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Halles et enveloppes

Construire en acier Documentation du Centre suisse de la construction métallique SZS

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Editorial 3

Salle de sport Gotthelf, ThouneCalme et légèreté 4

Halle d’exposition Gétaz Romang, EtoyLe monolithe à cœur ouvert 10

Musée Dornier, FriedrichshafenQuand l’esprit pionnier s’expose 16

Salle de sport «Esplanade», BienneUne enveloppe pour le corps et l’esprit 22

FundamentaHalles en acier 26

Impressum 31

Compétence en construction métallique

Le Centre suisse de la construction métallique SZS estune organisation professionnelle qui réunit les entreprisesde 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 deconcepteurs, d’institutions et de décideurs. Le SZSinforme ses membres et le public de l’évolution dans laconstruction métallique et offre un forum pour les échan-ges et la collaboration. Le SZS met à disposition lesinformations tech niques, encourage la recherche et laformation des professionnels et s’engage dans la collabo-ration au-delà des frontières. Ses membres profitent d’une vaste palette de prestations.

www.szs.ch

Centre suisse de la construction métallique Stahlbau Zentrum SchweizCentro svizzero per la costruzione in acciaio

Table de matières

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Editorial

Une halle, c’est d’abord une enveloppe. Ce qui se passe à l’intérieur doitpouvoir changer. A l’heure où les entreprises doivent en permanences’adapter aux marchés, la flexibilité des bâtiments est une condition sinequa non de la rentabilité des investissements consentis. Aujourd’hui,même une salle de sport ne sert plus seulement à l’exercice physique,mais doit aussi pouvoir accueillir fêtes, concerts et autres manifestations.

Aussi la construction de halles offre-t-elle l’occasion rêvée d’exploiterles avantages de la construction métallique: légèreté, flexibilité, possibi-lités quasi illimitées de transformation et d’extension. En matière dedurabilité, la construction de halles en acier se révèle pratiquement imbattable. Ainsi les quatre objets présentés dans les pages suivantes seconforment-ils tous au standard Minergie ou à des normes équivalentes.Mais la construction durable, c’est bien d’autres choses encore. En effet, le but est ici de minimiser la consommation d’énergie et de res -sources durant toute la durée de vie des ouvrages, ainsi que lors deleur démolition ou démontage. Or, si l’on passe en revue les principesde la construction durable, on constate que la construction métalliquerépond parfaitement à chacun d’entre eux.

Le principal enjeu de la construction de halles est la flexibilité d’utilisa-tion. Aussi privilégie-t-on en général des structures susceptibles d’êtreagrandies de manière additive ou modulaire, ce qui conditionne au final la durée de vie des bâtiments. Mais le choix de la structure influeaussi sur les portées réalisables, sur les possibilités de faire passer lesgaines et autres conduites techniques, ainsi que sur la valeur d’usage à long terme des locaux.

En plus d’une série de halles tout à fait remarquables, nous proposonspour la première fois, dans la présente édition, un article de fond décri-vant les principaux types de structures envisageables, ainsi que leurscaractéristiques et avantages constructifs. Cet article a pour but d’offrirquelques points de repères pour la conception et la réalisation de halleséconomiques et rationnelles, tout en fournissant quelques informationstechniques utiles. Les éditions spécialisées du Centre suisse de la construction métallique proposent d’autres publications consacrées àce thème.

Comme toujours, les projets présentés ici sont documentés jusque dansles détails, à titre de source d’inspiration pratique. Nous vous souhai-tons beaucoup de plaisir à la lecture de ce nouveau numéro de steeldoc.

Evelyn C. Frisch

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Salle de sport Gotthelf, Thoune

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Calme et légèreté

Maître d’ouvrageVille de Thoune

Architectesmüller verdan architekten, Zurich(à l’époque: müller verdan weineck architekten)

IngénieursWalt + Galmarini, Zurich

Année de construction2006

D’un gris scintillant de jour, illuminée comme une lanterne de nuit, cette triplesalle de sport se présente comme un grande boîte d’une légèreté aérienne. Au-dessus d’un rez-de-chaussée bas entièrement vitré semble flotter un volume fait d’acier et d’une matière synthétique translucide, d’un aspect presque textile.

Situation, échelle 1: 2500

Au sein d’un complexe scolaire qui n’a cessé de s’a-grandir depuis les années 1950, la salle de sport défi-nit, de par sa situation et son système de distribution extérieur, un nouvel espace extérieur, tout en déve-loppant le thème des espaces intermédiaires. Troiscubes de béton – les accès aux vestiaires des sportifs –struc turent l’espace séparant la salle de l’école voi -sine et ménagent un dégagement devant l’entrée prin -

cipale du bâtiment. En même temps, les trois esca-liers menant aux vestiaires assurent l’accessibilité sé-parée des deux niveaux, utilisés différemment. Lesspectateurs sont accueillis dans un généreux hall, do-té des locaux annexes de rigueur. Vis-à-vis se trou-vent les tribunes, que desservent deux couloirs laté-raux le long desquels les spectateurs peuvent se tenirdebout. La salle de sport, les vestiaires, les locaux à

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Isométrie de la charpente métallique

Le hall est séparé de la sallepar des locaux annexes s’élevant à mi-hauteur, revêtusde contreplaqué.

matériel et les locaux techniques se situent, eux, encontrebas.

Lumière et couleurL’empilement des fonctions se traduit aussi dans laconstruction. Le sous-sol se caractérise par ses mursen béton teinté noir, pour lesquels ont été utilisés des panneaux de coffrage de grand format. La partieencaissée de la halle et le mobilier fixe du rez-de-chaussée sont revêtus d’un contreplaqué de couleurchaude, qui assume aussi une fonction acoustique.Au-dessus de cette topographie intérieure se déploiela structure métallique, de couleur sombre. Portée parles minces poteaux des façades, elle couvre toute la surface du bâtiment, qui mesure 50 x 40 mètres. Lesfaçades elles-mêmes se composent de plaques de polycarbonate translucides, de 40 millimètres d’épais -seur. Ces éléments à six couches se caractérisent par leur grande résistance aux chocs et au vieillisse-ment. Des pigments diffracteurs assurent un éclairagediffus tout à fait idéal. Le bandeau vitré du rez-de-chaussée forme comme un joint entre le sous-sol enbéton et le volume léger qui le surmonte.

Une salle de sport labellisée MinergieLe bâtiment présente un concept énergétique durable.Ainsi les capteurs solaires posés sur la toiture plateassurent-ils la production de l’eau chaude sanitaire etle chauffage de la salle par le sol. Cette dernière estchauffée et ventilée par des bouches d’air pulsé. Lerefroidissement nocturne se fait de manière naturelle,par des bouches d’extraction de fumée et de chaleuren toiture et des clapets d’amenée d’air frais en façade.

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Plan du sous-sol, échelle 1: 500

Plan du rez-de-chaussée, échelle 1: 500

1 Hall2 Tribunes3 Salle, subdivisable en trois4 Accès au sous-sol5 Escaliers de secours6 Local à matériel7 Vestiaires, locaux annexes

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Le bandeau vitré périphériquedu rez-de-chaussée donne vuesur le paysage et permet à lalumière d’entrer de tous côtés.

Coupe, échelle 1: 500 La structure métallique se déploie sur la salle de sportencaissée.

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Les accès directs aux vesti -aires permettent de séparerles zones destinées aux sportifs de celles réservéesaux spectateurs.

sement des poutres princi pales, dont la section esttrès élancée. Le contre ventement de la halle est assuré par des diagonales disposées en toiture et entreles poteaux des façades. A l’ex ception des poutresprincipales, qui ont été soudées, la charpente métallique se compose de profilés normalisés dont l’assemblage, effectué sur place par simple boulon -nage, n’a pas requis de nœuds ou de raccords sophistiqués.

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Structure porteuseDes poutres primaires de près de 1,50 mètre de haut et espacées de 4,65 mètres franchissent trans -versalement la halle. Sur et sous ces poutres principales filent des pannes. Celles de dessus portent la tôle profilée perforée et la végétalisation extensive de la toi ture, tandis que celles de dessous servent à fixer engins et installations tech-niques. Ces pannes empêchent en outre le déver -

Coupe à travers la façade, échelle 1: 50

1 Composition de la toiture:Végétalisation 100 mmDrainageLés d’étanchéité synthétiquesIsolation en laine de roche 120 mmLés d’étanchéité bitumineuxTôle à ondes trapézoïdales en acier 80 mm, âmes perforées

2 Pannes supérieures, HEA1803 Diagonale de contreventement,

profilé en L 70/70/9 mm4 Poutre soudée S355, 1470/300 mm,

ailes 300/35 mm, âme 1400/10 mm5 Pannes inférieures, HEA 1806 Poteau de façade (longs côtés) ,

HEA 240, écartement 4560 mm7 Traverse de façade, HEA 1808 Poteau de façade (petits côtés) ,

HEA 180, écartement 2830 mm9 Diagonale de contreventement, barre tendue M24

10 Elément léger en polycarbonate, 6 couches11 Clapet de ventilation12 HEA 24013 Vitrage14 Chape d’anhydrite 50 mm,

teintée dans la masse et vitrifiée

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Lieu Sustenstrasse 2K, Thoune, SuisseMaître d’ouvrage Ville de Thoune, représentée par le Service des immeubles de la VilleArchitectes müller verdan architekten, Zurich (à l’époque: müller verdan weineck architekten)Ingénieurs Walt + Galmarini AG, ZurichConstruction métallique Jakem AG, MünchwilenPoids de la construction métallique 261 tonnesSystème porteur poutres principales: profilés en � soudés; poteaux de façades HEA 180 boulonnés; pannes HEA 180 sur etsous les poutres principalesCaractéristiques surface brute de plancher 3 655 m2; surface utile 2 112 m2; volume bâti 22 500 m3; longueur 50 mCoûts de construction CHF 11,6 millionsDurée des travaux 19 moisAchèvement octobre 2006Protection incendie pas nécessaire (construction métallique à un niveau)Standard énergétique MinergieDistinction Prix Acier 2009 (mention)

Les minces profilés d’aciersont enveloppés de verre et depolycarbonate translucide. Les détails constructifs sontd’une propreté remarquable.

Bien que les poutres primaires donnent à la structure une direction claire, cette orientation est neutralisée par les pannes inférieures, ce qui confère au bâtiment calme et élégance. Laconception propre et précise des détails, ainsi que la qualité de l’architecture, inhabituellement élevée pour une salle de sport, ont conduit le jury du Prix Acier 2009 à récompenser le projet par une mention.

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Halle d’exposition Gétaz Romang, Etoy

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Le monolithe à cœur ouvert

Maître d’ouvrageGétaz Romang, Etoy

ArchitectesAlain Porta architecte, Lausanne

IngénieursCSD Ingénieurs Conseils, Lausanne


A Etoy, en plein milieu du pôle industriel, le groupe Gétaz Romang vient d’inau-gurer sa nouvelle halle d’exposition. Le bâtiment, un impressionnant parallélépi-pède orange vif posé sur un carré de verte prairie cache une cour intérieure d’une ambiance et d’une luminosité inattendue.

L’entreprise Gétaz est spécialisée dans le commercede matériaux de construction. La position stratégiquede sa nouvelle halle d’exposition, entre l’autoroute A1et la ligne ferroviaire Genève-Lausanne, lui procureune visibilité maximale. C'est une vitrine idéale pourla présentation des matériaux dans un contexte réalisteet innovant.

Orienté nord-sud, l’imposant monolithe repose pourmoitié sur un radier et pour le reste sur poteaux; ilsemble à peine effleurer le terrain incliné en pentedouce vers lac. Extérieurement, le volume du bâtimentest défini par deux façades latérales de couleur orangesans aucune ouverture, et par deux façades pignoninclinées entièrement vitrées.

A l’intérieur, un espace extérieur L’accès au bâtiment se fait du côté sud, par le niveauinférieur. Depuis le parking semi-enterré situé sous le

bâtiment, le visiteur peut atteindre le show-room situé au niveau supérieur par l’intermédiaire d’un puitsd’accès.

Le niveau principal est occupé par un volume unique,introverti, articulé autour d’un vaste atrium central.Face au système d’entrée, l’espace d’accueil, doté d’uncomptoir évoquant la géométrie et la couleur de lahalle, jouxte une cafétéria et des bureaux de vente. Lahalle comporte une mezzanine à chacune de ses extrémités. Celle côté sud accueille une grande cuisinefonctionnelle pour des shows culinaires ainsi quequelques bureaux. L'autre mezzanine est dévolue àdes activités événementielles. Chaque coin de la halleest doté d’un bloc technique en béton armé compre-nant locaux sanitaires et escaliers de secours.

Les deux travées du show-room sont occupées par 30modules d’exposition mobiles. Ceux-ci, reprenant leprincipe de la maison dans la maison, se composentd’une ossature en profilés d’aluminium montée surroulettes. Les modules sont évolutifs afin de pouvoirs’adapter aux tendances dans le domaine des aména-gements de cuisines et de salles de bains.

Situation, échelle 1:5000

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rales et au dessus des deux travées transversalesjouxtant l’atrium. La stabilisation des façades longi -tudinales est confié à deux paires de croix de St-André. La structure porteuse des mezzanines faitégalement appel à des poutres triangulées sur les-quelles reposent un plancher mixte, constitué de bacstrapézoïdaux en acier et de béton. Pour des questionsde protection incendie, cette partie de la charpentemétallique est revêtue d’une peinture intumescente.

L’atrium accessible sur tout son périmètre, est déli -mité par une façade intérieure vitrée et partiellementrevêtue de brise-soleil. Cet espace vert intérieur/extérieur est consacré à l’exposition des matériauxd’aménagement extérieurs.

Une structure de portiques en tubes d’acierLa superstructure de la halle repose sur la dalle enbéton du rez de chaussée. La charpente métallique,de couleur blanche, est laissée apparente. Elle estconstituée d’une succession de 30 portiques triangulésen tubes d’acier disposés perpendiculairement au patio central. D’une portée de 15,90 m ou 19,20 m pourun entraxe de 5,30 m, chaque portique est constitué de trois éléments préfabriqués, assemblés sur placegrâce à des manchons boulonnés. A chaque angle dubâtiment, quatre potences s’articulent autour d’unportique posé sur la diagonale. Les pieds de poteauxsont liés de façon rigide à la dalle du rez. En toiture lastabilisation horizontale est assurée par des aligne-ments de croix de St André le long des façades laté -

Le revêtement des façades latérales est de couleur orange,teinte qui est également celleindentifiant l’entreprise. Le bâtiment affleure le terrain etsemble flotter au dessus du sol.

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La toiture est constituée de tôles profilées trapézoïdalesperforées prenant appui sur les portiques. Inséréesentre les ondes des tôles, des bandes d’isolation fontoffice d’absorbant phonique. Elles sont recouvertesd’une barrière vapeur, de deux couches croisées delaine de roche et d’un lé d’étanchéité en PVC soudé.L’enveloppe des façades est et ouest, constituée deprofils de revêtement en acier, comprend une isola-tion thermique, une feuille coupe-vent et un lattageassurant une bonne ventilation de la façade. Le revête -ment extérieur fait appel à des plaques modulairesclipées en fibro-ciment de couleur orange.

Dans le patio central, en plusde la présence rafraichissanted’arbres, un dispositif de lamesbrise-soleil fixes en bois per-met de limiter les effets de lasurchauffe estivale.

Un des box d’exposition enstructure aluminium monté surroulettes. Ces modules mobilesrecoivent les aménagements decuisines et de salles de bains.

Plan de l’étage, échelle 1: 1000

Plan du rez-de chaussée, échelle 1: 1000

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Le meuble de réception qui regroupe l’accueil des visteurset la cafétéria reprend la géo-métrie, la couleur et l’image dela halle d’exposition.

Coupe longitudinale, coupe transversale,échelle 1: 500

1 Espace d’exposition2 Atrium3 Parking semi-enterré

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Coupe de façade avec galerie, échelle 1: 20

1 Composition de la toiture:Lés synthétiques, polyoléfineIsolation 2 x 100 mmPare-vapeurTôle à ondes trapézoïdales à âmes perforées 153/280 mm, remplies de laine minérale (acoustique)

2 HEA 1/2 1603 Acier plat 5 mm formant acrotère4 Couvertine en aluminium 2 mm5 Cadre en treillis, tube d’acier Ø 133/17,5 mm6 Cadre en treillis, tube d’acier Ø 133/5,6 mm7 Cadre en treillis, tube d’acier Ø 133/10 mm8 Cadre en treillis, tube d’acier Ø 133/12,5 mm9 Traverse, tube d’acier Ø 133/10 mm

10 Barre de treillis, tube d’acier Ø 76,1/14,2 mm11 Barre de treillis, tube d’acier Ø 76,1/4 mm12 Barre de treillis, tube d’acier Ø 76,1/10 mm13 Traverse, tube d’acier Ø 101,6/4 mm14 Contreventement de la toiture, tube d’acier Ø 101,6/5 mm15 Profilé de façade creux en acier 120/80/8 mm16 Traverse de façade 80/80/5 mm avec profilé de serrage17 Verre de sécurité feuilleté 2 x 10 mm +

espace intermédiaire 16 mm + verre flotté 10 mm18 Profilé de façade creux en acier 120/60/5 mm19 Traverse de façade 60/60/5 mm avec profilé de serrage20 Verre flotté 10 mm + espace intermédiaire 16 mm +

verre flotté 10 mm21 Lamelles pare-soleil en bois 250/30 mm22 Plancher mixte acier-béton 120 mm23 HEA 1/2 20024 Acier plat 15 mm25 Dalle en béton armé 280 mm26 Poteau en béton armé Ø 240 mm

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Les façades nord et sud sontentièrement vitrées. Elles présentent une inclinaison négative qui contribue à limiterla pénétration du soleil dans le bâtiment en été.

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Confort estival et économies d’énergieLa conception de la nouvelle halle, dictée par la vo-lonté de limiter l’impact de cette dernière sur l’envi-ronnement, a conduit à l’obtention du label Minergie.Les excavations ont été réduites au minimum, et lesterres déplacées ont été intégrées dans les aménage-ments extérieurs. Pour améliorer l’isolation thermiquedu radier du niveau supérieur, l’empierrement a étéremplacé par des boulets en verre cellulaire qui fontégalement office de couche drainante.

La présence de l’atrium, véritable poumon du bâti-ment, a permis de mettre en place une régulationthermique naturelle pour la saison chaude. En plusde l’ombrage naturel créé par le patio, la fraîcheurnaturelle de ce dernier est récupérée durant la nuit et introduite dans la halle par effet de convection afinde rafraîchir cet espace. En complément, durant lesjournées les plus chaudes, un système de brumisationsitué au dessus des portes d’accès permet d’abaisserla température de l’espace d’exposition. (ac)

Le pilier en treillis du portiqued’angle est réalisé en tubesronds soudés. Les deux travées ad jacentes sont stabi-lisées dans le plan vertical par des doubles diagonalescroisées (croix de St-André)superposées.

A gauche, les portiques trian-gulés préfabriqués en troiséléments sont assemblés surle chantier et boulonnés dansla dalle du rez. A droite, des plaques profiléesmétalliques trapézoïdales constituent le revêtement por-teur de la toiture. Elles sontperforées pour recevoir desbandes d'absorption phonique.

Lieu Littoral Parc, Etoy, VD, SuisseMaître d’ouvrage Gétaz Romang SA, EtoyArchitectes Alain Porta architecte EPFL-SIA, LausanneWurlod architectes, Pully (direction des travaux)Ingénieurs CSD Ingénieurs Conseils SA, LausanneConstruction métallique Morand & Fils SA, La Tour-de-TrêmePoids de l’acier 170 tSystème porteur Portiques triangulés poutres à treillis en tubes d’acierCharactéristiques Surface construite 4 700 m2, surface utile 3 000 m2, volume bâti 39 000 m3, dimension 85 / 48 / 11 m, atrium 52 / 15 mCoûts de la construction CHF 290.–/m3 SIADurée des travaux 2008–2009Achèvement juin 09Protection incendie Structure mezzanines recouverte de peinture intumescenteStandard énergétique Minergie

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Musée Dornier, Friedrichshafen

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Avec son architecture industrielle, le musée ne se distingue guère, de loin, des autres bâtiments de l’aéro -port. Seules ses façades concaves, résultant de la super -position de la halle et du bras nouvellement ajouté à la piste, rompent avec l’image familière d’un hangarà avions. Les parties de toiture qui s’avancent au-

Quand l’esprit pionnier s’expose

Maître d’ouvrageFondation Dornier pour la navigation aérienne et spatiale, Munich

ArchitectesAllmann Sattler Wappner Architekten, Munich

IngénieursWerner Sobek Ingenieure, Stuttgart


Le musée de Friedrichshafen est dédié à Claude Dornier, le fondateur de la société du même nom, et aux exceptionnelles avancées qu’on lui doit dans le do -mai ne de la technologie aéronautique. Le fait que le musée borde la piste de l’aéroport régional permet non seulement de présenter les progrès techniquesaccomplis dans un environnement adéquat, mais a aussi inspiré la forme du bâtiment.

delà des façades projettent leur ombre sur les blan-ches surfaces incurvées et confèrent à l’ouvrage unétonnant dynamisme.

Un concept tout en contrastesDu côté sud, une paroi détachée, reliée à la halled’exposition par les poutres en porte-à-faux de la toi-ture, forme une zone d’entrée couverte. Passant devant la réception, la cafétéria et la boutique du mu-sée, le visiteur accède par un escalier hélicoïdal auvolume d’exposition sur pilotis qui se dresse dans la halle. Des salles à l’aménagement chaque fois diffé -rent présentent de façon vivante l’histoire de l’entre-prise aéronautique Dornier et les développementstechnologiques qu’on lui doit. Le visiteur quitte ensui-te le volume fermé et rejoint la galerie qui longe lacourbe de la façade et surplombe la halle baignée delumière. De là, on bénéficie d’un excellent aperçu des modèles historiques exposés, disposés dans la hallecomme autant de sculptures. A l’extrémité de la galerie, un ascenseur et un escalier permettent de re-gagner le rez-de-chaussée. La piste de l’aéroport seprolonge dans la halle à travers la façade ouest, dontles vitrages teintés peuvent s’ouvrir sur toute la lar-geur du bâtiment.


Après le coucher du soleil, c’est lebâtiment lui-même qui est mis enscène: une installation lumineusede James Turell éclaire le bâtimentdans des couleurs changeantes.

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Du côté nord, la longue courbede la façade forme une grandeterrasse couverte par le toit en porte-à-faux, depuis laquelleles visiteurs peuvent regarderles avions décoller et atterrir.

1 Porche2 Entrée3 Hall4 Cafétéria5 Boutique6 Volume d’exposition sur pilotis7 Galerie8 Halle d’exposition9 Cinéma

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Plan de l’étage supérieur, échelle 1:1000

Coupe longitudinale, échelle 1:1000

Plan du rez-de-chaussée, échelle 1:1000

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La structure est aussi visibledans les salles du volume d’ex-position sur pilotis. Ici, le pla-fond se compose d’une grillede poutres.

Avec sa structure et son plafondblancs, son sol en béton griset ses façades translucides, le bâtiment s’efface au profitdes modèles exposés.

Une scène discrèteLa structure porteuse de la halle se compose de profi-lés d’acier. Le plafond présente un entrecroisement,sur plusieurs plans, de poutres primaires et secondai-res, luminaires et autres installations techniques. Le fait que tous ces éléments aux fonctions et auxmodes d’assemblage différents soient peints en blancestompe cependant leur hiérarchie. Les poteaux des façades, la galerie et la face inférieure du volumed’exposition sur pilotis sont d’ailleurs égalementpeints en blanc. La lumière entre de tous les côtés, cequi produit une atmosphère sereine et lumineuse.Neutre, discrète, la structure est en fait conçue pourservir de scène à l’exposition. Les façades longitudi-nales, incurvées, se composent de plaques translucidesen polycarbonate. Pour réduire le rayonnement so -laire, une trame à points a été appliquée sur la façadesud. Le système de montage des plaques, qui vont de sol à plafond, a permis de renoncer à des montants

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sismique 2, la question revêtait une importance nonnégligeable. Afin d’assurer une meilleure reprise descharges horizontales, les poteaux de la galerie ont étéprolongés jusqu’à la toiture, de manière à réaliser la seconde travée susmentionnée. Pour que le volumed’exposition sur pilotis puisse être démonté en cas de transformation, il possède sa propre structure por-teuse, composée de grilles de poutres et de poteauxpendulaires. Ce «bâtiment dans le bâtiment» est stabi-lisé par un noyau en béton armé.

L’étroit vide qui sépare la galerie du volume d’exposition sur pilotis permet au visiteurd’apprécier d’emblée la hauteurde la halle d’exposition.

Isométrie de la charpente métallique.

et traverses extérieurs. Selon l’angle sous lequel onles regarde, les façades longitudinales se présententtantôt comme des filtres, qui ne laissent transparaîtreque de façon floue ce qui se passe à l’intérieur, tan-tôt comme des miroirs réfléchissant la piste de l’aéro-port. Avec leurs châssis foncés et leurs vitrages pare-soleil, en revanche, les façades est et ouestjouent plutôt le rôle de portes.

Grandes portéesLes éléments porteurs verticaux suivent la courbe desfaçades sur toute la longueur du bâtiment, qui est de112 mètres au total. Quant à la largeur de la halle, elle varie entre 32,74 et 36,80 mètres. Dans le senslongitudinal, l’espace entre poteaux est de quatre mè-tres; dans le sens transversal, il s’adapte aux courbesdécrites par les façades nord et sud et par la galerie.Constitués de profilés en I soudés dont les ailes et l’âme forment un angle variable, les poteaux présententdes dimensions de 650 x 360 millimètres au niveaudes façades nord et sud et de 360 x 360 millimètresau niveau de la galerie.

Pour ne pas entraver l’accès au hangar et ménager la hauteur de passage requise, qui était de neuf mètres,la stabilité de la halle est assurée, dans le sens trans-versal, par des portiques à deux articulations, aug-mentés d’une seconde travée du côté sud. Dans lesens longitudinal, l’ouvrage est stabilisé par descontreventements. Le bâtiment se trouvant en zone

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Disposées au pied des poteauxde la galerie, des vitrines decouleurs fournissent des infor-mations sur les technologiesaéronautiques et l’usage qui enest fait dans d’autres domai-nes, comme la fabrication d’ap-pareils et accessoires médi-caux.

Coupe à travers la façade et la galerie, échelle 1: 50

1 Composition de la toiture:EtanchéitéIsolation 120 mmPare-vapeurTôle à ondes trapézoïdales remplies d’isolation, hauteur 158 mm

2 Poutre (traverse de portique) , profilé IPE soudé 1100/360 mm

3 Poutre de rive, profilé en � 160/120 mm, auquel est soudé un acier plat 165/10 mm

4 Poutre en porte-à-faux, profilé en � soudé, hauteur variable, largeur 360 mm, avec plaque d’assemblage 30 mm boulonnée au poteau de façade

5 Poteau de façade, profilé en � soudé 650/360 mm, avec ailes et âme non orthogonales

6 Contreventement, acier rond Ø 34 mm et Ø 40 mm7 Poteau, profilé 360/360 mm8 Composition du plancher de la galerie: Plancher mixte

acier-béton 160 mm (tôle à ondes trapézoïdales 70 mm)9 Poutre ajourée 600/360 mm

10 Faux plafond, caillebotis revêtu d’une couche de protection, hauteur 25 mm

11 Traverse de façade, profilé creux en acier 120/60 mm12 Plaque de polycarbonate à âme double 40 mm,

sertie dans un châssis alu, impression anti-UV13 Plaque de base en acier 50 mm14 Composition du sol de la halle:

Granulat dur 5 mmChape 25 mmDalle en béton armé 290 mm

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Pour permettre le passage desmodèles à exposer, la porte pliante s’ouvre sur toute la lar-geur de la halle.

Lieu Claude-Dornier-Platz 1, Friedrichshafen, AllemagneMaître d’ouvrage Fondation Dornier pour la navigation aérienne et spatiale, MunichArchitectes Allmann Sattler Wappner Architekten GmbH, Munich; Frank Karlheim (direction de projet)Ingénieurs Werner Sobek GmbH & Co. KG, StuttgartConception de l’exposition Atelier Brückner GmbH, StuttgartConseil en énergie Transsolar Energietechnik GmbH, MunichConstruction métallique Friedrich Bühler GmbH & Co. KG, AltensteigPoids de la construction métallique env. 880 tQualité de l’acier S355 J2 G3Système porteur portiques à deux articulations, contreventementau niveau de la toiture et des façades longitudinales; volume d’exposition sur pilotis: grilles de poutres en acier et poteaux pendulaires, noyau stabilisateur en béton arméCaractéristiques dimensions de la halle:112 / 54,25 / 10,20 m; volume d’exposition sur pilotis: 36,90 / 23 / 8,50 m; surface utile 5 000 m2, dont 1 400 m2 pour le volume d’exposition sur pilotis et la galerieCoûts de construction 15 millions d’eurosDurée des travaux 18 moisAchèvement juillet 2009Protection incendie peinture intumescente F30Concept énergétique climatisation assurée par des sondesgéothermiques et un système de chauffage et de réfrigérationsurfacique

Concept climatique et énergétiqueLa régulation du climat ambiant est assurée par unsystème de chauffage et de réfrigération intégré à la dalle de sol, ainsi que par la ventilation naturelle dela halle. Des systèmes supplémentaires, tels queconvecteurs noyés dans le sol et panneaux de plafondrayonnants, permettent une régulation optimale dansles différentes zones de la halle. Le système de chauf-fage et de réfrigération fonctionnant à basse tempé -rature, il se prête à une exploitation efficace des sour-ces d’énergie locales. L’élément central est ici lechamp géothermique que composent les 81 sondesinstallées sous le bâtiment. Ce système permet d’as-surer la climatisation du musée sans production mécanique de froid, à l’exception des jours de cani -cule, et de réduire les émission de CO2 d’environ 50 pour cent par rapport à un concept traditionnel.

22 steeldoc 01/10

Salle de sport «Esplanade», Bienne

Conçue comme un toit en sheds, la construction mé-tallique est entièrement revêtue de tôle d’aluminium.Sur deux côtés, le volume du toit dépasse de quel-ques mètres le soubassement en béton du complexe,de manière à former un généreux espace d’entréecouvert. Depuis l’esplanade, un large escalier extérieurmène au niveau supérieur. Ce sont jusqu’à 800 spec-tateurs qui peuvent prendre place à l’étage et sur les tribunes. La partie en porte-à-faux abrite le hall,lequel s’étend sur toute la longueur du bâtiment etdonne vue aussi bien sur la place urbaine que sur latour de la caserne. C’est depuis cet espace tout en longueur que l’on accède aux gradins.


Une enveloppe pour le corps et l’esprit

Maître d’ouvrageVille de Bienne

ArchitectesGXM Architekten, Zurich

IngénieursDr. Deuring + Oehninger, Winterthour


«Tous les corps sont permis», peut-on lire sur la façade d’entrée de la nouvellesalle de sport «Esplanade» à Bienne – une déclaration qui dit bien à quel point lelieu se veut ouvert et vivant. La halle est couverte par une construction en acierde grande portée, qui confère à l’espace un caractère léger et lumineux.

A Bienne, les salles de gymnastique manquaient. Il yavait de la place pour en construire dans un quartierprotégé du centre-ville, où se trouvait autrefois l’usineà gaz. On y trouve encore la caserne des pompiers, le garage central et quelques vieux ateliers, en partieutilisés pour des projets culturels. La nouvelle sallede sport «Esplanade» occupe le centre de ce secteuren redéveloppement. Aussi a-t-on veillé à ce que le grand volume s’intègre harmonieusement dans cecontexte à caractère industriel.

La devise inscrite à l’entrée de la halle indique que celle-ciest placée sous le signe de l’ouverture.

2323

L’ensemble des locaux de service tels que vestiaires,pièces d’eau, locaux techniques et accès pour lessportifs se trouvent dans le socle ou au sous-sol. Dansl’étroit couloir à double hauteur d’où les sportifs ac-cèdent à la salle par trois escaliers, on est pris de sentiments grisants. La halle peut être subdivisée entrois salles de sport séparées. La tribune fixe compte610 places, la tribune télescopique 190.

Une lumière abondanteLe volume du toit se détache visuellement du soubas-sement massif par un étroit bandeau vitré. Reposantsur le socle en béton, la construction en acier franchitsans appuis intermédiaires toute la profondeur dubâtiment. Les neuf bandeaux vitrés des sheds procu-rent un éclairage uniforme et non éblouissant. Despoutres en treillis d’environ 35 mètres de long fran-chissent la halle dans le sens de la largeur. Ces poutresreposent, à une extrémité, sur les poteaux de la faça-de et, à l’autre, sur les voiles de béton disposés le longde la paroi arrière de la tribune. Ici, les poutres pré-sentent un porte-à-faux de près de huit mètres, au-quel est suspendu le plancher mixte du hall, composéde tôle Holorib et de béton armé. Le fait d’avoirsuspendu ce plancher au-dessus du site des pompiersa permis de ne pas interrompre l’exploitation de lacaserne. La stabilité de la halle est assurée par lesdeux voiles de béton placés de part et d’autre de la tri-bune, par la paroi arrière de cette dernière ainsi quepar des contreventements en toiture. La salle de sportétant considérée comme un bâtiment à un niveauavec mezzanine, les mesures de protection incendiese réduisaient au minimum.

Le toit en sheds procure unéclairage abondant. Avec leurs35 mètres de longueur, lespoutres en acier franchissentaisément la triple salle de sport.

24 steeldoc 01/10

Salle de sport «Esplanade», Bienne

Plan de l’étage, échelle 1: 800

Plan du rez-de-chaussée, échelle 1: 800Plan du rez-de-chaussée,

b

b

a a

a a

b

b

1

2

4

5

6

3

Coupe longitudinale, échelle 1: 800

5

7

Coupe transversale, échelle 1: 800

5

3

7

1 Entrée spectateurs2 Foyer3 Tribunes4 Local à matériel5 Salle, subdivisable en trois6 Entrée sportifs7 Vestiaires, locaux techniques

Standard Minergie aisément atteintLa salle de sport «Esplanade» remplit les exigencesdu standard Minergie. En matière de production dechaleur, une pompe à chaleur prélève celle des eauxsouterraines, et celle de l’eau des douches est récu -pérée. Les gaines de ventilation sont intégrées à lastructure, tandis que les luminaires de la salle ont étéspécialement dessinés pour pouvoir être logés dansles nervures de la tôle trapèze. Les bandeaux vitrés,dotés d’un dispositif de régulation de la lumière naturelle, sont posés au nu de la sous-face de la toi -ture et garantissent un éclairage homogène, nonéblouissant et économe en énergie. (ef)

25

Le concept chromatique adoptéjoue sur les contrastes: grispour le béton, bleu pour l’acieret vert pastel pour les sols.

Lieu Silbergasse 54, Bienne, SuisseMaître d’ouvrage Commune municipale, Direction des travauxpublics, Département des constructionsArchitectes GXM Architekten GmbH, Zurich,Alexandra Gübeli & Yves MilaniIngénieurs Dr. Deuring + Oehninger AG, WinterthourConstruction métallique Jakem AG, MünchwilenTypes d’acier mis en oeuvre fermes en treillis S355, autres éléments S235Poids de la construction métallique 242 tonnesSystème porteur construction poteaux-fermes avec porte-à-faux sur un côtéPréfabrication fermes en treillis (en deux parties)Caractéristiques emprise au sol: 53,70 / 43,29 m;surface brute de plancher: 3 690 m2; surface utile 3235 m2;volume bâti: 28 110 m3;Coûts de construction 478 CHF/m3

Durée des travaux 20 moisAchèvement juillet 2009Protection superficielle sablage, couche de fond 80 mm(éléments non visibles) , couche de finition 80 mm (éléments visibles)Protection incendie pas nécessaire (construction métallique à un niveau)Standard énergétique Minergie

Coupe de détail, échelle 1: 50

1 Composition de la toitureRevêtement en aluminiumIsolation 180 mmEtanchéité vapeurTôle à ondes trapézoïdales à âmes perforées 106 mmremplies de laine minérale (acoustique)

2 HEA 2403 IPE 2404 Acier plat 100/30 mm5 Contreventement, profilé en L 80/80/10 mm6 Tuyau de ventilation Ø 225 mm7 Poutre en croupe HEA 240 avec bride comme appui

des tôles à ondes trapézoïdales8 Composition de la façade

Revêtement en aluminiumContre lattage ventilation 170 mmIsolation 60 mmCassette pour bardage 120/600 mm, epaisseur 1 mm,isolation thermique, étanchéité vapeur

9 Tôle à ondes trapézoïdales perforée 40 mmsur profilé en Z remplie de laine minérale (acoustique) 50 mm

10 Poteau HEB 20011 Composition du socle

Béton apparent à l’extérieur 220 mmIsolation thermique 120 mmBéton apparent à l’intérieur, portant 250 mm

125

5

4

26

3

3

3

272

2

9

10

11

2

3

8

4

1

26

Fundamenta

steeldoc 01/10

Un bâtiment industriel doit avant tout être économique etfonctionnel. Il existe néanmoins d’innombrables possibilitésde construire une halle. Souvent, les halles de productioncontribuent aussi à l’image des entreprises. Architectes etingénieurs disposent de tout un éventail de solutions pourconcrétiser leurs idées et répondre aux exigences fonc-tionnelles.

Une halle en acier offre, en matière de flexibilité et d’adaptabilité, tout une série d’avantages:• Elle peut être facilement et à moindre frais agrandie

dans les deux directions.• La structure peut être renforcée localement,

en fonction des besoins.• Des ouvertures peuvent être pratiquées après-coup.• Installations et conduites sont faciles à intégrer et

toujours accessibles.• Si les assemblages se font par boulonnage,

comme c’est en général le cas, le montage et le démontage s’effectuent à moindre frais.

• Grâce à la séparation entre structure porteuse et installations, ainsi qu’au recyclage de l’acier, le processus de démolition et d’élimination est très respectueux de l’environnement.

Structures de halles (ill. 1)Les principes de conception suivants n’offrent qu’un aper-çu sommaire des solutions architecturales et constructivesenvisageables, et se limitent aux situations les plus cou-rantes.

1 Structures à portiquesDans la plupart des pays européens, les structures à portiques sont de loin les plus répandues, car leur fonc-tionnement statique est adapté aux exigences que doitremplir une halle. Il s’agit en général de constructions à un niveau, composées de montants et de traverses horizontales ou obliques, dont les assemblages sont rigides.

1.1 Pieds des montantsOn privilégie en général les montants à pieds articulés,car ils nécessitent des fondations plus modestes que lesmontants à pieds encastrés. En outre, ces derniers requiè-rent des assemblages sophistiqués, plus chers à réaliser, raison pour laquelle on y recourt surtout lorsque doiventêtre repris d’importants efforts horizontaux. Par contre, les montants à pieds articulés confèrent aux portiquesune rigidité moindre et impliquent donc la mise en œuvred’une plus grande quantité d’acier.

1.2 Jarrets (contreventement)La rigidité des angles des portiques est souvent augmen-tée au moyen de jarrets. Les portiques étant stables dans leur propre plan, ils permettent d’éviter que des éléments de contreventement supplémentaires n’empiètentsur l’espace franchi, et leur construction est plus légère.

1.3 StabilitéDans la plupart des cas, la stabilité de la structure hors duplan des portiques doit être assurée par des éléments supplé -mentaires, tels que pannes et câbles ou barres de con -treventement. En cas d’utilisation de tôle à nervures trapé-zoïdales, le contreventement de toiture peut être assurésans éléments supplémentaires. Murs résistants au ci-saillement, noyaux massifs et poteaux encastrés sont autantd’autres éléments permettant de garantir la stabilité gé -nérale d’une halle.

1.4 VariantesPortiques simples (ill. 2)Pour les portiques simples, les caractéristiques suivantesse sont révélées les plus économiques et peuvent doncservir de points de repère lors des premières phases deconception:• Portées entre 15 et 50 mètres (celles de 25 à 35 mètres

sont les plus économiques)• Hauteurs à la corniche entre 5 et 10 mètres

(celles de 5 à 6 mètres sont les plus économiques)• Pentes de toiture entre 5 et 10 degrés• Ecartement des portiques entre 5 et 8 mètres

(l’écartement augmente en général avec la portée)• Selon les exigences: jarrets au niveau des angles

de cadre et du faîtage.

Portiques avec mezzanine (ill. 3)Il est possible de ménager des surfaces de bureaux en dis -posant un plancher intermédiaire sur tout ou partie de lahalle. Une telle mezzanine peut être conçue de manière àstabiliser les portiques. Le fait d’utiliser une halle pour diverstypes d’activité pose des exigences particulières en matière de structure, de sécurité incendie et d’isolationsthermique et phonique.

Portiques avec pont roulant (ill. 4)Les ponts roulants occasionnent des charges verticalessupplémentaires ainsi que des efforts horizontaux consi-dérables, qui influent en particulier sur la section desmontants.• Les ponts roulants présentant une capacité de charge

assez faible (jusqu’à 20 tonnes environ) peuvent êtreposés sur des consoles fixées aux montants.

• En cas de capacité de charge plus importante, il est indiqué de prévoir des poteaux supplémentaires, solidaires des montants des portiques.

• Pour le bon fonctionnement du pont roulant, il peut serévéler nécessaire de recourir à des tirants ou à des

Halles en acier

La construction métallique se prête on ne peut mieux à l’édification de halles etde bâtiments industriels. Grandes portées, flexibilité et économie sont autant d’avantages qu’elle offre au niveau de la conception, de la réalisation et de l’ex-ploitation. Le présent article propose un aperçu des principaux critères à prendre en compte lors de l’élaboration de la structure porteuse d’une halle.

27

Halle sans pannes*

Poutres à treillis et pannes

Portiques encastrés*

Portiques à treillis à trois membrures

Arcs à trois articulations avec pannes

Arcs en treillis

Grille de poutres sur poteaux encastrés

Treillis tridimensionnel sur poteaux encastrés

Arcs en treillis sur poteaux

Grille de poutres haubanée

Treillis tridimensionnel cintré

Portiques haubanés

Arcs sur poteaux

Halle avec pannes

Poutres sous-tendues et pannes

Portiques à deux articulations avec pannes

Structures à poteauxet poutres maîtresses

Structures à portiques

Structures à arcs

Structures bi- et tridimensionnelles

Ill. 1: Systèmes porteurs envisageables pour les halles en acier *par exemple avec une couverture propre à assurer le contreventement

*de la structure

28

Fundamenta

steeldoc 01/10

Ill. 2: Portiques simples à deux articulations (jarrets si nécessaire)

25 – 30 m

6 m

Ill. 3: Portiques avec mezzanines Ill. 4: Portiques avec pont roulantsur consoles

Ill. 5: Portiques à traverse ajourée cintrée

Ill. 7: Portiques «à la Mansart»Ill. 6: Portiques à montant intermédiaire

25 – 30 m

9 m 8 m8 m 25 m

40 m> 30 m

6 m 6 m6 m

8 m8 m

poteaux encastrés, de manière à limiter les déforma-tions horizontales à la hauteur des rails.

Portiques à traverse cintrée (ill. 5)On recourt souvent à des portiques à traverse cintrée pourdes raisons architecturales. Les traverses peuvent êtrecintrées à froid, mais il peut se révéler nécessaire, lors-qu’elles atteignent plus de 16 mètres, de les segmenteren vue du transport. Le détail des assemblages doit alors faire l’objet d’un soin particulier.

Portiques avec montant intermédiaire (ill. 6)Si la portée des portiques dépasse 30 mètres, l’ajout d’unmontant intermédiaire permet de réduire la section destraverses et la poussée horizontale qui s’exerce au pieddes montants latéraux. On limite ainsi les coûts tant au niveau de la structure métallique que des fondations.

Portiques «à la Mansart» (ill. 7)Dans de tels portiques, la traverse se compose de plusieurssegments. Cette solution se révèle appropriée lorsque degrandes portées sont requises, mais que la hauteur à lacorniche de la halle doit être réduite au minimum. Lorsqu’ils’agit de limiter les déformations au niveau de la corniche,le recours à des portiques «à la Mansart» dotés de tirantspeut représenter une solution économique.

2 Structures à poteaux et poutres maîtressesLe système porteur le plus simple se compose de poteauxet de poutres maîtresses, le cas échéant complétés par des pannes et des éléments de contreventement. Laconception des assemblages entre poteaux et poutresainsi que celle des pieds de poteaux peut être adaptée àchaque situation.

2.1 Poteaux à pieds articulésDans les structures à poteaux et poutres les plus simples,les poteaux sont principalement soumis à des efforts normaux. Leur section peut ainsi être réduite, ce qui accroîtd’autant la surface utile de la halle. Les poutres maîtres-ses sont soumises à des moments de flexion plus impor-tants que les traverses des portiques, ce qui requiert des sections plus grandes. Les assemblages articulésétant plus faciles à réaliser que les assemblages rigides,ils occasionnent de moindres coûts.

Pour permettre à la structure de reprendre les efforts horizontaux, des éléments de contreventement sont nécessaires dans les deux directions et ce, aussi bien auniveau de la toiture que des murs. Aussi recourt-on sur-tout à ce type de structures dans le cas de halles fermées.Le con treventement doit être réalisé dès la phase de montage, ce pour quoi on emploie parfois des élémentsde contreventement provisoires.

2.2 Poteaux encastrésPour pouvoir encastrer les poteaux, il faut que le terrainsoit de bonne qualité, car cette exécution génère des moments de flexion supplémentaires. Si les poteaux nesont soumis qu’à de faibles efforts normaux, les fonda-tions requises peuvent se révéler non économiques. Dansles grandes halles équipées de ponts roulants à forte capacité de charge, les poteaux peuvent être conçus sousla forme de treillis.

Lorsque les poteaux sont encastrés, les poutres maîtressessont soumises à des moments de flexion plus importantsque les traverses des portiques à deux articulations, et les déformations latérales sont plus grandes aussi. Lesavantages d’un tel système résident dans son insensibilité

Divers exemples de structures à portiques

29

aux tassements et dans le fait qu’il est stable immédiate-ment – à condition bien sûr que les poteaux soient encas -trés dans les deux directions.

3 Structures à arcsDu point de vue de la relation entre portée et quantité dematériau mise en œuvre, les structures à arcs représen-tent des systèmes porteurs particulièrement performants.Leur fonctionnement statique favorable permet de fran-chir de manière économique des portées considérables.La manière dont les arcs reprennent et transmettent lesefforts conduit à des structures architecturalement intéres -santes, qui expriment l’état d’équilibre, propre aux arcs,entre efforts de traction et de compression.

3.1 Caractéristiques statiquesLa principale caractéristique statique d’un arc «idéal» estqu’il assure la reprise des charges verticales sans momentde flexion. Dans un tel arc, qui présente la forme d’uneparabole, une charge verticale uniformément répartie negénère que des contraintes de compression. Ce cas de figure idéal se présente toutefois rarement dans la ré-alité. En effet, des charges ponctuelles ou non uniformes,dues par exemple au vent ou à la neige, sollicitent en gé-néral aussi la structure en flexion.

3.2 Réactions d’appui et conception des appuisLes efforts normaux qui s’exercent dans l’axe d’un arc sedécomposent, au niveau des appuis, en une composantehorizontale et une composante verticale. Plus l’arc estaplati, plus la composante horizontale est importante. Cesforces horizontales sont reprises par des fondationsconçues en conséquence ou par des tirants, lesquels sontla plupart du temps noyés dans le radier.

Les arcs peuvent présenter des appuis articulés ou en-castrés. La première solution offre au niveau des appuisun jeu qui rend l’arc moins sensible aux changements decharges, aux contraintes dues aux changements de tem-pérature et aux tassements du terrain. Les arcs encastrésétant plus rigides, ils sont plus sensibles à ces phéno -mènes. L’ajout d’une troisième articulation à la clé rend l’arc isostatique, ce qui permet de minimiser dans une large mesure les contraintes supplémentaires indésirables.

4 Structures bi- et tridimensionnellesLes structures bi- et tridimensionnelles peuvent prendredes formes très diverses. Toutes ont cependant pour point commun de reprendre les efforts de manière aussiuni forme que possible dans deux ou trois directions, grâce à des éléments disposés dans deux ou trois dimen-sions.

4.1 Structures planes et courbesParmi les structures bi- et tridimensionnelles, on distingueentre les structures planes et les structures courbes. Lespremières sont en général sollicitées en flexion, tandis queles secondes peuvent être conçues comme des structurestravaillant en flexion, en compression ou en traction. Lesstructures travaillant en compression présentent la plupartdu temps une courbure convexe, celles travaillant en trac-tion une courbure concave. Parmi les structures sollicitéesen flexion, on distingue entre les grilles de poutres et lestreillis tridimensionnels. Une grille de poutres se composede poutres entrecroisées, dont les assemblages sont rigi-des. Dans le cas des grilles de poutres à treillis, ce sontdes poutres à treillis planes qui s’enchevêtrent.

4.2 Reprise des chargesUne structure bi- ou tridimensionnelle n’est vraiment effi-cace que si elle est sollicitée de manière uniforme danstoutes les directions. Si tel n’est pas le cas, l’une d’elle –la plus courte – fonctionnera comme direction principale,l’autre comme direction secondaire. Dans le cas d’unegrille de poutres, c’est lorsque les poteaux sont disposésselon une trame carrée que les charges sont reprises defaçon tout à fait uniforme. Si les poutres n’ont pas la même longueur dans les deux directions, celles-ci serontsollicitées de manière inégale.

5 ContreventementEn principe, toute halle doit être contreventée dans les di-rections longitudinale et transversale. Les mesures àprendre au niveau de la toiture et des murs dépendent dela structure choisie. Les structures à portiques et à arcssont stables dans la direction transversale et ne requièrentdès lors des contreventements supplémentaires que dansla direction longitudinale. Les structures à poteaux et pou-tres maîtresses et les structures bi- et tridimensionnelles doivent être contreventées dans les deux directions.

Le contreventement peut être assuré par des voiles, desdalles ou des noyaux rigides, ou par l’encastrement despoteaux, des montants de portiques et des arcs. Au niveaude la toiture et des murs, le contreventement peut être assuré par des éléments massifs (voiles et dalles) ou pardes organes de contreventement métalliques (câbles ou barres) . Une couverture en tôle à nervures trapézoïda-les peut également remplir cette fonction.

6 TreillisDans les halles de grandes portées, on recourt souvent àdes poutres à treillis. Les deux formes de treillis les pluscourantes sont celles composées exclusivement de barresobliques (treillis en V) et celles composées de montants et

30

Fundamenta

8 Détails, enveloppe, éclairageOn trouvera de plus amples renseignements relatifs à l’éla-boration des détails, à l’isolation thermique et phonique, à la protection contre l’humidité, à la construction des murset toitures ainsi qu’à l’éclairage des halles dans les publi-cations [4] à [10].

9 Références bibliographiques[1] Prescriptions suisses de protection incendie AEAI 2003,

Association des établissements cantonaux d’assurance

incendie AEAI, Bundesgasse 20, Berne

[2] Centre suisse de la construction métallique SZS, steeldoc

02/06, tec 02, Protection incendie des structures –

Principes, conception, dimensionnement, SZS, Zurich, 2006

[3] Centre suisse de la construction métallique SZS, Résistance

au feu: Exigences, conception et dimensions des structures,

Cahier technique M1, SZS, Zurich, 2005,

www.szs.ch/publications.html (téléchargement gratuit)

[4] Centre suisse de la construction métallique SZS, Hallen aus

Stahl, Planungsgrundsätze für Tragstruktur und Gebäude-

hülle, Beispielsammlung, Publikation A6, SZS, Zurich, 1998

[5] Bonne pratiques pour la construction de structures en acier,

Bâtiments à usage industriel, guide destiné aux architectes,

concepteurs et constructeurs, Commission européenne,

Research Fund for Coal and Steel, Eurobuild in Steel, Tech-

nische Universität Dortmund, 2008

[6] Centre suisse de la construction métallique SZS, steeldoc

01/06, tec 01, Concevoir et construire – Bases conceptuel-

les des charpentes métalliques, SZS, Zurich, 2006

[7] Kocker R., Möller R., Typenhallen aus Stahl, bauforumstahl

e.V., Düsseldorf, 2009 (www.bauforumstahl.de)

[8] Bauen mit Stahl, Dach- und Wandkonstruktionen im

Hallenbau, Dokumentation 609, Düsseldorf, 2000

(www.bauen-mit-stahl.de)

[9] Hirt M. A., Crisinel M., Conception des charpentes métal-

liques, Presses polytechniques et universitaires romandes

PPUR, Lausanne, 2005

de diagonales tendues (treillis en N) (ill. 8) . Il est aussipossible de concevoir les poteaux sous forme de treillis.

Les treillis permettent d’atteindre une assez forte rigidité,tout en minimisant la quantité de matériau mise en œuvre.Outre leur capacité de franchir de grandes portées, ils sedistinguent par leur finesse et les multiples possibilitésqu’ils offrent de faire passer les conduites techniques àtravers la structure même.

7 Protection incendieEn 2005 sont entrées en vigueur, en Suisse, les prescrip-tions de protection incendie révisées et harmonisées del’AEAI (Association des établissements cantonaux d’assu-rance incendie) [1]. A de rares exceptions près, elles s’appliquent à l’ensemble des cantons. Elles garantissentune bonne intégration des exigences de protection in -cendie lors de la conception, l’égalité de traitement despersonnes concernées et une application simple.

Dans le domaine de la construction métallique, les pres-criptions suisses de protection incendie AEAI apportentquelques simplifications, une plus grande sécurité dansl’élaboration des projets et de nouvelles possibilités pourles architectes. C’est en particulier le cas grâce à des solutions basées sur des enduits ignifuges, sur des sprin-klers ou sur une combinaison des deux, ainsi que grâce à des scénarios d’évaluation. Ces différents concepts et scénarios doivent être élaborés d’entente avec les autori-tés de protection incendie.

S’agissant des halles, il est important de savoir qu’en Suisse,les constructions et installations à un seul niveau ne sont soumises à aucune exigence de résistance au feu. Il en va autrement dans d’autres pays européens.

On trouvera de plus amples renseignements relatifs à lapro tection incendie dans steeldoc 02/06 [2] et dans le tableau synoptique du cahier technique M1 du SZS [3].

Ill. 8: Divers exemples de halles à poutres à treillis

25 m

8 m

1,5 m

25 m

25 m

20 m 20 m

25 m

8 m

1,5 m

8 m

1 m

8 m

1 m

8 m

1 m2,5 m2,5 m

6 m

1 m

Poutre à treillis en V Poutre à treillis en N Poutre à treillis à membrure supérieure coudée

Poutre à treillis à membrure supérieure cintrée

Poutre à treillis à membrure supérieure cintrée et avec porte-à-faux

Poutre à treillis à membrure supérieure inclinée et avec porte-à-faux

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Construire en acier/steeldoc© est la documentation d’architec -ture du SZS Centre suisse de la construction métallique et paraîtquatre fois par an en allemand et en français. Les membres duSZS reçoivent l’abonnement ainsi que les informations tech-niques du SZS gratuitement.

Toute publication des ouvrages implique l’accord des architectes,le droit d’auteur des photos est réservé aux photographes. Unereproduction et la traduction même partielle de cette édition n’estautorisée qu’avec l’autorisation écrite de l’éditeur et l’indicationde la source

steeldoc 01/10, mars 2010Halles et enveloppesDocumentation du Centre suisse de la construction métallique

Editeur:SZS Centre suisse de la construction métallique, ZurichEvelyn C. Frisch, Directrice

Rédaction:Evelyn C. Frisch (responsable) , Johannes Herold, Ann Schumacher, SZS, Martina Helzel, circa drei, Munich

Layout:Martina Helzel, circa drei, Munich

Textes:Evelyn C. Frisch (ef) , André Carlen (ac) , Martina Helzel (mh)

Traduction française:Léo Biétry, Lausanne

Fotos:Couverture Salle de sport Gotthelf: Hannes HenzEditorial: Musée Dornier: Brigida GonzalezSalle de sport Gotthelf: Hannes HenzHalle d’exposition Gétaz Romang: Serge Du Pasquier (page 10,11 en haut, 12 en bas, 13, 14, 15 en haut); Marco Blessano (page 11en bas, 12 en haut); Alain Porta (page 15 en bas)Musée Dornier: Brigida Gonzalez (page 16, 17, 19, 20, 21);Dornier Museum/Dieter Mayr (page 18 en haut); Jens Passoth(page 18 en bas)Salle de sport Esplanade: Yves André (page 23, 24 en haut, 25);Hans Ege (page 22); Martin Deuring (page 24 en bas)

Sources: Les informations et les plans ont été fournis par lesbureaux d’études. Dessins en partie retravaillés par StefanZunhamer, circa drei, Munich.Source pricipale Fundamenta voir références bibliographique [4]et [5]

Conception graphique:Gabriele Fackler, Reflexivity AG, Zurich

Administration abonnements:Giesshübel-Office, Zurich pour SZS

Impression:Kalt-Zehnder-Druck AG, Zoug

ISSN 0255-3104

Abonnement annuel CHF 40.–/étranger CHF 60.–Numéros isolés de cette édition CHF 15.–Sous réserve de changements de prix.

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