaux concaves et tirants est assurée par une pièce en acier, percée d'un oeillet, permettant à la verrière de glisser pour encaisser les charges et surcharges climatiques.

4. Les arcs convexes en lamellé-collé ont une portée de 45 m.

5. La verrière est fixée aux arcs , elle «glisse» sur les berceaux métalliques vers la gauche, sous l'action de la neige, vers la droite, sous l'action du vent.

SCHEMA :

Ossature de la verriere

Une charte qualité et sécurité

Le maître d'ouvrage de l'opération Renault a demandé aux entreprises la mise en place d'un plan d'assurance qualité qui s'est traduit par la signature d'une charte « qualité et sécurité ». Cette phase initiale a été suivie d'un audit de chacune des entreprises, de la mise en place de plans de contrôle et de l'application de procédures sur le chantier. Parallèlement, une attention particulière a été accordée à la qualité de la vie quotidienne sur le chantier comme le fonctionnement d'un restaurant d'entreprise ou l'aménagement rapide de la voirie.

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