Louvre-Lens

Introduction

En 2005, les architectes japonais Kazuyo Sejima et Ruye Nishizawa (SANAA) de Tokyo ont remporté le concours international en collaboration avec Bollinger + Grohmann en tant que planificateur spécialisé dans la conception de la structure et des façades. La conception exceptionnelle des corps de bâtiment filigranes et plats avec leur enveloppe légèrement incurvée devait répondre aux plus hautes exigences en matière de réalisation des détails. En outre, la mise en œuvre de ce langage architectural réduit devait relever d'autres défis dans le contexte de l'introduction obligatoire, la même année, de l'ordonnance sur les économies d'énergie sur la base de la directive européenne sur les bâtiments (Régulation Thermique 2005 ) et de la certification de durabilité (HQE - Haute Qualité Environnementale) prescrite depuis les années 90 pour tous les bâtiments publics.

Dès le projet du concours, les traits caractéristiques du futur bâtiment sont apparus clairement. Une composition de cinq longs corps de bâtiment plats s'échelonne sur une longueur de 360 mètres dans la profondeur d'une surface renaturée de 20 hectares d'une ancienne mine de charbon. Au centre se trouve un bâtiment d'entrée vitré autour duquel sont regroupés deux salles d'exposition opaques, un auditorium et un pavillon en verre qui, avec leurs façades aux reflets diffus, semblent se fondre optiquement dans le paysage environnant.

Hall d'entrée

L'interaction entre la construction du toit, la structure porteuse et une façade en verre extrêmement filigrane s'est révélée très complexe lors de la conception du hall d'entrée de 4 000 m². Proposé dans le projet du concours comme un corps de bâtiment entièrement vitré, les exigences susmentionnées ont entraîné une révision du toit en une structure isolée avec quelques lucarnes, réalisée comme une simple structure de grille de poutres. Le toit de 65 x 56 repose sur de minces piliers en acier. Les poteaux, placés sur une trame de 9 x 9 mètres, ont un diamètre de seulement 140 mm et une épaisseur de paroi de 14 mm pour une hauteur de 6 mètres. Il ne fait aucun doute qu'ils ne peuvent pas rigidifier l'ensemble du bâtiment. Celui-ci ne possède pas non plus de panneaux de contreventement ni d'autres éléments verticaux pour absorber et dériver les charges horizontales. Seuls les points de jonction entre le hall et les galeries sont utilisés pour le contreventement. Il s'agit d'un point de jonction très complexe qui a nécessité la collaboration de différents corps de métier. C'est notamment à cet endroit que l'ensemble de la surface du toit est drainé et que des tuyaux de ventilation ont dû être installés. Pour relier les éléments de façade en fibre de verre de 6 mètres de haut avec leur fine sous-structure au bord du toit en saillie, on a finalement utilisé une construction à faible contrainte qui permet de faire tourner librement chaque vitre à la base.

Comme nous l'avons déjà mentionné, la norme énergétique du label français de durabilité HQE était exigée dès le départ pour tous les corps de bâtiment. Cela exigeait, pour les façades du hall d'entrée et du pavillon de verre qui termine l'ensemble à l'est, des unités de verre isolant avec une valeur Ug au milieu du verre de 1,1 W/m²K. Cela aurait nécessité en plus un revêtement de protection thermique et un remplissage de gaz de l'espace entre les vitres, ce qui aurait eu des conséquences sur la hauteur du bâtiment initialement prévue à 7,50 mètres, car à l'époque, la taille maximale dans la fabrication industrielle de verre architectural était de 6 mètres. Malgré une coopération intensive avec certains fabricants de verre européens, qui auraient permis de réaliser des vitrages isolants de la taille requise, le maître d'ouvrage a finalement réduit les dimensions à 6 mètres peu avant l'appel d'offres. Pour l'ossature de la façade, on a utilisé une lame d'acier de 120 x 30 mm revêtue d'une tôle d'aluminium polie. Outre ses coûts de fabrication réduits, la profondeur des montants de 150 mm a également joué en sa faveur. Les épées sont ainsi deux fois moins profondes que les épées en verre initialement prévues.

Salles d'exposition

Pour les deux corps de bâtiment d'une largeur de 25 à 26 mètres et d'une longueur allant jusqu'à 120 mètres, l'absence de piliers et l'utilisation variable et contrôlable de la lumière du jour par le toit ont été dès le début les principales exigences de la planification. En outre, la hauteur de la structure du toit devait être la plus faible possible et la pente du toit devait être tout aussi faible. Lors de la phase d'avant-projet, la structure du toit était encore conçue comme une poutre sous-tendue et le toit était prévu comme une surface entièrement vitrée. Cela aurait nécessité un triple vitrage pour la protection thermique en hiver et une protection solaire extérieure. Les systèmes de profilés nécessaires pour une faible pente de toit se sont également révélés problématiques, car en France, une pente de toit d'au moins deux degrés est prescrite par les autorités de construction. Les concepteurs de la structure ont donc développé d'autres variantes de détails, toujours dans l'optique d'une structure la plus minimaliste possible. Entre-temps, l'éclairagiste avait pu prouver que le confort de lumière du jour nécessaire pouvait déjà être atteint avec un vitrage à soixante pour cent. On s'est donc concentré sur les détails de cette variante.

Le résultat consiste en une succession régulière de bandes de 90 cm de large qui soulignent la linéarité de la structure du toit. Les poutres nouvellement développées, d'une portée de 26 mètres, sont des profilés en T en acier plat, de 60 à 110 cm de haut, avec une épaisseur d'âme de seulement 12 mm, l'aile de 25 mm de large étant cachée dans les panneaux isolants entre les vitrages. Le système statique global n'a pu être réalisé que parce que la structure secondaire, qui supporte les vitres, devient une partie de la structure primaire, empêchant ainsi la déviation latérale des membrures supérieures des poutres.

Pour des raisons de conservation, il devait être possible de réguler la quantité de lumière naturelle malgré le concept de lumière du jour, afin de protéger les œuvres d'art du rayonnement solaire direct. De plus, le maître d'ouvrage attendait la possibilité d'un obscurcissement réglable. Le choix s'est porté sur un système d'ombrage extérieur composé de caillebotis dont les barreaux sont spécialement inclinés et peuvent être ouverts pour le nettoyage. Des lamelles motorisées sont montées sur la face inférieure pour l'obscurcissement. Un système d'éclairage naturel extrêmement flexible a ainsi pu être intégré dans une structure de toit de moins de 30 cm.

Les façades sont revêtues de panneaux en aluminium anodisé, de la même taille que les unités vitrées du bâtiment d'entrée. Une exigence particulière concernant la recherche de matériaux et l'échantillonnage était la surface légèrement courbée et réfléchissant de manière diffuse avec des joints verticaux minimaux. Les différents panneaux ont finalement été produits sous forme d'éléments sandwich et montés devant l'isolation au moyen d'un système d'agrafes, de sorte qu'aucun moyen d'assemblage n'est visible.

Le caractère modeste du projet primé se réduit à la peau en verre et aux surfaces en aluminium, qui se fondent en une unité amorphe et offrent ainsi aux œuvres d'art un cadre simple mais digne. Traduire l'architecture minimaliste en une construction quasi invisible et soutenir le caractère en apesanteur des corps de bâtiment par un dimensionnement des éléments aussi filigrane que possible s'est avéré être un défi particulier.

Rapport explicatif de Bollinger + Grohmann Ingenieure pour la soumission au Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis 2015.