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Double expertise au service des futures tours DUO : tenue et confort au vent

Maquette des tours DUO dans la soufflerie atmosphérique du CSTB à Nantes

Le programme d'aménagement du sud-est de la capitale (Paris 13ème) prévoit la construction de deux tours asymétriques pour accueillir bureaux, commerces et hôtel. Dessinées par les Ateliers Jean Nouvel, ces tours DUO s'élèveront respectivement à 180 et 122 mètres, avec 39 et 27 étages. En amont des travaux qui commenceront en 2016, l'Institut Carnot CSTB a étudié la tenue et le confort au vent des deux tours avec le bureau d'études structures Aedis Ingénierie, à la demande du maître d'ouvrage, le groupe Ivanhoé Cambridge et Hines.

Évaluer la stabilité au vent des futures tours dans leur environnement urbain, étudier le confort des piétons et véhicules à proximité : le CSTB a répondu à ce double objectif au travers d'une étude aérodynamique expérimentale, couplée à la simulation numérique.

Davor Grgic, fondateur du bureau d'études structures Aedis Ingénierie, nous en parle. « Le projet DUO prévoit la réalisation de deux tours de grande hauteur à géométrie complexe. La première tour présente dans sa hauteur une "façade en escalier". La deuxième, trapézoïdale, penche de 10 %.
Il est essentiel de vérifier la tenue au vent de cette tour qui, par son inclinaison, sollicite déjà beaucoup son noyau central. Le vent, venu du côté opposé à l'inclinaison, est le plus préjudiciable.

Nous avons fait appel à l'Institut Carnot CSTB pour déterminer la charge de vent supportée par les deux tours. Une étude expérimentale s'est imposée pour recueillir des valeurs très précises. Pour cela, le CSTB a réalisé une maquette du projet au 1/200e, testée en soufflerie atmosphérique.
Les essais ont finalement confirmé que l'oscillation des tours sous l'effet du vent restait en toute situation au-dessous des valeurs maximales. Couplés à une simulation numérique, les essais ont également permis de vérifier le confort au vent des piétons se promenant sur le parvis, au pied des tours.

Par ailleurs, nous avons analysé l'impact de la tour DUO 1 sur la sécurité des véhicules qui circulent sur le boulevard périphérique à proximité. Les études expérimentales et numériques ont montré que la tour fait obstacle à l'écoulement du vent, provoquant son accélération brutale par endroit. Ce qui est susceptible de déstabiliser les voitures. Le CSTB nous a ainsi proposé d'installer des pare-vent perforés au pied des tours, côté périphérique, pour créer une transition dans l'écoulement du vent.

Nous avons apprécié l'esprit créatif et collaboratif de l'équipe du CSTB qui nous a accompagnés dans une conception aboutie du projet. Nous travaillons ensemble depuis une dizaine d'années et avons mis en place une méthode qui nous permet d'obtenir des données fiables. »

La rénovation des tours de grande hauteur pose également des problématiques aérodynamiques. Pour exemple, en 2015, le CSTB a étudié la faisabilité de renouveler l'enveloppe des deux tours Pascal à La Défense, du point de vue de la tenue au vent. Avant de voir ses façades rénovées, la Grande Arche a également fait l'objet d'études par le CSTB : dimensionnement au vent du projet ; étude de confort pour les piétons qui accèderont désormais au belvédère au sommet de l'Arche ; vérification de la sécurité au vent du chantier qui utilise des nacelles.

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