Technique du verre / montages

Un rocher de verre sur le rocher de Loreley

Texte : Frener & Reifer GmbH / Photos : Lars Gruber

Plus de 8 m de haut, 12 m de large et près de 16 m de long : tel un cristal ou un rocher de verre stylisé, le toit de la nouvelle halle d’exposition sur le rocher de Loreley est un ouvrage fascinant. 102 vitres y sont fixées par une ossature en acier de 18,5 t comptant 59 points de jonction. Ce toit forme une structure bien éloignée des clichés romantiques, même s’il a été érigé dans un lieu très prisé et considéré comme l’incarnation du romantisme rhénan.

 

Valorisation touristique et culturelle

Le rocher de Loreley est une paroi de schiste de 132 m de haut se trouvant à l’endroit le plus profond et le plus étroit du Rhin moyen. Il s’élève abruptement sur la rive droite du Rhin et offre une vue impressionnante sur la boucle du fleuve située près de Sankt Goarshausen et sur le château de Katz. Afin que ce pôle d’attraction touristique, qui fait partie de la vallée du Haut-Rhin moyen inscrite au patrimoine mondial de l’UNESCO, ait un rayonnement plus large, l’association de planification « Loreley » a lancé un concours d’idées et de réalisation à une étape en juillet 2014. Un bâtiment d’exposition indépendant avec un socle en partie souterrain a vu le jour sur la base des dessins de la « Werkteam Loreley » sous la direction du bureau d’architectes baukonsult-knabe GmbH. Le nouvel ouvrage comporte une salle d’exposition qui présente le mythe de Loreley. Il est recouvert d’une construction iconique de verre et d’acier, qui confère au rocher de Loreley un caractère futuriste. La structure du toit présente une géométrie irrégulière à facettes composée de surfaces vitrées triangulaires reposant sur une structure porteuse.
La réalisation de cet élément exigeant sur le plan technique a été confiée aux experts en construction métallique et de façades de Frener & Reifer à Brixen (Tyrol du Sud). L’entreprise est connue pour ses façades et ses constructions en verre et en métal d’une extrême complexité dans le monde entier. L’éventail des prestations réalisées sur le rocher de Loreley comprenait la planification en atelier, la fabrication et le montage de la structure porteuse en acier, enveloppe vitrée assortie comprise.

 

Un rocher de verre

Lors de la planification, le principal défi a été de traduire la géométrie complexe du projet en une construction qui réponde à la fois aux exigences relatives à la statique, à la technique de fabrication et à la physique du bâtiment. Il a ainsi fallu développer une structure qui tienne compte des tolérances distinctes des différents points de jonction.
La toiture de la nouvelle Mythoshalle sur le rocher de Loreley a la forme d’un cristal irrégulier : des points de jonction fraisés de forme libre relient la structure porteuse en acier composée de poutres primaires et secondaires soudées au laser. Sur celle-ci, 102 surfaces vitrées triangulaires ont été montées et fixées.
Des points de jonction en acier massifs ont été nécessaires pour satisfaire aux exigences statiques. Ceux-ci peuvent peser jusqu’à 330 kg et mesurer au maximum L 700 x l 500 mm (en forme de rectangle circonscrit). La forme irrégulière de la toiture à facettes de la halle a requis le façonnage individuel de chaque point de jonction, poutre et surface vitrée. De plus, les poutres en acier se rejoignent selon divers angles et inclinaisons, compliquant encore la planification. La géométrie complexe de l’ouvrage a donc exigé un haut niveau de savoir-faire technique et artisanal.
Une fois ses différents éléments fabriqués, la structure en acier a été prémontée sur le site de l’usine de Frener & Reifer. L’ensemble a ensuite été démonté en groupes d’éléments transportables et acheminé sur des remorques surbaissées jusqu’au chantier sur le rocher de Loreley.

 

 

 

Un défi particulier à chaque étape de montage

Une fois la structure en acier installée au-dessus de la nouvelle Mythoshalle, les vitres ont été fixées et collées à la structure porteuse. Chacune des étapes de montage a représenté un défi particulier : il y avait d’une part la construction en acier extrêmement complexe, en particulier la manipulation des pièces en acier très lourdes, leur assemblage ainsi que la précision des mesures et de l’alignement et, d’autre part, le drainage, la réalisation du niveau d’étanchéité, la pose des vitres, la fixation du vitrage et l’étanchéité extérieure de la façade.
La pose de la façade vitrée sur la partie en porte-à-faux a été particulièrement exigeante. Le montage a nécessité la mise en place d’un échafaudage complexe suivant la géométrie de la construction acier-verre.
Carsten Haedge, Senior Project Manager chez Frener & Reifer, explique : « La réalisation de la toiture vitrée en porte-à-faux a été une opération particulière. Une solution technique spécifique a été développée pour ce projet. Elle a permis de renoncer pour la première fois aux supports de secours prescrits en Allemagne pour les toitures vitrées en porte-à-faux et de répondre ainsi précisément aux souhaits architecturaux du client. »

 

 

 

Un vitrage exigeant

Le vitrage est composé de surfaces vitrées triangulaires, chaque vitre ayant ses propres dimensions. Le plus grand élément en verre simple a une longueur d’arête de 5 m, une surface de 8 m² et un poids de 650 kg. Les surfaces vitrées pèsent 28 t au total.
Les doubles vitrages isolants sont composés de deux verres de sécurité composites et posés en ligne sur le caoutchouc du profilé EPDM. Les vitrages sont fixés dans l’espace intercalaire à l’aide de supports (toggles) ancrés dans un profilé en U à l’intérieur du collage de l’assemblage périphérique. Ce type de fixation a été choisi pour éviter les systèmes mécaniques visibles à l’extérieur. Au total, 1900 supports ou toggles ont été utilisés dans 56 formats différents pour le montage.

 

Deux situations de montage différentes

La forme du bâtiment a impliqué deux situations de montage différentes pour les vitrages. Dans la partie supérieure et verticale de l’enveloppe du bâtiment (situation de montage sans porte-à-faux), les vitrages sont disposés en ligne dans la direction de leur poids propre et de la pression du vent. Dans la direction de la succion du vent, l’unité VFS intérieure est fixée par des supports intercalaires, tandis que l’unité VFS extérieure est maintenue linéairement sur tout le pourtour par le collage porteur de l’assemblage périphérique. Les appuis sont ajustés de 180° dans la partie inférieure de l’enveloppe du bâtiment (situation de montage en porte-à-faux). Les unités VFS intérieures des vitrages sont ici posées dans la direction de leur poids propre et de la succion du vent sur les supports intercalaires. Les vitres sont par ailleurs dotées d’une trame de points pour une protection hautement efficace contre les collisions d’oiseaux. Pour ce faire, la vitre extérieure a été dotée de films 3D avec des points en aluminium réfléchissants vers l’extérieur. Ces points ont un diamètre de 9 mm et un écart de 90 mm les uns par rapport aux autres.
Avec ce projet, le spécialiste des façades Frener & Reifer démontre ses compétences exceptionnelles et l’expérience acquise dans le cadre de prestigieux projets internationaux. L’entreprise du Tyrol du Sud est notamment spécialisée dans les projets complexes. Son slogan « Starting where the others stop » se reflète également dans le cristal de verre du rocher de Loreley.

 

Rétrospective

Josef Hilpold, chef de projet technique chez Frener & Reifer, conclut : « Pour moi, les points forts de ce projet ont été le défi technique et la possibilité de faire partie de l’équipe qui a réalisé cette géométrie spectaculaire. C’était fascinant de voir comment un tel projet se développe pas à pas et s’achève, pour finalement constater que cette construction spéciale fonctionne comme prévu. » ■