Construction en acier

Charpente de toit élégante sur le parking souterrain du Cocoon Center

Texte : par l’architecte Filippo Broggini BlueOffice-Architektur, Bellinzone
Rita Mignami, Corrado Mignami Metalcostruzioni, Peccia
Photos : Architecte Félix Stämpfli, architecte Filippo Broggini Mignami Corrado Metalcostruzioni, Peccia.

Ce projet immobilier nait de la rencontre entre le promoteur Cocoon Investment et le prestigeux bureau d'architectes ass architectes associés sa de Lignon-Genève, a pour objectif de créer un espace où esthétique, fonctionnalité et durabilité s’imbriquent harmonieusement. Le complexe se compose de quatre bâtiments modernes offrant une vue dégagée sur la nature environnante et est situé à l’ouest de Lausanne, à proximité des transports en commun.
Le site dispose de 380 places de parking souterrain qui offre un accès vers le centre d’une vaste place entourée d’espaces verts, qui s’intègre harmonieusement à l’ensemble du complexe. Une charpente imposante, entièrement métallique, a été installée ici pour protéger l’entrée piétonne.
La conception de cette charpente de toit est le fruit d’une collaboration entre Genève et Bellinzone, tandis que sa réalisation est à mettre au crédit du duo ass architectes associés SA et BlueOffice Architecture ainsi que l’entreprise de construction Mignami Corrado de Peccia au Tessin.

 

Avant-propos de l’architecte Broggini

Le projet de toiture du parking souterrain du Cocoon Center avait pour but de créer un système statique dont la forme découle de l’évolution des flux de force. Les poutres principales reproduisent l’évolution des flux de force depuis la rive extérieure du toit jusqu’au noyau en béton armé. Comme l’élément central permet d’accéder au grand parking souterrain, les angles du carré en béton ont été conçus de sorte que la structure porteuse du toit repose exclusivement sur quatre consoles d’appui horizontales. La taille de ces éléments a été déterminée sur la base des contraintes de compression maximales admissibles pour la construction en béton armé.

 

 

Séparation avec éléments d’assemblage spéciaux

La charpente du toit a été divisée en éléments faciles à monter. Leur liaison est assurée par un système de surfaces continues avec écrous et vis entièrement cachés. Alors que des vis sont à tête fraisée standard, une solution spéciale à tête fraisée a été développée pour les écrous. La structure a été dimensionnée et contrôlée selon la méthode des éléments finis (MEF). Le résultat de ce type d’assemblage est une construction relativement mince, dans laquelle la répartition des forces a une valeur esthétique et optimise l’aspect de l’espace intérieur, la zone la plus importante pour les utilisateurs. Afin de réduire au minimum les dimensions logistiques, la structure a été réduite aux segments suivants pour être transportée de Peccia (TI) – siège de l’entreprise de construction métallique Mignami Corrado – à Bussigny (VD) : (voir croquis de système 1) :
G (jaune), élément diagonal
B1, B2 (bleu), éléments semi-diagonaux
R1, R2, R3, R4 (rouge), éléments marginaux.
En plus de ces éléments, il y a le chéneau rectangulaire et les tôles amovibles de l’élément G (en pointillés jaunes) qui ont été transportés séparément et soudés après le montage du chéneau.

 

La structure

Chaque appui se compose d’une plaque de base horizontale rectangulaire, sur laquelle un élément vertical est soudé à la diagonale. Les poutres diagonales principales sont soudées à cette console d’appui. Du point de vue planimétrique, le dessin des poutres principales et secondaires est développé comme suit (voir croquis de système 2) : En partant d’un carré central avec les angles A, B, C et D et d’un carré de 9,0 m de côté et les angles 1, 2, 3 et 4, on obtient les deux parallélépipèdes fermés suivants : Type 1 = rouge / Type 2 = bleu.
La réalisation des deux tracés parallélépipèdes fermés permet une répartition optimale des forces ainsi qu’une longueur de flambage libre plus faible des poutres.
Les poutres secondaires sont parallèles à ces cercles et coupent les poutres principales le long des diagonales et, dans deux cas, le long des diagonales apparentes.
Les poutres primaires et secondaires sont constituées de tôles d’acier massives de différentes épaisseurs et hauteurs (poutre primaire = 40 mm d’épaisseur / poutre secondaire = 20 mm d’épaisseur). Elles ne sont pas seulement soudés entre elles, mais aussi avec le voligeage supérieur. Du point de vue statique, l’effet porteur de ces tôles n’a pas été pris en compte, bien qu’il profite à l’ensemble de la structure porteuse.
L’évacuation des eaux pluviales est assurée par une pente orientée vers le carré central et un système de caniveau déjà intégré. 

 

 

 

Transport et montage

La topographie de la vallée de Lavizzara ainsi que la route d’accès de l’usine de Peccia à Locarno limitent la longueur maximale transportable des éléments à 10 m en raison de deux virages serrés. C’est pourquoi les constructeurs ont opté pour une segmentation (voir croquis de système 3). Les sept éléments, d’un poids total d’environ onze tonnes, ont été assemblés et vissés sur le lieu de montage à l’aide d’un gabarit correspondant aux dimensions de l’élément en béton. L’ensemble de la structure porteuse du toit a ensuite été soulevé à l’aide d’une grue, amené dans sa position finale sur le noyau en béton armé et fixé.
La rigole d’évacuation (simple) a ensuite été mise en place, tandis que les quatre dernières plaques de l’élément G ont été ajoutées et soudées aux poutres principales.
Nous avons ensuite procédé à l’étanchéité du toit avec des résines synthétiques. Cela garantit une évacuation optimale et contrôlée des eaux météoriques.
La structure est le résultat d’une collaboration réussie entre architectes, ingénieurs et artisans. Elle incarne un excellent exemple d’« esthétique statique du système ». Les visiteurs peuvent observer l’interaction entre ombre et lumière dans les éléments verticaux et horizontaux.

 

Commentaires de Mignami Corrado Metalcostruzioni

Un projet hors du commun, une véritable aventure !
« Nichée dans les montagnes de la vallée de Lavizzara, notre petite entreprise de construction métallique est à l’écart des grands centres, dans une région reculée à la fois plus exigeante et plus authentique. La réalisation de ce projet a sans aucun doute été un défi pour nous tous. Nous sommes toutefois convaincus que chaque défi est aussi une opportunité de montrer que même dans une petite entreprise comme la nôtre, il est possible de réaliser de grandes choses. C’est avec détermination et passion que nous avons achevé cet ouvrage exceptionnel, une construction rare pour une entreprise de notre taille. Ce projet a mis à l’épreuve non seulement nos compétences techniques, mais aussi notre esprit d’équipe et notre volonté de surmonter tous les obstacles. Chaque détail de cette toiture a été réalisé avec le plus grand soin, chaque élément de construction a été fabriqué avec une précision artisanale – une qualité que nous considérons aujourd’hui plus que jamais comme notre marque de fabrique. Le projet a nécessité plus de 1400 heures de travail en atelier ainsi que de nombreuses adaptations constructives en raison de sa conception exceptionnelle. Sa forme caractéristique et ses angles d’inclinaison complexes dus à sa géométrie particulière exigeaient une précision maximale. Le montage entièrement réalisé à la main directement sur le chantier nous a permis de créer jour après jour les lignes caractéristiques qui donnent à cet ouvrage sa forme unique. Le résultat restera longtemps gravé dans nos mémoires. Un ouvrage réalisé hors de notre canton représente pour nous un défi relevé avec succès, une référence importante et surtout une preuve de la valeur de notre travail. Nous remercions tout particulièrement notre équipe et tous ceux qui ont participé à ce projet », déclare Rita Mignami de Mignami Corrado Metalcostruzioni, Peccia. ■