Actions coordonnées pour structure tendue
Situé au beau milieu du campus tertiaire, dans un jardin de 2 hectares, le chapiteau en toile blanche constitue la sur-toiture abritant la verrière d’un restaurant d’entreprise. Les experts "Structure et Feu" du CSTB ont examiné la demande d’ATEx de la société Pfeiffer chargée de la réalisation de l’ouvrage. Ils se sont notamment appuyés sur les spécialistes en Aérodynamique / Climatique et en Enveloppe et Revêtements du CSTB.
Avant d’expertiser la résistance mécanique de la toile tendue de 1000 m2 imaginée par le cabinet d’architecture Wilmotte & associés, il s’agissait tout d’abord de déterminer l’ensemble des actions et des contraintes en présence. Mandaté par l’entreprise, le département Climatologie Aérodynamique du CSTB a conduit sa mission de consultance à Nantes, où des essais ont permis de caractériser et de quantifier les champs de pression dans l‘ouvrage. Une étude préalable indispensable dans la mesure où la toile se déforme sous l’action du vent et risque de présenter des déformations locales à l’occasion de turbulences ou de surcharges climatiques importantes avec la formation de poches de neige. A partir de l’étude réalisée en soufflerie, toutes les contraintes résultantes dans les membranes ont pu être déterminées avec des logiciels dédiés.
Le département Sécurité Structures Feu a ensuite évalué la sécurité, la faisabilité et les risques de déchirure. En coopération avec le bureau de contrôle SOCOTEC et les spécialistes en couverture du CSTB, il s’agissait de valider une technique non traditionnelle par l’expérimentation et l’expertise. Quelles sont les résistances mécaniques réelles de la toile une fois intégrée son vieillissement et les conditions de sa mise en œuvre ? Quel est le fluage ? Des essais réalisés sur maquette confirment-il les valeurs de résistance de la toile calculées par le bureau d‘étude ?
Une évaluation par l’expertise et l’expérimentation
La première grande interrogation concernait le fluage de la toile, autrement dit son allongement sous l’action constante des tirants en acier précontraint. Une interrogation à laquelle une inspection et un réglage régulier de l’ouvrage devront notamment répondre. Autre question majeure : l’évolution de la toile de verre dans le temps. Des échantillons ont été analysés afin d‘évaluer la durabilité de sa résistance mécanique au moyen d’essais bi-axiaux réalisés en Allemagne. Des échantillons de l'ancienne toile ont également été analysés pour appréhender la durabilité de l'ancien matériau, moins performant que le nouveau.
L’ATEx favorable délivrée par le CSTB a ensuite permis à l’entreprise de fabriquer et mettre en œuvre la sur-toiture de Montrouge suivant un plan qualité établi par ses propres soins. Avec une mention particulière pour le transport, la manutention et la pose de la toile: "La forme de la toile est obtenue à l’aide de patrons, puis par découpage et soudage de laizes, comme pour une voile de bateau, note Patrick Delmotte, ingénieur au CSTB. Cette grande toile assez lourde, entièrement confectionnée en atelier, est livrée d’une seule pièce sur le chantier. Elle est aussi enduite de PTFE, c’est-à-dire de polytétrafluoroéthylène. Avec tous les problèmes de transport et de manutention que cela laisse supposer…" Plus connu sous certaines appellations commerciales comme le Téflon, le PTFE présente un très faible coefficient de frottement ainsi que d’excellentes propriétés antiadhésives. Dans la vie courante, il constitue le revêtement de certains ustensiles de cuisine et s’utilise en plomberie sous la forme de ruban pour assurer l’étanchéité de montages filetés. A Montrouge, il permet notamment à la pluie, aux poussières et autres résidus de ne pas s’accrocher à la toile. Mais cette enduction est fragile. Il a donc fallu plier, acheminer et poser la toile avec les plus grandes précautions, obligeant l‘entreprise à un phasage très précis des opérations de mise en œuvre.
Fiche technique
Localisation : 50 avenue Jean Jaurès, Montrouge (92)
Maîtrise d’ouvrage : CEREP Montrouge SARL
Assistant maîtrise d’ouvrage : Artequation
Maîtrise d’œuvre : Wilmotte & Associés
BET conception : RFR
BET exécution : IF Ingenieurmeinschaft
Fournisseur tissu : Verseidag
Façonnage membrane : Graboplan
Pose de la membrane : Pfeifer
Bureau de contrôle : SOCOTEC
