Le toit en berceau de plus de 80 m de long du centre commercial Letzipark à Zurich-Altstetten a été entièrement rénové après près de 40 ans et brille d’un nouvel éclat à l’intérieur comme à l’extérieur.

Construction de façades Letzipark

Une technique du verre et du métal sur mesure signée Surber

L’imposante toiture en berceau du centre commercial Letzipark à Zurich-Altstetten a été entièrement rénovée après près de 40 ans. La société Surber Metallbau AG à Dietikon a développé dans ce cadre des solutions de profilés spécifiques et des vitrages électrochromes intégrés, tout en maîtrisant une logistique de montage exigeante. La façade cubique adjacente a elle aussi nécessité un savoir-faire particulier.

Texte et photos : rédaction / Graphiques : Surber-Metallbau AG

Depuis 1987, le centre commercial Letzipark se distingue par son toit en berceau installé et vitré en 1986 par Surber Metallbau AG. Près de 40 ans plus tard, la même entreprise a été chargée de réviser la technique et l’aspect de cette enveloppe en verre. Le toit en berceau affiche une longueur de 82 m, une largeur d’arc de 9,40 m et une hauteur de flèche de 5,20 m. Le vitrage est divisé en 82 bandes de six éléments chacune, soit un total de 492 éléments.
La structure porteuse primaire de segments d’arcs en acier soudés avec profilés creux rectangulaires de 160 × 80 mm et traverses correspondantes a été conservée. Tous les profilés secondaires et la structure extérieure en verre ont cependant été démontés et éliminés. Le défi consistait à intégrer le nouveau vitrage avec précision dans la structure porteuse existante tout en satisfaisant aux exigences actuelles d’isolation thermique, d’étanchéité et de protection solaire.

Le vitrage frontal en forme de toile d’araignée caractérise le toit en berceau sur le plan architectural et pose des exigences élevées de construction, d’étanchéité et de drainage.

La clé : une structure rapportée en deux parties

L’une des tâches principales consistait à développer une structure rapportée adaptée. Celle-ci devait tenir compte de la structure en acier bombée et segmentée tout en permettant une fabrication rationnelle et un montage précis.
Pour ce faire, les spécialistes de Surber ont développé un système de support de verre en deux parties interconnectables pour les bandes verticales assurant le drainage de la construction poteaux-traverses. La géométrie extérieure des profilés est adaptée aux profilés d’étanchéité du système Raico THERM+ avec une largeur face vue de 56 mm. Les traverses horizontales ont aussi été réalisées avec des composants Raico. L’avantage ? 492 cadres ont été préfabriqués en usine, puis assemblés et fixés sur le chantier pour compenser les tolérances. Surber Metallbau AG a ainsi transféré une grande partie du travail à l’atelier. « La structure rapportée devait répondre à toutes les exigences techniques tout en permettant une fabrication et un montage économiques », explique Lukas Meier, responsable technique et responsable de projet chez Surber Metallbau AG.
Des profilés serreurs plats ont été vissés à l’horizontale pour permettre l’écoulement des eaux de pluie des deux côtés. Des coques de recouvrement de 56 mm de large et 22 mm de haut complètent les profilés serreurs à la verticale. Celles-ci soulignent le tracé des chevrons et créent de l’espace pour des recouvrements en tôle étanches dans les angles à 150°. Les profilés et les tôles apparents ont été thermolaqués, RAL 9010 blanc pur à l’intérieur et RAL 9006 aluminium blanc à l’extérieur.

Vue extérieure de la toiture en berceau de 82 m de long depuis le toit plat : au centre, la porte-fenêtre verticale.

Un verre électrochrome pour la protection solaire

Le vitrage constitue une nouveauté essentielle. 491 verres isolants triples ont été installés pour une surface totale de 1049 m². Les verres de SageGlass (Control System Symphony) sont dotés d’une couche fonctionnelle électrochrome intégrée à la vitre extérieure et atteignent un coefficient Ug de 0,6 W/m²K.
Le vitrage électrochrome est commandé via le SageGlass Control System Symphony. Il est ainsi possible de réguler l’apport d’énergie solaire sans éléments d’ombrage extérieurs conventionnels. Cette technologie offre des avantages en matière d’isolation thermique estivale et de régulation de la lumière du jour, en particulier pour les grands vitrages de toit.
Le cheminement des câbles électriques a aussi nécessité une solution bien pensée. Tous les câbles et connecteurs passent à l’intérieur de la feuillure du verre. Ils sont ainsi protégés, mais restent accessibles pour les travaux d’entretien et le remplacement des différents verres.
La structure du toit intègre en outre 26 vantaux pliants motorisés du système Raico FRAME+ 120 RI avec entraînement à chaîne.
La planification de l’exécution a été réalisée à l’aide de dessins détaillés en deux dimensions et d’une modélisation 3D dans HiCAD. Il a ainsi été possible de simplifier le contrôle spatial, d’automatiser les listes de matériel et de disposer des bases pour l’usinage.

Vue latérale : les profilés serreurs horizontaux ne sont appliqués que sur quelques millimètres et assurent l’écoulement des eaux pluviales des deux côtés. Les coques de recouvrement verticales de 22 mm de haut caractérisent l’ossature sur le plan visuel.

Une porte-fenêtre dans un toit incliné

L’installation d’une porte-fenêtre s’ouvrant vers l’extérieur dans la structure métallique inclinée a constitué un défi particulier. La porte a été disposée verticalement afin de garantir une utilisation simple ainsi qu’une étanchéité élevée à l’air et à l’eau. Le système de fenêtres Wicona 75 EVO avec joint périphérique et serrure avec cylindre a été utilisé ici. Un encadrement en tôle conique latéral à rupture thermique assure la transition entre la structure porteuse inclinée et la porte verticale.

Vitrage frontal en toile d’araignée

Le vitrage frontal du toit en berceau mérite une attention particulière. Ses profilés disposés de manière irrégulière forment une toile d’araignée et confèrent au corps de bâtiment une expression architecturale originale.
La surface vitrée segmentée s’étendant vers l’extérieur s’est révélée complexe en termes de construction. Les différents angles de joint ont nécessité une construction poteaux-traverses avec plusieurs niveaux d’étanchéité afin de garantir un drainage contrôlé.
Deux éléments avec découpes pour l’installation de désenfumage ont posé des exigences supplémentaires. Les raccords étanches ont été réalisés sur des cadres de panneaux à rupture thermique de différentes dimensions. Des verres isolants triples traditionnels ont été installés ici.

Coupe verticale du toit en berceau : les angles réalisés avec des panneaux en tôle sont bien visibles. Les joints des coques de recouvrement sont sécurisés par des manchettes d’étanchéité spéciales en tôle.

Une logistique de montage exigeante

Outre les défis de construction, la logistique de chantier a posé des exigences élevées. Les surfaces adjacentes des toits plats ne pouvaient être sollicitées que de manière limitée. Il n’a donc pas été possible de placer de lourds chariots porte-verres ou de stocker du matériel près du toit en berceau. Une surface de toit renforcée de poutres en acier a servi au transbordement. L’acheminement du matériel a été assuré par une grue d’une portée de 75 mètres.
« La logistique a été l’un des plus grands défis », explique Lukas Meier. « Nous ne pouvions pas entreposer de verres lourds le long du toit en berceau. Il a donc fallu coordonner parfaitement la livraison, le fonctionnement de la grue, le démontage et le montage. À cela s’ajoute le fait que l’ensemble de la rénovation s’est déroulé sans interruption de l’exploitation du centre commercial. » Les vitres ont d’abord été hissées sur la zone de transbordement renforcée, puis déplacées individuellement jusqu’à leur position de montage à l’aide d’une grue et d’un système de ventouses. Le travail a été effectué en flux tendu : les panneaux de verre démontés le matin ont été remplacés le soir par de nouveaux verres isolants électrochromes. Cela a permis de réduire au minimum les zones de toit ouvertes et les stocks intermédiaires. Afin de protéger les passants, un échafaudage de protection déplaçable a été installé à l’intérieur sur l’installation mobile de nettoyage et d’entretien existante.
Le maître d’ouvrage a posé un plancher d’échafaudage sur toute la longueur de la toiture en berceau afin de protéger les passants du centre commercial. Les travaux sous le toit en berceau ont été effectués avec la plateforme existante. Un échafaudage mobile déplaçable librement par les monteurs a été réalisé à l’extérieur pour supporter les charges nécessaires.

Surber Metallbau AG a établi les plans d’exécution en 3D.

Façade cubique : une portée libre de plus de 18 mètres

Du côté nord-ouest, le toit en berceau est relié à une halle cubique. Celle-ci fait le lien entre le niveau des commerces et la passerelle adjacente. La façade extérieure rectangulaire a aussi été réalisée par Surber Metallbau AG.
Cette façade poteaux-traverses mesure 18,60 × 11,60 m et comporte 15 axes en largeur et quatre niveaux de hauteur. Elle est composée de 42 éléments vitrés, 15 panneaux et une ouverture pour le raccordement de la passerelle.
Particularité statique : la construction de la façade devait être réalisée sans appui sur des planchers intermédiaires. Seuls la structure métallique existante en haut et le sol en béton en bas étaient disponibles comme points de raccordement.
Surber Metallbau AG a développé à cet effet six poutres en treillis verticales d’une largeur face vue de 80 mm et d’une profondeur de 500 mm. Elles sont composées de tubes d’acier rectangulaires recouverts de tôle et forment la structure porteuse primaire.
Des traverses horizontales en tubes d’acier rectangulaires de 160 × 80 × 6 mm y sont vissées, chacune s’étendant sur trois éléments vitrés. Des poteaux complémentaires en tubes d’acier rectangulaires de 70 × 70 × 4 mm complètent la construction.
Le système Raico THERM+ d’une largeur face vue de 56 mm a été utilisé pour les éléments de vitrage. Des verres isolants triples électrochromes SageGlass ont aussi été utilisés ici. Les câbles électriques passent à l’intérieur des tubes en acier.

La façade cubique de 18,60 m de large s’étend sur toute la hauteur sans appui intermédiaire. Six poutres en treillis filigranes forment la structure porteuse primaire.

Protection incendie du raccordement de la passerelle

Le raccordement de la passerelle en acier, verre et tôle réalisée par Surber est aussi particulier. À l’intérieur de l’ouverture de la façade se trouve un cadre périphérique sur trois côtés d’environ 250 mm de large avec porte coulissante EI30 automatisée intégrée et fonction issue de secours (swing-out). Le cadre répond à différentes exigences de protection incendie. La partie horizontale supérieure affiche une structure de plafond, les deux parties verticales des structures de murs. Les trois éléments sont dotés de noyaux en acier porteurs constitués de profilés laminés et de tubes ainsi que de revêtements en différentes plaques et tôles Promat. Les structures des murs et des plafonds ont été réalisées conformément aux essais AEAI.

Vue intérieure du raccordement de passerelle avec cadre coupe-feu sur trois côtés et porte coulissante EI30 intégrée avec fonction swing-out.

Solutions spécifiques à l’objet au lieu de détails standard

La rénovation du toit en berceau et de la façade cubique met en évidence les travaux de développement qu’une enveloppe de bâtiment transparente peut nécessiter. Structure rapportée en deux parties, vitrage électrochrome, détails de raccordement complexes ou structures porteuses de façade à portée libre : Surber Metallbau AG associe ici une planification spécifique à une technique de fabrication et de montage pratique. Le résultat : une enveloppe en verre modernisée qui conserve le caractère architectural du toit en berceau d’origine tout en intégrant des fonctions techniques modernes. ■