02/12 Halles et hangars, exemples pratiques

Construire en acier
Documentation du Centre suisse de la construction métallique SZS
02/12
steeldoc
Halles et hangars
exemples pratiques
Inhalt
Editorial
3
Centre de contrôle du trafic lourd, Saint-Maurice CH
Une «pétale» de métal et de verre
4
Halle pour les clients
Amada Solution Center, Haan D
8
Centre du Design
Cité du Design, Saint-Etienne F
10
Halle de production
Halle de production KSB AG, Frankenthal D
12
Halle de maintenance
A380-Halle de maintenance de l’aéroport
Francfort-sur-le Main D
14
Halle d’exposition Un espace d’exposition dynamique
16
Centre de sport et de loisirs Burkertsmatt, Widen CH
Transparence et reflets
18
Impressum
23
Compétence en construction métallique
Le Centre suisse de la construction métallique SZS est
une organisation professionnelle qui réunit les entreprises
de construction métallique, les fournisseurs et sous­
traitants et les bureaux d’études les plus importants de
Suisse. Par ses actions, le SZS atteint un large public de
concepteurs, d’institutions et de décideurs. Le SZS
­informe ses membres et le public de l’évolution dans la
construction métallique et offre un forum pour les échanges et la collaboration. Le SZS met à disposition les
­informations techniques, encourage la recherche et la
­f ormation des professionnels et s’engage dans la collaboration au-delà des frontières. Ses membres profitent
d’une vaste palette de prestations.
www.szs.ch
Centre suisse de la construction métallique
Stahlbau Zentrum Schweiz
Centro svizzero per la costruzione in acciaio
Editorial
L’acier est prédestiné à la construction de bâtiments industriels et
de halles. Aux débuts de l’ère industrielle déjà, les avantages
des grandes distances entre poteaux et des portées importantes que
permettait la construction métallique, ont été mis à profit pour la
réalisation de vastes halles de production. Aujourd’hui s’ajoutent évidemment les halles sportives, de loisir et d’expositions. Une halle
doit être avan­tageuse et pratique. Mais, de plus en plus, les halles et
hangars sont également utilisés comme supports pour l’expression
de la philosophie de l’entreprise et pour l’image du maître d’ouvrage.
Vu la prolifération des zones industrielles dans nos banlieues, il est
étonnant de constater l’absence de directives pour l’urbanisme de
ces aménagements. Il paraît d’autant plus important de sensibiliser
les maîtres d’ouvrages et les concepteurs à la qualité nécessaire de
ces constructions. En outre, l’histoire montre aussi qu’à long terme,
la qualité des bâtiments industriels est payante: les plus attrayants
de ceux des siècles passés sont aujourd’hui classés monuments historiques et transformés en habitations et en espaces de vie haut
de gamme. Toutefois, la conception des halles suit, avant tout, des
considérations pratiques. L’utilisation d’un bâtiment pour la production nécessite la prise en compte des charges, des dimensions et
des procédés particuliers. Le choix de la structure porteuse a donc des
conséquences directes pour les dimensions de l’espace, la disposition
des installations techniques et les possibilités d’exploitation à long
terme. Pour cette raison, la plupart du temps, sont retenus les types
de structures permettant une extension, de préférence modulaire, ce
qui contribue, en fin de compte, à la longévité du bâtiment.
Dans ce numéro de Steeldoc, nous présentons des exemples de halles
dont la forme et la fonction s’équilibrent et qui expriment avec force
l’image du maître d’ouvrage. L’édition est un complément du numéro technique de Steeldoc 01/12 qui présente un guide de conception
pour les halles. Comme toujours, notre documentation va jusqu’aux
détails, pour stimuler la recherche de solutions pratiques. A nos
­lecteurs, nous souhaitons bien du plaisir à l’étude des pages suivantes
de Steeldoc.
Evelyn C. Frisch
3
Halle de contrôle autoroutier
Une «pétale» de métal et de verre
Maître d’ouvrage
SBMA-Etat du Valais, OFROU
Architectes
Meier + associés architectes sa, Genève
Ingénieurs
Conus & Bignens, Lausanne
Année de construction
2011
Situation, échelle 1: 5000
La halle de 60 mètres de long au bord de l’autoroute, au niveau de Saint-Maurice,
abrite un centre de contrôle du trafic lourd. Sous les cassettes métalliques du
revêtement se cache une structure en acier particulièrement dense et complexe.
Le bâtiment répond aux standards Minergie et aux normes parasismiques.
Une surface minérale, surmontée d’une plaque heptagonale végétalisée avec des lanterneaux disposés de
manière apparemment aléatoire comme des confettis
et, dispersées au sol, quelques «fleurs», voilà l’idée
du projet pour le centre de contrôle routier à SaintMaurice (VS). Ce projet est issu d’un concours d’architecture gagné par le bureau meier + associés architectes de Genève. Traduit à l’échelle grandeur nature,
et dans la réalité, cette plaque minérale accueille un
vaste parking pour poids lourds. Les «fleurs vertes»
découpant le bitume y inscrivent des éléments de nature, tout en remplissant le rôle de puits d’infiltration
pour les eaux météorites. Enfin, sous le grand toit,
se trouvent les différents locaux du centre de contrôle.
Le projet accueille une programmatique diversifiée:
Un centre de contrôle des poids lourds circulant sur le
réseau autoroutier valaisan et une aire de stockage de
ces véhicules, en cas d’intempéries sur les cols alpins.
A cette activité, se sont ajoutés une halle de contrôle
périodique des véhicules légers et lourds pour le bas
Valais, ainsi qu’un poste de police régional. La coupe
territoriale de l’ensemble met en exergue une différence de niveau entre les deux parties du site à disposition, que le projet reprend dans la mise en place
de la répartition programmatique. Au nord-ouest, sur
la partie supérieure se situe l’entrée au «bureau des
automobiles» (CCRV). Cet espace est en mezzanine
sur la grande halle de contrôle, laquelle affiche une
portée de 21,5 mètres et est bordée sur sa face sud-est
par les locaux de la police.
Un puzzle de précision
L’ossature en acier du bâtiment affiche des dimensions
imposantes. La toiture en construction métallique,
dont les poutres principales composées soudées présentent une hauteur maximale de 1700 millimètres
et une longueur maximale d’un peu plus de 60 mètres,
n’a pas manqué de produire un effet impressionnant
4
lors de la phase de chantier. Ainsi, le transport de ces
poutres préfabriquées à l’atelier en deux pièces d’environ 30 mètres de long a-t-il représenté un grand
défi logistique pour l’entreprise de la construction
métallique.
Des poteaux en acier-béton, des dalles intermédiaires
en béton armé et des poutres en acier composé-soudé
à hauteur variable, voilà les éléments du système
porteur choisi. La structure porteuse est dimensionnée
pour reprendre les efforts de séisme. Ceci est assuré
par deux nappes de contreventement, l’une pour
collecter les efforts amenés par les pannes au niveau
de la tôle de toiture qui supporte le substrat végétal,
l’autre au niveau inférieur des sommiers de toiture
pour canaliser les efforts transitant par les poutres
continus et les amener au droit des descentes. En effet,
Frédéric Rossoz de l’entreprise Sottas rapporte: «Nous
avons passé beaucoup de temps pour la planification,
car mise à part la complexité de la structure, il fallait
encore faire passer les tuyaux des installations techniques». Ainsi, les âmes des poutres présentent des ouvertures de différents diamètres, placées aux endroits
précis des équipements techniques prévus.
Pour l’ingénieur, un des défis principaux était de
concevoir une structure qui reste «simple», tout en
respectant les exigences géométriques du projet et
les différentes considérations architecturales dans
l’élaboration des détails constructifs. Tout aussi complexe s’avéra-t-il d’assurer la stabilité des sommiers
de grande hauteur ainsi que la sécurité structurale
vis-à-vis du séisme à l’aide du même contreventement
de toiture.
En fonction des portées considérées, de la forme de la
structure porteuse et des dimensions des porte-à-faux,
l’acier s’imposait dans la réalisation de ce projet.
steeldoc 02/12
Une halle pour grands
véhicules aux dimensions
impressionnantes: le
porte-à-faux de l’avant-toit
est de plus de 13 mètres.
Plan du rez-de-chaussée
supérieur, échelle 1:400
5
Halle de contrôle autoroutier
1
2
Coupe de façade, échelle 1:20
3
4
5
6
7
9
10
8
11
12
13
14
15
Lieu Saint-Maurice (Valais)
Maître d’ouvrage SBMA-Etat du Valais, OFROU
Architectes Meier + associés architectes SA, Genève
Direction des travaux Architech SA, Genève
Ingénieurs Conus & Bignens, Lausanne
Construction métallique Sottas SA, Bulle
Façade métallique Bitz & Savoye, Sion
Système porteur Poteaux en acier-béton, dalles
intermédiaires en béton armé, poutres en acier composésoudé à hauteur variable
Poids de l’acier 410 tonnes
Protection incendie Poteaux acier remplis de béton,
structure horizontale sans protection
Energie / durabilité Ventilation à double flux (selon
label Minergie)
Surface construite 3 100 m 2
Surface utile 2 620 m 2
Volume bâti 14 1 00 m 3
Dimensions de la structure métallique longueur: 60 m
Coûts CHF 23 millions
Durée des travaux 22 mois, achèvement Décembre 2011
16
17
18
1 Toiture végétalisée type extensif,
ép. 7 cm
2 Isolation thermique, polyuréthane 5 cm
3 Bac de couverture avec feutre anticondensation
4 IPE 240
5 Composé-soudé, hauteur statique
variable de 400 à 1700 mm
6 HEB 400
7 Aile inférieure composé-soudé,
largeur 380 mm
8 Faux-plafond bac métallique
9 Isolation thermique laine minérale,
ép. 20 cm
10 Faux-plafond bac métallique
11 Poteau métallique ROR
298.5/14.2 mm rempli de béton
12 Bac métallique de façade
13 Isolation thermique laine minérale,
ép. 14 cm
14 Coupe vent + isolation thermique
laine minérale, ép. 6 cm
15 Panneaux métal déployé galvanisé
16 Chape flottante, ép. 8 cm (sur 2 cm
d’isolation phonique)
17 Dallage béton armé, ép. 25 cm
18 Isolation polystyrène extrudé 16 cm Entre les grandes poutres
principales il fallait – en
plus des deux nappes de
contreventement – encore
faire passer les tuyaux
des installations techniques.
6
steeldoc 02/12
Protection contre la corrosion
Pour protéger l’acier de la corrosion on l’a sablé et revêtu de deux couches de peinture à l’intérieur et
trois couches à l’extérieur. La soudure en atelier est
contrôlée QB au droit des raboutages des ailes des
composés soudés et des plaques de tête des éléments
de stabilisation. Cependant, cette structure métallique
n’est visible que dans la partie de l’avant-toit, les surfaces intérieures étant revêtues de cassettes métalliques, affirmant le caractère industriel de l’ouvrage.
Les façades extérieures sont habillées avec une peau
en tôle déployée galvanisée.
Plaque végétalisée planant au-dessus du sol
Depuis l’ouverture du chantier en mars 2010 les travaux se sont poursuivis selon le calendrier prévu et
ont été achevés en décembre 2011. Le montage de la
charpente s’est effectué en neuf semaines auxquelles
se sont ajoutées quatre semaines pour les tôles de la
toiture.
Depuis l’autoroute, ce bâtiment de métal et de verre,
recouvert d’une fine pellicule végétale deviendra le
signe de la nouvelle institution. Ici la toiture s’exprimera comme si l’on avait arraché un morceau de sol
naturel, pour l’élever au-dessus du nouveau terrain
artificiel.
7
Halle pour les clients
Amada Solution Center, Haan
Maître de l’ouvrage
Amada GmbH, Haan (D)
Architectes
Takenaka Europe GmbH, Düsseldorf (D)
Conception de la structure porteuse
Seidl & Partner Gesamtplanung GmbH, Ratisbonne (D)
Anné de construction
2009
1
L’objectif premier des architectes est un aspect homogène de la marquante structure en portiques extérieures inclinés de 15 degrés sans contreventements
et liaisons en diagonales.
La construction principale au-dessus de la toiture se
compose de neuf cadres encastrés (HEB 800) avec
une distance de 5 m entre les cadres et un entre-axe
des piliers de 25 m.
et l’intérieure. L’enveloppe de l’ensemble est composée,
en grande partie, de panneaux isolants en tôle d’acier
pour les parois et d’une construction autoportante
de tôles trapézoïdales, d’un pare-vapeur, d’une isolation
thermique, d’un lé d’étanchéité et d’une couverture
Kalzip pour les toits.
Pour permettre la réalisation de la structure extérieure
sans contreventements visibles, la fixation contre le
déversement et le raidissement transversal se fait avec
une construction secondaire (HEB 300) à l’intérieure
du bâtiment et elle est pour ainsi dire invisible
au-dessus du faux plafond. Des liaisons mobiles de la
structure suspendues intérieures permettent une
dilatation thermique libre entre la structure extérieure
2
1Ensemble des bâtiments
du Solution Centers
2, 3Vue intérieure de la halle
pour les clients
8
steeldoc 02/12
Coupe horizontale de la façade, échelle 1:50
Isométrie des cadres
3
Lieu Gruiten/Haan (D)
Utilisation Halle pour les clients
Maître de l’ouvrage Amada GmbH, Haan
Architectes Takenaka Europe GmbH, Düsseldorf
Conception de la structure porteuse Seidl & Partner
Gesamtplanung GmbH, Ratisbonne
Genre de construction Structure en portiques
Construction métallique Signum spol. s.r.o, Hustopeče
Achèvement 2009
9
Centre du Design
Cité du Design, Saint-Etienne
Maître d’ouvrage
Saint-Etienne Métropole (F)
Architectes
LIN Finn Geipel + Giulia Andi, Berlin (D)
Conception de la structure porteuse
Werner Sobek Ingenieure, Stuttgart (D) (structures
métallique/façades),
Bétom Ingénierie, Paris/Lyon (F) (Conception de
constructions massives/technique du bâtiment)
Année de construction
2009
Vue sur la «Platine»
La Platine est le bâtiment central de la Cité du Design.
Le bâtiment à une longueur de 200 m et une largeur
de 31,2 m; il offre la place pour des meetings, des
conférences, des séminaires et des expositions, mais il
héberge aussi une bibliothèque et une serre. Toutes
ces fonctions sont réunies sous le même toit. L’ensemble de l’espace intérieur est recouvert d’un treillis
tridimensionnel sans piliers! La couverture du treillis
se compose de 14 068 panneaux de forme triangulaire.
Les panneaux ont différentes fonctions: certains sont
transparents et servent ainsi à l’éclairage naturel de
l’intérieur; certains sont pourvus de photovoltaïque et
contribuent à l’alimentation énergétique des bâtiments
et d’autres servent à l’isolation thermique etc.
La charpente de la Platine est une structure en acier
tridimensionnel sans piliers; elle a en son centre un
effet typique de cadre porteur alors que tous les points
d’appuis sont fixes. La structure composée de tubes en
acier rectangulaires repose sur le bord des dalles en
béton armé du sous-sol. La structure spatiale de la
Platine est assemblée avec des éléments préfabriqués
de treillis transversaux, qui sont tous différents à
cause de la géométrie légèrement bombée de la toiture.
Les différents éléments ont été fabriqués à l’usine
avec des tubes en acier rectangulaires soudés. Les
éléments ont été boulonnés ensemble sur le chantier
pour former une structure porteuse monolithique.
Les points d’appuis sont liés à la construction en dur
par l’intermédiaire d’incorporés en acier articulés
et réglables.
La multifonctionnalité de l’enveloppe du bâtiment
était une condition majeure pour la réussite de la certification pour la gestion durable du bâtiment selon
le standard HQE français.
Espace intérieur sans piliers
avec la structure porteuse
visible
10
steeldoc 02/12
Détail de l’espace intérieur
Structure porteuse en acier
Vue latérale et en plan de
la charpente
Vue intérieure de la toiture
Détail de l’angle de la
structure porteuse
Lieu Saint-Etienne (F)
Utilisation Halle d’exposition, serre, bibliothèque,
séminaires
Maître d’ouvrage Saint-Etienne Métropole
Architectes LIN Finn Geipel + Giulia Andi,
Berlin (D)
Conception de la structure porteuse
Werner Sobek Ingenieure, Stuttgart (D) (structures métallique/façades); Bétom Ingénierie,
Paris/Lyon (F) (Conception de constructions
massives/technique du bâtiment)
Genre de construction structure en treillis
tridimensionnel
Construction métallique Groupement Renaudat,
Châteauroux et HeFi France, Strasbourg (F)
(Platine); Gagne, Le Puy (F) (tour panoramique)
Achèvement 2009
11
Halle de production
Halle de production KSB AG,
Frankenthal
Maître d’œuvre
KSB AG, Frankenthal/Pfalz (D)
Architectes
Heene+Pröbst GmbH Architekten Ingenieure,
Ludwigshafen/Rhein (D)
Conception de la structure porteuse
Walther & Reinhardt, Ingenieurgesellschaft mbH,
Herbolzheim (D)
Année de construction
2009
1
Le fabricant de pompes KSB AG, Frankenthal, a
construit une nouvelle halle de contrôle et de montage
pour la réalisation de prototypes de grandes installations à sa maison mère de Frankenthal/Pfalz. Le
bâtiment est composé d’une double halle en sheds
avec une ossature métallique de 2 x 30 m de largeur
et de 168 m de longueur. La structure porteuse du
toit est composée de treillis d’une portée libre de plus
de 30 m équidistants de 12 m avec des entretoises
métalliques et une toiture légère métallique. La fermeture verticale de l’espace est formée par une façade
métallique légère avec beaucoup de vitrages. Ce
type d’exécution permet une construction métallique
très économique (env. 1 200 t).
La toiture légère en acier fut exécutée de manière
classique comme toiture chaude et sheds rapportés.
La construction des façades de la halle est constituée
de panneaux sandwich massifs en béton armé dans
la zone des contre-cœurs, de vitrages à montants et
traverses de grande surface, de cassettes C avec une
isolation thermique en fibres minérales et de tôles
verticales trapézoïdales structurées comme façade.
Il est ressorti de la planification des ponts roulants
de 80 t avec une hauteur libre au crochet de 10 m et
de la construction des fermes des sheds en tenant,
en même temps, compte des éléments de l’équipement technique, une hauteur aux chéneaux de 15 m
et une hauteur de 17,5 m au lanterneaux des sheds.
Façade nord, échelle 1:500
12
steeldoc 02/12
1
2
3
4
Vue de la façade longitudinale
Vue de la façade des pignons
Charpente métallique
Piliers du centre avec roulement de grue
2
3
4
Lieu Frankenthal (D)
Utilisation Halle de production
Maître d’œuvre KSB AG, Frankenthal/Pfalz (D)
Architectes Heene+Pröbst Gmbh Architekten
Ingenieure, Ludwigshafen/Rhein (D)
Conception de la structure porteuse Walther & Reinhardt,
Ingenieurgesellschaft mbH, Herbolzheim (D)
Genre de construction Ossature métallique
Construction métallique Freyler Industriebau GmbH,
Kenzingen (D)
Achèvement 2009
13
Halle de maintenance
A380-Halle de maintenance de
l’aéroport de Francfort-sur-le-Main
Maître de l’ouvrage
Lufthansa Technik Objekt- und Verwaltungsgesellschaft mbH
(LTOV), Hambourg (D)
Architectes
gmp • von Gerkan, Marg und Partner Architekten, Hambourg (D)
Conception de la structure porteuse
Schlaich Bergermann und Partner, Stuttgart (D)
Année de construction
2007
1
1 F açade nord avec les portes
de hangar
2 C oupe transversale avec
le bâtiment d’exploitation
3 C oupe longitudinale
4 Vue intérieure de la halle
sans piliers
La nouvelle halle de maintenance A380 de Lufthansa
Technik AG au bord de la zone sud de l’aéroport de
Francfort est le résultat d’une procédure d’expertise
restreinte. La halle de maintenance fut conçue comme
bâtiment fonctionnel pour les besoins internes de
l’entreprise et uniquement pour l’exploitation technique.
Pour cette raison la structure et l’apparence extérieure du bâtiment émanent uniquement d’impératifs
fonctionnels, constructifs et économiques et peuvent se
comprendre de manière logique et rationnelle. La
halle d’entretien se compose du corps de halle (180 m
x 120 m) avec une hauteur de 31,1 m et du bâtiment
d’exploitation (180 m x 20 m) avec une hauteur
de 29,5 m situé au sud. L’importance de la halle est
donnée par les deux treillis parallèles d’une portée
de 180 m et d’une hauteur d’environ 15 m. En combinaison avec les piliers principaux aussi situés à
l’extérieur la structure porteuse circonscrit le corps
sans piliers de la halle avec une surface d’environ
20 000 m2. La halle offre la place à deux A380 et un
Boeing 747.
Vers le nord la halle est marquée par les quatre portes
de hangar transparentes respectivement translucides
d’une hauteur de 27,5 m et d’une largeur de 44 m.
Les façades ouest et est se composent de panneaux
sandwiches argentés.
2
4
3
14
Lieu Francfort-sur-le-Main (D)
Utilisation Halle de maintenance
Maître de l’ouvrage Lufthansa Technik Objekt- und Verwaltungsgesellschaft mbH (LTOV), Hambourg (D)
Architectes gmp • von Gerkan, Marg und Partner Architekten,
Hambourg (D)
Conception de la structure porteuse Schlaich Bergermann
und Partner, Stuttgart (D)
Genre de construction Structure en portiques
Construction métallique ARGE Bühler, Greschbach, Wendler,
Altensteig (D)
steeldoc 02/12
açade ouest avec les piliers
5 F
extérieurs.
6 L
iaisons des poutres secondaires à la poutre principale.
7 D
étail d’angle de la poutre
principale.
8 Vue intérieure.
6
5
7
8
15
Halle d’exposition
Un espace d’exposition dynamique, Munich
Maître d’ouvrage
Ingrid und Walter Graber, Markt Schwaben (D)
Architectes
peterlorenzateliers Innsbruck/Vienne (A)
Conception de la structure porteuse
Alfred Brunnsteiner, Natters (A)
Année de construction
2009
1
L’espace d’exposition de l’entreprise Gienger montre,
avec une mise en scène captivante, à part les produits
techniques du bâtiment un circuit d’initiation à
­l’énergie. Pour cette raison la forme choisie de la halle
­exprime aussi cette dynamique chargée d’énergie.
La géométrie d’une bande en spirale engendre un
­espace hors pair en forme de tunnel, qui projette une
­lumière rasante sur les parois inclinées par l’inter­
médiaire des surfaces d’éclairage situées aux points
d’intersection. Ces points peuvent être équipés de
­divers produits dans le cadre de nouveaux développements. Les parois extérieures sont composées de
­collecteurs solaire, de panneaux photovoltaïques, d’éléments métalliques et en verre.
La structure en forme de ferme se compose de poutres
en acier soudées avec des membrures supérieures
et inférieures en tubes rectangulaires et des âmes en fer
plat. Les piliers et les éléments pour rigidifier sont
fabriqués en profilés tubulaires, les poutres transversales en profilés laminés et les contreventements
dans les surfaces de la toiture et des parois en profilés
ronds et fers plats. Les avant-toits sont exécutés
comme tirant inférieur et sont des structures croisées
en treillis tridimensionnels.
L’utilisation durable d’énergies renouvelables est le
thème central de ce projet. Une exposition, d’installations et d’appareils à faible consommation d’énergie,
contribue à promouvoir ces nouvelles technologies.
Le bâtiment lui-même en fait aussi partie: gestion
de l’énergie par l’utilisation d’énergies renouvelables,
250 m2 de collecteurs solaire, de l’énergie solaire
­thermique pour le chauffage et le refroidissement du
bâtiment, des puits dans la nappe phréatique dans ­
le but de chauffer et refroidir, une installation de ventilation hautement efficace avec récupération de
­chaleur, cogénération ainsi que l’énergie électrique et
thermique.
2
1 L
a structure porteuse
complexe de nuit
2 M
ontage des fermes
3 V
ue aérienne
4 E
léments photovoltaïques
dans la peau extérieure
5 C
oupe longitudinale, façade
et plan échelle 1:1000
16
steeldoc 02/12
3
4
5
Lieu Munich (D)
Utilisation Halle d’exposition
Maître d’ouvrage Ingrid et Walter Graber, Markt Schwaben (D)
Architectes peterlorenzateliers Innsbruck/Vienne (A)
Conception de la structure porteuse Alfred Brunnsteiner,
Natters (A)
Genre de construction Structure en portiques
Construction métallique Stahlbau Pichler GmbH, Bolzano (I)
Achèvement 2009
17
380
165
675
2
6B
461
1
390
87
4
38
110
62
9
2
462
9
NG
Hasenbergstrasse K412
67
8
62
62
3
Ha
13
NG
24
0
70
RØ
SB
8
9
79
senb
erg
stras
se
12
K4
9
14
2
44
7
25
416
376
365
310
4
11
403
9
77
422
417
41
NC
31
8
395
67
67
5
7
13
6
394
8
5
3
484
6D
6
Rainweg
627
6C
37
36
57
4
66
13
138
5
171
3
1
6
5
11
2
111
915
12
Rainaecker
3
426
62
5
152
Centre de sport et de loisirs Burkertsmatt
687
666
686
222
372
6
917
57
475
4
155
12
0
537
14
78
1
( 67
14
2
78
Transparence et reflets
5
W
)
570.0
33
563.0
569.0
67
568.0
564.0
11
Erle
50
565.0
568.0
13
Erl
nm
at
t
em
att
794
NG
567.0
566.0
565.0
664
14
3
567.0
Allmend
566.0
565.0
314
K
32
m
3
4
5
6
7
8
9
( 66
10
m
16.80
WK
ø
W
144
16.80
J
ø
2
407
500
032
)
W
)
64
40
beachvolleyball 26x22 m
1x längs international, 2x quer national
39
1
D
Maître d’ouvrage
Association de communes Berikon,
Rudolfstetten-Friedlisberg, Widen (AG), Suisse
E
F
( 64
G
H
I
WK
1
291
ø 18.00m
B
C
WK
A
160
563.0
41
( 656
Burke
rtsma
W
tt
)
144
562.0
842
Regiona
im
les Altershe
87
561.0
2
4
Architecte
Rolf Mühlethaler, architecte FSA SIA, Berne
560.0
4
Kirchweg
87
11
14
21
zonengrenze
5
ok böschung RFB
559.0
Ingénieurs
Jusqu’en 2009: Hanspeter Stocker, Berne et Zurich;
à partir de 2010: Konstruktiv GmbH, Gränichen (AG)
Schutzzone 3
Art.3.1
In der Zone S 3 gelten folgende
Nutzungsbeschränkungen:
Industrielle und gewerbliche Bauten und Anlagen ( z.B
auch landwirtschaftliche Siedlungen) in oder mit denen
wassergefährdende Stoffe erzeugt, verwendet,
umgeschlagen oder gelagert werden, sind verboten.
846
Zentrumsbibl
iothek
retentionsfilterbecken (RFB)
retentionsvolumen: 300 m3
sohlenfläche: 306m2
RFB wird bei bedarf eingezäunt (zaun h 1.00m)
558.0
559.0
109
007
511
558.0
NC
310
398
407
206
Re
41
f.
500
310
327
Kir
che
9
Année de construction
2011
Situation, échelle 1:5000
Sont-elles ou non traversantes? Telle est la question que se pose tout architecte
en voyant les poutres faisant saillie sur la façade vitrée. La salle de sport de
Burkertsmatt montre comment ce genre de détails se résout à l’ère de l’efficacité
énergétique et du développement durable. Un minimalisme qui requiert beaucoup de savoir-faire.
«Faire du sport dans un parc» – c’est avec cette idée
que Rolf Mühlethaler a remporté le concours pour
le centre régional de sport, de loisirs et de rencontre
de Burkertsmatt, à Widen am Mutschellen. Le complexe et ses aménagements extérieurs suivent la
topographie naturelle du Hasenberg. Situé au pied
de la pente, cet ouvrage aux contours nets délimite,
avec la forêt d’Isleren qui lui fait face, le terrain
d’athlétisme. Liaisons piétonnes et cyclables, murs
de soutènement, rangées d’arbres et ruisseau à
ciel ouvert structurent le site tout en lui conférant
l’allure d’un parc. Du fait de la transparence et de
l’unité du volume, les espaces intérieurs et extérieurs
s’interpénètrent, sans qu’aucune façade soit clairement identifiable comme façade avant ou arrière.
Une grande rampe mène à l’entrée de la salle sur la
terrasse publique – le «bel étage» d’où l’on domine les
terrains d’athlétisme, de football et de beach-volley.
C’est ici que se trouvent le hall et la cuisine de l’association, ainsi que les tribunes. Le soubassement
abrite salle de sport, vestiaires, espace jeunesse et
locaux techniques. Au même niveau se trouvent
aussi les gradins extérieurs donnant sur les terrains
d’athlétisme et de football. Grâce à l’organisation
compacte du complexe, les vestiaires peuvent être
utilisés soit séparément pour les activités intérieures
et extérieures, soit, en cas de grande manifestation,
de façon groupée.
Un ingénieux contreventement horizontal
La structure porteuse de la salle de sport se réduit à
trois éléments principaux: des poteaux (HEB 320),
des poutres (1400/300 mm) et des plaques de tôle en
toiture. Les poutres, de 50 mètres de portée, sont
assemblées par boulonnage à des poteaux de neuf
mètres de haut, qui reposent sur le radier du rez-dechaussée et sont tenus latéralement par la tribune
en béton armé de l’étage. Le contreventement de la
structure est assuré par les plaques de tôle de la
toiture et l’encastrement des poteaux. Pour l’ingénieur
structure, le plus grand défi consistait à éviter le
déversement des poutres, de section très élancée, par
flambement de leur semelle comprimée. Afin d’assurer leur stabilité, la toiture a été conçue comme une
plaque rigide composée de tôles à ondes trapézoïdales, de tôles auxiliaires et de tôles de renforcement
en Z. Poutres et plaques de tôle ont été assemblées
par rivetage et clouage. C’est cette même construction
18
steeldoc 02/12
6
Les façades transparentes
de la salle de sport font entrer
le paysage dans le bâtiment.
Plan de l’étage, échelle 1:1000
Plan du rez-de-chaussée,
échelle 1:1000
19
Centre de sport et de loisirs Burkertsmatt
Les aménagements intérieurs
se caractérisent par des tons
gris et argentés et des surfaces mates et homogènes.
qui reprend les charges horizontales et les transmet
aux poteaux encastrés.
Du fait de leur longueur, les poutres ont été livrées en
trois parties et soudées sur place, après quoi les soudures ont été contrôlées par ultrasons. Surhaussées de
120 mm en leur milieu, les poutres dépassent l’une
des façades de cinq mètres et, l’autre, de 1,6 mètres.
Là où elles traversent la peau de verre, leur partie intérieure et celles en saillie sont séparées par une
couche d’isolation thermique et assemblées, ponctuellement, grâce à des plaques et boulons en acier. Les
tirants placés devant les poteaux des façades réduisent
les déformations verticales des poutres dans cette
zone sensible.
Une transparence savamment dosée
Les façades se composent d’une construction autoportante à montants et traverses présentant un entraxe
de 1,68 mètres et une hauteur totale de 6,83 mètres.
A 2,3 mètres de hauteur sont fixés, contre les poteaux
de façade (IPE 180), des profilés en acier plat sur
lesquels reposent les vitrages supérieurs. Ainsi les
charges verticales s’exerçant sur la façade peuventelles être transmises à la structure en béton armé
du soubassement. Les poteaux de façade reprennent
les charges de vent s’exerçant sur les montants,
ainsi qu’une petite partie des charges s’exerçant sur
la toiture, avec laquelle ils sont assemblés de façon
rigide.
Sur les façades est et ouest, non ombragées, des vitrages spéciaux, auxquels est intégrée une couche de
soie de verre, préviennent l’éblouissement. En même
temps, ce dosage de la transparence renforce l’impression que la salle s’ouvre sur l’extérieur au nord et
au sud, et qu’elle est, dans cette direction, littéralement traversée par le paysage.
Les grandes poutres de la toiture reposent sur des poteaux
de neuf mètres de haut. Les
poteaux de façade reprennent
les charges de vent s’exerçant
sur les montants.
20
steeldoc 02/12
Coupe longitudinale,
l ä n g s s c h n i t t
h a l l e
u n d
géchelle
a r d 1:500
e r o b e n
La tranquillité même
Tant l’aspect extérieur du complexe que ses aménagements intérieurs se caractérisent par des tons gris
et argentés. Seul le volume de verre qui repose sur le
soubassement de béton reflète les couleurs du ciel
et de l’environnement. A l’intérieur, les installations
techniques ont été systématiquement intégrées dans
les murs et les dalles. Ainsi la tôle à ondes trapézoïdales
de la toiture produit-elle également une impression
de calme et d’élégance. Le mouvement, ce sont ici les
sportifs qui l’amènent.
Lieu Widen (AG), Suisse
Maître d’ouvrage Association de communes Berikon,
Rudolfstetten-Friedlisberg, Widen
Architecte Rolf Mühlethaler, architecte FSA SIA, Berne
Ingénieurs Jusqu’en 2009: Hanspeter Stocker, Berne et Zurich;
à partir de 2010 Konstruktiv GmbH, Gränichen (AG)
Construction métallique Aepli Metallbau AG, Gossau (SG)
Conception des façades Mebatech AG, Baden (AG)
Système porteur Poteaux HEB 320; poutres 1400/300 mm;
plaques de tôle en toiture
Matériaux et construction Poteaux S355; poutres S235,
50 mètres de portée, 18 t/pièce; toiture: tôles à ondes trapézoïdales h = 165 mm, t = 1,0 mm, fixées au pistolet sur les poutres,
tôles de stabilisation en Z, t = 4,0 mm, insérées dans le creux
des ondes trapézoïdales, tôles auxiliaires, t = 0,87 mm, rivetées
sur les poutres; tirants Ø = 30 et 42 mm, acier inoxydable
Ancon-TS 500 SS; montants de façade IPE 180
Préfabrication et montage Poutres en trois parties soudées
sur place (contrôle aux ultrasons)
Poids de l’acier 320 t (poteaux, poutres, montants de façade,
poutres de renforcement)
Efficacité énergétique/durabilité Chauffage aux copeaux
de bois
SBP 4 1 00 m 2
Surface utile 3 900 m 2 (surface utile principale SIA 416)
Volume 32 500 m 3 (volume bâti SIA 416)
Longueur, largeur, hauteur 52 x 44 x 11 m (salle seulement)
Coûts CHF 615/m 3 (CFC 2 / SIA 416), CHF 26 mios (CFC 1–9)
Durée des travaux 18 mois (février 2010 – août 2011)
21
Centre de sport et de loisirs Burkertsmatt
1
3
4
5
6
2
Coupe de détail horizontale, échelle 1:20
1
2
3
4
5
6
P
outre acier 1400/300 mm, partie intérieure
Poutre acier 1400/300 mm, partie extérieure
C oupure thermique
Poteau de façade IPE 180
D ispositif anti-éblouissement
Triple vitrage isolant (façades nord et sud)
1
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Coupe de façade, échelle 1:20
7
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13
22
1
2
3
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5
6
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égétalisation extensive
V
L é d’étanchéité bitumineux
Isolation thermique 2 x 10 cm PUR
Tôle à ondes trapézoïdales
D ispositif anti-éblouissement
Poutre acier 1400/300 mm
T irant Ø = 30 mm
Poteau de façade IPE 180
Triple vitrage isolant (façades nord
et sud); triple vitrage spécial avec
tissu de verre Thermolux (façades
est et ouest)
10 Béton dur 2 cm
11 Dalle de béton 26–40 cm
12 Plaque de base pour tirant
13 Console pour gouttière extérieure
14 Profilé intercalaire en alu
15Gouttière en acier au chrome-nickel
15/15 cm
steeldoc 02/12
Impressum
steeldoc 02/12, juin 2012
Halles et hangars – exemples pratiques
Documentation du Centre suisse de la construction métallique
Editeur:
SZS Centre suisse de la construction métallique, Zurich
Evelyn C. Frisch, Directrice
Rédaction et mise en page:
Evelyn C. Frisch, Virginia Rabitsch SZS
Sources:
Centre de contrôle du trafic lourd Saint-Maurice; Salle de sport
et de loisirs Burkertsmatt: Informations et plans des bureaux
d’études
Amada Solution Center, Haan; Cité du Design, Saint-Etienne;
Halle de production KSB AG, Frankenthal; A380-Halle de
maintenance de l’aéroport Francfort-sur-le-Main; Un espace
­d ’exposition dynamique, Munich; Source: Hallen aus Stahl,
­P lanungsleitfaden; Nr B 401
Editeur: bauforumstahl e. V., Sohnstrasse 65, 40237 Düsseldorf
Postfach 10 48 42, 40039 Düsseldorf
Tel. +49 (0)211 6707 828, Fax +49 (0)211 6707 829
[email protected]; www.bauforumstahl.de
Auteurs: Friedrich Grimm, architecte
Ronald Kocker, bauforumstahl e.V.
Photos:
Couverture: Cité du Design, Jan-Oliver Kunze
Editorial: Alexander Gempeler, Bern
Centre de contrôle du trafic lourd Saint-Maurice: Yves André,
Saint-Aubin-Sauges pages 5, 7
Amada Solution Center, Haan: Holger Knauf pages 8, 9
Cité du Design, Saint-Etienne: Jan-Oliver Kunze pages 10, 11
Halle de production KSB AG, Frankenthal: H
­ eene + Pröbst Gmbh
Architekten Ingenieure pages 12, 13
A380-Halle de maintenance de l’aéroport Francfort-sur-le-Main:
Jürgen Schmidt pages 14, 15; Lufthansa page 15 en haut
à droite
Un espace d
­ ’exposition dynamique, Munich: Roland W
­ eegen page
16 en haut, page 17 au milieu; peterlorenzateliers page 16 en bas;
Fa. Gienger page 17 en haut à droite
Salle de sport et de loisirs Burkertsmatt: Alexander Gempeler,
Bern pages 18–22; Rolf Mühlethaler page 22 en haut
Conception graphique: Gabriele Fackler, Reflexivity AG, Zurich
Administration abonnements: Giesshübel-Office, Zurich
Impression: Kalt-Zehnder-Druck AG, Zoug
ISSN 0255-3104
Construire en acier / steeldoc© est la documentation d’architecture du SZS Centre suisse de la construction métallique et paraît
quatre fois par an en allemand et en français. Les membres du
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STAHLBAU ZENTRUM SCHWEIZ
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