Technique de porte

Des portes levantes géantes pour le « Papillon » à Berne

Texte : Hodapp et rédaction / Photos : Nikolay Kazakov

Au cœur de l’infrastructure de transport bernoise se trouve un bâtiment qui ressemble plus à une œuvre d’art moderne qu’à une halle de véhicules classique. Conçu par les architectes Penzel Valier et affectueusement baptisé « Papillon », ce grand garage pour les trams bernois est une véritable prouesse architecturale et technique. Il peut accueillir 60 trams sur une surface équivalente à deux terrains de football (environ 200 m sur 70 m). Ce projet spectaculaire ne s’articule pas seulement autour des véhicules ou du design, il se concentre aussi et surtout sur un système de portes levantes automatique très complexe.
Il ne s’agit pas là de portails industriels ordinaires, mais de solutions techniques spéciales, taillées sur mesure pour un environnement exigeant, avec un espace restreint ainsi que des exigences de sécurité et conceptuelles élevées. Le mandat de planification et d’exécution a été confié à la société Hodapp GmbH & Co. KG à Achern (Bade-Wurtemberg). Spécialisée dans les portes et portails spéciaux, l’entreprise dispose d’une excellente expérience en matière de projets de portes hors du commun.

 

Des exigences supérieures à la norme

Il s’est avéré dès le début du projet qu’une solution standard ne serait pas suffisante. Les portes devaient être intégrées dans le concept architectural global, sans s’imposer sur le plan esthétique. Elles devaient aussi être suffisamment robustes pour fonctionner dans des conditions de circulation quotidiennes réelles, et ce, dans un espace de montage limité.
Une technique hydraulique était à l’origine prévue pour les entraînements des portes levantes automatiques. Mais cette solution n’était pas réalisable par manque de place. Le choix s’est donc porté sur un entraînement par treuil, que l’on rencontre habituellement sur les scènes des théâtres. Et cette décision s’est révélée aussi innovante qu’efficace. Un guidage intelligent du câble et des composants sur le vantail a permis d’intégrer l’entraînement dans l’espace limité sans compromettre la fonctionnalité.
Le défi résidait non seulement dans l’intégration, mais aussi dans le contrôle. Une sécurité de mou de câble spéciale assure la tension constante du câble de traction entre l’entraînement et le vantail, même en cas d’abaissement du toit. Un réglage à commande électronique garantit que cette tension est maintenue même à l’arrêt. Ceci est possible grâce à une déviation ciblée du système de câbles qui, combinée à un réglage électronique, garantit une sécurité de fonctionnement maximale.

Technique invisible sur les façades vitrées

Le donneur d’ordre souhaitait aussi que les portes en position fermée s’intègrent à la façade vitrée. Les éléments techniques ne devaient pas être visibles. Cela a entraîné des exigences supplémentaires en termes de matériaux et de structure. Le verre de sécurité trempé (ESG) initialement prévu a ainsi été remplacé par du verre feuilleté de sécurité (VSG) : une étape décisive pour la sécurité des personnes à proximité des portes en cas de bris de verre. En cas d’incident, la vitre reste assemblée et garantit ainsi une protection contre les éclats.
La stabilité de la technique de construction en acier choisie et de la façade en saillie a permis d’assurer les justificatifs de stabilité des portes sans utiliser de profilés normalisés. La surface inclinée de l’acrotère, du tracé de la façade et de l’écoulement des eaux de surface du toit a nécessité des niveaux d’étanchéité supplémentaires fonctionnels même dans des conditions hivernales.

 

Une précision de l’ordre du millimètre

Dans le quart supérieur des vantaux, les fixations garantissent une hauteur de serrage de 1,0 à 1,2 m. Les produits de guidage de porte sont issus des guidages linéaires pour systèmes à charges lourdes fabriqués en acier S450 J2 de haute qualité. Seuls des rouleaux combinés adaptés ont permis d’absorber les charges radiales et axiales dans un espace restreint. Les forces élevées devaient ici être transférées à la structure du toit par le biais des fixations des rouleaux.
Outre la charge statique et dynamique, le respect de la pression de surface maximale possible représentait un défi particulier en raison de la courte longueur de serrage. Il a été possible d’atteindre les valeurs requises pour la stabilité statique selon la norme SN EN 1990 malgré ces particularités de construction. Lorsque les portes sont ouvertes, la moitié supérieure du panneau dépasse de la surface du toit. Il a par conséquent fallu tenir compte des charges dues au vent et des autres influences météorologiques dans les calculs statiques. Un côté des portes dépassant de la surface du toit est également le côté intérieur, et il a donc fallu garantir une protection anticorrosion adéquate non seulement pour la technique de guidage, mais aussi pour l’ensemble de la porte, à l’intérieur comme à l’extérieur.

Une sécurité à plusieurs niveaux

Le thème de la sécurité a joué un rôle central dans toutes les phases de planification. Les portes elles-mêmes pèsent entre 3,5 et 5 tonnes. Un dispositif de retenue mécanique doublement autonome a donc été intégré. Celui-ci a non seulement été contrôlé par un organisme de certification accrédité dans le cadre d’un test complexe sur maquette, mais aussi en conditions réelles sur l’objet dans le cadre d’un « cas réel » simulé. Après plus de 10 000 cycles de test, le bon fonctionnement du système a été entièrement prouvé (fonctionnement d’urgence compris).
L’un des autres défis de ce projet de construction très exigeant sur le plan technique était de trouver une solution en matière d’étanchéité. Celle-ci devait répondre aux exigences des vantaux de porte à déplacement vertical, de la position du câble de contact et de son abaissement, de la charge sur le toit avec un affaissement possible de jusqu’à 20 cm et des distances de sécurité électrotechniques. La seule solution a alors été d’opter pour une libération mécanique forcée avec fonctionnement autonome. Les composants mécaniques, profilés d’étanchéité compris, ont en outre été chauffés pour garantir leur fonctionnement en hiver.

 

Une protection des personnes au niveau du sol

Afin d’éviter tout passage non autorisé de personnes lors de l’ouverture de la porte levante, la surface de la profondeur inférieure intérieure du cadre a dû être sécurisée à l’aide d’un clapet à surveillance électrique. Le vantail repose mécaniquement sur le sol au moyen d’éléments d’écartement. Les vantaux sont étanchéifiés par rapport au sol grâce à des profilés en caoutchouc de grand volume. La profondeur de construction du système de portes a nécessité une adaptation spatiale à l’aide de baguettes de sécurité. Ces éléments de sécurité devaient agir sur toute la profondeur du système de portes pour la protection des personnes éventuellement allongées au sol. Ils sont montés à une distance d’environ dix millimètres du sol. Lorsque ces baguettes de sécurité électriques sont pressées contre une résistance, la porte s’arrête et remonte en respectant sa course. Là encore, il s’agissait de tenir compte des exigences de sécurité particulières de la technique ferroviaire. Afin de protéger les personnes et les moyens d’exploitation, la zone des portes est surveillée à l’aide de scanners à rotor. Un télescope d’avertissement montre le mouvement des portes levantes, et les feux de signalisation intégrés indiquent une entrée / sortie possible des trams.

Conclusion : un travail sur mesure pour la mobilité de demain

Les portes du dépôt de trams « Papillon » à Berne sont plus que de simples barrières mobiles : ce sont des systèmes techniques sophistiqués qui allient architecture, fonctionnalité et sécurité. Chaque détail, de la technique d’entraînement à la solution d’étanchéité, a été planifié et réalisé individuellement. La collaboration entre Bernmobil, le bureau d’architectes Penzel Valier et Hodapp montre comment l’ingénierie moderne contribue à rendre les projets d’infrastructure non seulement fonctionnels, mais aussi pérennes.

Vous trouverez ici une vidéo montrant la fermeture de la porte.   Ici.  ■