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L'expertise du CSTB au service de la gare de Montpellier Sud-de-France

Vue de l'intérieur de la gare de Montpellier Sud-de-France. Photo : Dronestudio

Composée d'une couverture en béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP), ajourée de plus de 10 000 vitrages, la nouvelle gare de Montpellier marque une première technique et architecturale, signée Marc Mimram. C'est la première fois que le BFUP est utilisé à la fois pour la couverture et la structure d'un ouvrage. À la demande du groupe François Fondeville, missionné pour la mise en œuvre du projet dans le cadre d'un contrat de conception et réalisation, le CSTB a mené une étude aérodynamique pour évaluer les charges de vent exercées sur la gare, mais aussi une expertise pour évaluer la sécurité et la faisabilité de la mise en œuvre des vitrages de la toiture.

Quelle résistance au vent ?

L'ouvrage, reproduit en maquette physique à échelle 150ème, a été testé en soufflerie à couche limite atmosphérique au CSTB de Nantes avec une attention particulière portée sur la couverture. Sa forme ondulée, structurée d'un assemblage de 115 « palmes » en BFUP plissées et galbées, réparties en 5 coupoles, apporte de la résistance, à la manière des nervures d'une feuille, tandis que le galbe permet de canaliser le vent qui traverse le bâtiment et en évacue la chaleur.

Afin de simuler correctement les profils de vitesse et d'intensité de turbulence, des rugosités sont introduites en amont des maquettes. En effet, au moment de l'étude en 2015, l'environnement de la gare était très dégagé (aucun bâtiment à signaler au lancement du projet). Point de vigilance porté à l'attention des aménageurs par le CSTB : vérifier l'impact des aménagements futurs sur la gare, si des bâtiments de grandes dimensions étaient construits à proximité immédiate.

La résistance au vent des palmes, tenues par leur propre poids (12 à 15 tonnes), a nécessité le développement de traitements spécifiques pour exploiter les données expérimentales, avant de faire l'objet d'essais physiques sur site.

Une étude sur la mise en œuvre des vitrages avec un collage VEC

Les vitrages, collés un à un sur des cadres en inox, collés à leur tour sur les palmes en BFUP a donné lieu à une étude menée par le CSTB et l'Apave, contrôleur technique du projet. L'avis portait sur la sécurité, la faisabilité de l'opération et les risques de désordres. La technique de collage structurel examinée dans le cadre de cette étude représentait environ 939 m² de remplissages vitrés, soit 10 516 cadres exactement, avec des vitrages isolants et des vitrages feuilletés collés VEC dans un atelier sous PASS VEC, sur la toiture en BFUP. Le CSTB a émis quelques recommandations, les conclusions de l'étude ont été favorables sur l'ensemble des critères évalués.

Témoignage de Georges Chammas, directeur Grands Projets chez François Fondeville

« La gare de Montpellier Sud-de-France présentait des spécificités structurelles nécessitant un appui du CSTB. L'équipe du CSTB est intervenue sur des essais sur l'action du vent sur la toiture, réalisés au laboratoire de Nantes ; elle nous a accompagnés pour le dépôt d'une ATEx pour la toiture en BFUP, complétée par des essais in situ de solidité d'un élément de toiture. La collaboration s'est très bien déroulée, les échanges techniques tant en amont qu'à la suite des essais ont été très clairs et nous ont confortés dans nos choix. Le sérieux et le professionnalisme du CSTB nous ont convaincus. »

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