Parc d'éléphants Kaeng Krachan

La mission du maître d'ouvrage

Au zoo de Zurich, un groupe d'éléphants d'Asie doit être présenté de manière adaptée à leur comportement dans une installation moderne et conforme à la philosophie actuelle du zoo. Les animaux doivent vivre dans un paysage inspiré de leur habitat d'origine et impliquer le visiteur dans les installations extérieures et intérieures.

La reconstitution de l'habitat d'origine des éléphants doit être rendue possible par un aménagement paysager qui évite, dans la perception du visiteur, toute orientation vers des éléments de construction européens visibles et une architecture contrastant avec le paysage.

Description de la structure porteuse principale

Au-dessus d'un hall circulaire irrégulier d'une surface au sol d'environ 6'000m², une construction de toit en bois d'un diamètre de 85m, en tant que structure porteuse en coque autoportante perforée par 271 lanterneaux, couvre les écuries et une installation intérieure spacieuse. En raison de la hauteur de construction limitée et du bord de toit variable en hauteur, les forces de soutien sont transmises par une poutre circulaire en béton précontraint dans des éléments de construction en béton déjà nécessaires pour l'utilisation en tant que butées locales. La structure porteuse proprement dite est constituée de trois couches de panneaux de bois contreplaqué de 80 mm d'épaisseur, qui sont clouées à plat et tournées d'environ 60° les unes par rapport aux autres pour former un matériau hybride homogène et ductile.

Choix des matériaux de construction

Le choix d'un matériau de construction pour une structure porteuse en coques n'est pas seulement adapté au thème imposé par le zoo pour des raisons de conception. Le mauvais terrain de construction a également motivé le choix d'une structure de toit en bois, plus légère et donc plus économique. Grâce aux développements actuels et spécifiques dans les possibilités de planification et de production du bois lamellé-croisé, la construction d'une structure porteuse à double courbure composée d'éléments individuels plats a pu être réalisée de manière efficace. Les pans de mur des fondations locales du toit pour soutenir la coque sont précontraints verticalement avec des barres DYWIDAG.

Explication de la conception

Le choix d'une coque comme forme de toit répond à l'exigence d'une construction naturelle ainsi qu'à la volonté de minimiser le volume du bâtiment et de le rendre le moins dominant possible dans le parc paysager des Eléphants. La possibilité d'une optimisation statique au moyen de la recherche de forme du bord du toit et de la forme libre elle-même répond aux idéaux de conception et conduit à une fusion de l'image visée et de la réalité constructive.

Les hauteurs d'arc entre les appuis résultent de contraintes architecturales, telles que les vues prévues pour les visiteurs, les hauteurs des passages de porte et la taille des éléphants.

En interaction avec l'organisation architecturale de l'utilisation et la formation logique de la façade en verre qui en résulte, les conditions de bord à prendre en compte pour la structure porteuse ont été déterminées, comme par exemple la disposition des éléments de support verticaux dans les zones profondes du bord du toit. Dans la mesure du possible, on a veillé à n'utiliser que des éléments de construction nécessaires, comme par exemple le mur extérieur rond de la zone de gestion comme support linéaire. Des citernes d'eau de pluie ont été intégrées dans le canal d'alimentation souterrain et formées en tant qu'appuis locaux de toiture. Ces zones locales sont résolues en piliers individuels en porte-à-faux qui s'intègrent dans le principe de transformation organique et régulière des piliers de la façade.

Le site du projet est situé sur une pente, ce qui explique que le bâtiment et son sous-sol s'enfoncent dans la roche du côté de la pente et que la dalle de la centrale technique du sous-sol se trouve dans la roche, tandis que du côté de la vallée, les zones de culées locales ne nécessitent parfois pas du tout d'excavation et reposent sur des couches peu portantes et sensibles au tassement et transmettent les charges au moyen de gros pieux forés et d'ancrages permanents.

Une prestation d'ingénierie particulière

La structure porteuse représente, en tant que construction visible, l'idée de projet du parc, une image artistique de la nature comme espace (de vie) à vivre pour les éléphants et les visiteurs. Le bois, en tant que matériau anisotrope et inhomogène, est utilisé de manière ciblée pour créer une structure porteuse ductile et robuste grâce à des processus de façonnage et d'aplanissement spécialement développés à cet effet, sous la forme d'un matériau de construction moderne, le bois lamellé-croisé, combiné à un clouage de surface. Il n'y a que deux détails réglementaires pour le toit. Grâce à des règles de construction cohérentes, l'ensemble de la construction a pu être planifié de manière paramétrique dans l'espace au moyen d'un BIM spécifique au projet et produit directement chez les entrepreneurs avec l'interface correspondante avec des robots. En tant que construction hybride, combinée avec du béton précontraint pour les poutres annulaires et les culées, il a été possible de réaliser une structure porteuse efficace, réduite en matériaux et donc durable pour le maître d'ouvrage, malgré un point d'appui plat et un bord de coque non optimal, conformément au droit de la construction.

Quels sont les effets positifs de cette prestation d'ingénierie particulière

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Les jardins zoologiques modernes se considèrent comme des centres de protection de la nature et veulent donc, en plus d'un élevage et d'une détention d'animaux conformes aux besoins de l'espèce, attirer l'attention sur les abus en matière de protection des animaux et de l'environnement à l'aide d'outils ludo-éducatifs et scénographiques. Le nouveau parc des éléphants, et en particulier le toit en forme de coquille, a été une attraction qui a attiré un nombre considérable de visiteurs depuis son ouverture, en plus des pensionnaires eux-mêmes. Ainsi, l'un des sites les plus visités de Suisse permet de sensibiliser un large public non seulement à la protection des animaux et de l'environnement, mais aussi à l'architecture et à l'ingénierie. L'installation est perçue et vécue comme le résultat d'une collaboration étroite et intensive entre l'architecte, l'architecte paysagiste, l'ingénieur civil ainsi que les entreprises exécutantes.

Rapport explicatif de Walt + Galmarini AG ing. dipl. ETH SIA USIC pour la soumission au Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis 2015.