Visite d'Amiens
17 et 18 septembre
DEM AACC et IAV
LE VOUSSOIR
Marie Brelest, Fabio Cevrero, Louise Lemoine
CONCEPTION
Phase de créativité :
Travail en amont de l’architecte (P. VINCENT) avec TERREAL (Philippe MALE) et AIA-Ingénierie (Olivier CANAT).
Phase d’étude économique :
L'objectif est fixé entre la maîtrise d’œuvre et l’industriel.
Phase de conception prototypage :
Travail sur la résistance mécanique, améliorations et évolutions face aux erreurs pour aboutir à la création d’une technique particulière. C’est une double appropriation :
- appropriation par la maîtrise d’œuvre de la technologie disponible chez l’industriel pour comprendre le champ des possibilités.
- appropriation de l’industriel de l’idée pour la développer afin de voir ce qu’il est possible de faire voire modifier ou faire progresser dans son processus de fabrication.
Phase d’expérimentation :
Permet de vérifier la faisabilité du produit, mise en place des lignes de production industrielle, l’entretien, etc. A la fin de cette étape, le produit est testé par le CSTB dans le cadre d’une Appréciation technique d’expérimentation (Atex).
Phase d’industrialisation :
Finalisation de l’innovation brevetée.ests sur le temps de résonnance les analyses n’ont pas encore eu lieux.
La conception de l’innovation du voussoir a donc été longue avec une succession d’étapes comme explicitée ci-dessus. Entre l’appel d’offre et le prototype final, il aura fallu 2 ans.
FABRICATION
L’élément en terre, composé de sable, d’argile et d’eau, est profilé et sa section comporte deux parois rectilignes faisant entre elles un angle de presque 90°. Celles-ci sont reliées l’une à l’autre par une paroi en arc-de-cercle de façon à constituer un demi-voussoir.
Le voussoir à la particularité d’être un élément modulaire, constitué de deux demi-voussoirs qui se font face. Ce module se répète et des vides sont formés entre chacun d’eux. Plus précisément, les deux parois quasiment verticales des deux demi-voussoirs (« dos à dos ») sont légèrement inclinées de façon à présenter, lorsque les deux demi-voussoirs sont assemblés, un espace en contre-dépouille. Dans ce vide est placé une cage d’armatures qui est liée à la terre cuite par du béton pour former un élément monolithique terre cuite / armatures / béton. Il est surmonté d’une dalle en béton armé également et l’ensemble est capable d’offrir une résistance flexionnelle nécessaire à la portée à franchir pour le plancher.
D’autre part, l’interstice à leur base, forme un espace longitudinal destiné à recevoir les câblages électriques, les luminaires suspendus, les fixations de cloisons, le tout apparent dans un souci d’esthétique « à l’état brut »
FONCTIONNEMENT TRANSVERSAL
Après préfabrication des demi-voussoirs en usine et coulage de la première dalle de compression effectuée par l'entreprise Léon GROSSE, ces éléments sont acheminés vers le chantier où l'entreprise Léon GROSSE les met en place.
La pose des poutres voussoirs sur la charpente métallique s’effectue grâce à une grue par le dessus. Ils sont posés et assemblés directement sur la structure métallique. Il faut 10min entre le moment de déchargement du camion à la fixation par boulonnage des voussoirs.
Une fois fixés, les ouvriers finissent de stabiliser les voussoirs entre eux en coulant une dalle de béton de 5cm pour assembler les deux demi-voussoirs préfabriqués juxtaposés. Au-dessus est placé un résilient et les ouvriers coulent ensuite la dalle béton de 7cm.
"C'est une introduction dans le processus de production d’un équipement ou d’un procédé nouveau.
Elle comprend l'ensemble du processus qui se déroule depuis la naissance d’une idée jusqu’à sa matérialisation en passant par l’étude du marché, le développement du prototype et les premières étapes de production." Larousse.
L’INNOVATION :
...POUR L'ARCHITECTURE
Une innovation voit le jour quand le projet le nécessite. Elle permet de répondre au mieux au but définit par celui-ci. Il faut donc définir avec précision l’objectif majeur, constituer une équipe pluridisciplinaire compétente pouvant ainsi s’adapter aux nouveaux processus de conception et de mise en œuvre de cette innovation.
Innover, c’est donc anticiper et s’organiser, du temps et de l’argent. L’architecte est son équipe imaginent un dispositif, le développent pour proposer une base approfondie au Maître d’ouvrage. C’est là qu’est défini le nouveau maillon dans la chaîne budgétaire de construction, « le budget pré-prototype ». Celui-ci est indispensable pour l’innovation, « il faut de l’argent de poche pour inventer » (Paul VINCENT). Cette enveloppe, déduite du budget global, va permettre de rassurer l’entreprise, étant une véritable garantie de l’engagement de chacun. C’est un réel investissement pour l’industrie également qui va devoir chambouler ses lignes de production. « Semer la panique dans des grandes entreprises quand on demande pour innover c’est très excitant ! »
(P. VINCENT)
L'INTÉRÊT POUR L'ARCHITECTE DANS CETTE DÉMARCHE
L’innovation est une façon pour l’architecte de réaliser ses projets à la hauteur de ses exigences. Elle a donc pour but d’atteindre la qualité en poussant l’expression architecturale à son extrême limite.
L’innovation révèle enfin l’architecte-concepteur qui par sa créativité peut palier à l’absence de réponse de l’industrie.
L’innovation, c’est « 70% de rigueur et 30% de poésie » (P.VINCENT), une dualité indissociable.
Dans le cas du projet de la Citadelle d’Amiens, Paul VINCENT, architecte concepteur du DIABOLO et du VOUSSOIR, affirme avoir été stimulé pour ces innovations par la recherche du bonheur de l’usager et de son client. C’est aussi pour lui une recherche de nouveaux défis, pour contourner des contraintes. L’intérêt de l’innovation c’est pour lui : un pari, une création et un progrès.
...POUR L'INDUSTRIE
Une innovation voit le jour face à une demande interne ou externe à une entreprise. C’est un travail sur l’adaptation de produits existants ou création de nouveaux produits. Pour cela, des recherches de nouvelles matières premières ou élaboration de nouveaux procédés de fabrication sont mises en place pour répondre au mieux aux exigences définies par l’innovation. Dans le cas où la demande est faite par un acteur externe à l’entreprise, une première réunion est établie pour se mettre d’accord sur les modalités.
Innover, c’est donc chercher et s’organiser, du temps et de l’argent. Pour l’entreprise, innover est une prise de risque. En effet, c’est un réel investissement pour l’industrie qui va devoir chambouler ses lignes de production. Le budget pré-prototype peut motiver pour cela les entreprises à vouloir suivre le chemin de l’innovation.
L'INTÉRÊT POUR L'INDUSTRIEL DANS CETTE DÉMARCHE
L’innovation est une façon pour l’industriel de montrer sa capacité à inventer de nouveaux produits permettant son développement et une ouverture sur de nouveaux marchés potentiels.
L’innovation permet donc de s’adapter aux nouveaux besoins du marché en étant compétitif voire leader dans ce domaine ce qui le démarque de la concurrence.
L’innovation c’est des occasions uniques de faire avancer les technologies et de créer des emplois.
Dans le cas du projet de la Citadelle d’Amiens, l’entreprise conceptrice (TERREAL) du DIABOLO et du VOUSSOIR, se voit être la seule industrie fabriquant ces produits, lui donnant ainsi la place de leader dans ce marché. La participation au projet de la Citadelle est également un outil de communication intéressant pour l’entreprise qui expose concrètement le produit. Une innovation par le biais d’une demande externe présente donc plusieurs avantages. Le produit, mis en place après conception, peut prouver concrètement et directement ses performances tout en valorisant ainsi les capacités de l’entreprise à innover.
De plus, dans le cas où le produit est une réussite, « l’innovation fera des bébés » (P. VINCENT).
LES ACTEURS DANS LA DEMARCHE D’INNOVATION
L’innovation architecturale est donc un travail collaboratif liant étroitement les architectes, les industriels et les ingénieurs pour relever un défi technique. Il est primordial de trouver des partenaires de confiance rassemblés autour d’une même ambition de création et de progrès.
L’innovation débute par une esquisse de l’architecte qui la soumet ensuite à l’industriel et aux ingénieurs.
Pour le projet de la Citadelle d’Amiens, ce sont AIA-Ingénierie, l’industriel mondial TERREAL et l'entreprise de gros oeuvre Léon GROSSE qui ont été le partenaire de RENZO PIANO BUILDING WORKSHOP pour les innovations du VOUSSOIR et du DIABOLO. TERREAL, entreprise spécialisée en enveloppe de bâtiment (couverture, structure, façade, décoration…) à base d’éléments en terre cuite par extrusion, possède un centre recherche qui lui permet de mettre au point de nouveaux produits. Cette section de l’entreprise certifie les produits de leur faisabilité et de leur aptitude à l’emploi pour une garantie de commercialisation.
AIA Ingénierie a été aussi un partenaire important dans ce projet, co-inventeur des innovations du DIABOLOS et du VOUSSOIR. Ils ont travaillé également sur le paysage et sur le pilotage des études. Face aux demandes de Paul VINCENT (RPBW), des solutions techniques sont proposées par TERREAL et AIA. Se met alors en place un va et vient, ou « jeu de pingpong », entre architecte et techniciens qui modifient le dessin initial afin de trouver le meilleur compromis entre idée conceptrice et solutions techniques.
S’ensuit la réalisation de prototypes. Cette phase, très importante, permet de vérifier l’efficacité ou non de la solution retenue et doit être prise en compte dans le planning et le budget. Les prototypes sont intéressants et indispensables car ils permettent de rendre compte des problèmes de construction non anticipés par les dessins.
Enfin, la solution finale est soumise à la maitrise d'ouvrage, AMIENS METROPOLE.
Lorsque l’innovation est aboutie, l’architecte et l’industriel déposent un brevet. Paul VINCENT nous a précisé que tous les bénéfices de ces innovations sont reversés à une Fondation pour l’architecture.
Dans le projet de la Citadelle d’Amiens, RPBW a réalisé trois bâtiments parallèles au Casernement. Ceux-ci accueillent les salles de classes de l’Université. Conçus avec de grandes façades vitrées, il fallait trouver une solution pour redonner de l’inertie à ces espaces avec des éléments rapide à mettre en œuvre. En reprenant la forme de voûtes des arches décoratives et de la forme des planchers en voûte du Casernement et la terre cuite très présentes dans les bâtiments existants de la Citadelle, l’idée du voussoir est née. Ces éléments en terre cuite rouge rendent l’ambiance intérieure plus chaleureuse face au verre et à la structure métallique prédominants dans ces trois bâtiments.
Ce plancher collaborant est constitué d’éléments courbes en terre cuite et de béton armé pour la partie structurelle. Bien que décoratif pour le plafond (car ne nécessite pas de faux-plafond) les éléments en terre cuite présente aussi un rôle structurel. Plusieurs tests de déconstruction réalisés par le CSTB ont permis de le prouver. L’ensemble est plus solide, 50% de raideur en plus, avec les voussoirs bien que le béton suffise pour la structure. La terre cuite, associée au béton, est un très bon matériau pour les planchers collaborants car elle suit les déformations du béton.
Par sa forme et ses alvéoles internes, le voussoir conduit l’air depuis les circulations jusqu’à la façade et permet de masquer tous les réseaux. Pour l’acoustique, des tests d'isolement/transmission d'un local à l'autre ont-été menés par l’entreprise Peutz et Associés et les résultats ont été positifs. Ceux-ci ont permis de valider le détail en tête de cloison et le raccord avec le voussoir. Concernant les tests sur le temps de résonnance les analyses n’ont pas encore eu lieux.
LE VOUSSOIR
DEFINITION - INNOVATION
IDEE
Reprendre l’élément arches décoratives du Casernement;
Reprendre le matériau terre cuite prédominant sur les bâtiments existants de la Citadelle;
Le voussoir : un produit mixte terre-cuite/béton;
USAGE
Planchers collaborants préfabriqués.
Double usage : plancher et plafond
FONCTION
Augmenter la capacité de surcharges des planchers
Donner de l’inertie
Conduire l’air
Masquer les réseaux
Traitement acoustique
Colorer l’espace
POURQUOI ?
Retrouver de l’inertie thermique face à de grandes façades vitrées.
Réchauffer l’ambiance face à l’acier et le verre.
PROCESSUS DE CONCEPTION ET DE FABRICATION DU VOUSSOIR
CARACTERISTIQUES ET PRINCIPES DU VOUSSOIR
MISE EN OEUVRE DES VOUSSOIRS
Pour en savoir plus sur le diabolo
Il s'agit d'une innovation autre innovation technique conçue par Renzo Piano Building Workshop, AIA-Ingénierie et TERREAL.
Sources
Textes :
D'après la visite des 17 et 18 septembre animée par Paul Vincent et les propos de Jean Pattinson, tous architectes de l'agence Renzo Piano Building Workshop
D'après la conférence inaugurale de Paul Vincent à l'ENSAL en septembre 2015
Iconographies :
1 D'après la présentation du 18 septembre d'Olivier CANAT - AIA Ingénierie et Patrick LEBLANS - TERREAM
2 Photos prises au cours de la visite des 17 et 18 septembre
3 Document réalisé par Marie Brelest à partir de photos tirées de la présentation du 18 septembre d'Olivier CANAT - AIA Ingénierie et Patrick LEBLANS - TERREAM
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Détail d'assemblage charpente métallique, voussoir et façade
Détail entre deux voussoirs - rail
Détail entre deux voussoirs - cloison
Coupe transversale
DImension demi-voussoir