Une Coquille Géante en Aluminium et Titane
Célébration des 20 ans du « Grand Théâtre National de Pékin »
Depuis son ouverture au monde occidental, la Chine, le pays le plus peuplé de la planète, a non seulement attiré des entreprises industrielles occidentales, mais a également transformé le visage de nombreuses grandes villes. De plus en plus, des bâtiments conçus par des architectes internationaux émergent, marquant l’entrée dans une nouvelle époque.
Il y a vingt ans, le gouvernement chinois a investi dans un projet spectaculaire qui est depuis devenu un lieu de représentations d’opéras, de théâtre et de concerts de renommée internationale. Le budget s’élevait à environ 31 millions d’euros. L’opéra, situé en face de la Cité Interdite et à proximité immédiate de l’Assemblée nationale, est conçu sous la forme d’une immense coupole métallique placée au milieu d’un étang. La gigantesque coquille autoportante en aluminium et titane a été achevée en décembre 2004 et a depuis lors acquis une importance internationale en tant que point de repère culturel de Pékin.
Structure Haute Technologie avec des Raffinements
Le bâtiment, accessible via une galerie sous-marine avec un plafond vitré, s’étend sur 212 mètres de longueur, 143 mètres de largeur et s’élève à 46 mètres de haut. Sous un même toit, la coque métallique abrite un opéra de 2.416 sièges, une salle de concert pour 2.017 spectateurs et un théâtre de 1.014 sièges. Un parking souterrain de 44.678 m² offre de l’espace pour 950 voitures et 1.420 vélos.
La coupole métallique, soutenue par une structure en treillis d’acier délicate, a une surface d’environ 40.000 m². La section centrale comporte une surface vitrée double face, s’étendant sur 105 mètres de longueur et couvrant 12.000 m². Le dôme métallique est conçu en double coque. Sa coque extérieure est constituée d’une coque porteuse étanche en profils à joint debout en aluminium Kalzip® de 0,9 mm d’épaisseur, de forme conique et avec un motif stucco. La coque extérieure est montée sur des panneaux composites en titane à l’aide de clips spécialement développés pour ce projet qui s’accrochent sans pénétration sur les joints des feuilles Kalzip®. Cette technique garantit une fixation sûre du revêtement de panneaux décoratifs ainsi qu’un parfait drainage de l’eau sur la surface de toit Kalzip® en dessous.
Problèmes de Localisation
Conçu par l’architecte français Paul Andreu, le projet est extraordinaire non seulement par sa taille et son design, mais aussi parce qu’il est situé dans une zone fortement sismique et doit également résister à de fortes charges de vent. Des conditions de sol difficiles ont nécessité des mesures approfondies pour garantir une fondation sûre pour la structure, qui s’étend jusqu’à 36 mètres de profondeur, y compris le parking souterrain.
La phase de construction proprement dite a été précédée de simulations informatiques approfondies et de tests de charge sur des composants à l’échelle 1:1 pour vérifier la conformité avec les réglementations chinoises. La base du dôme est constituée d’un anneau en béton monté de manière élastique, équipé de paliers coulissants temporaires sur les côtés longitudinaux. Ceux-ci ont été utilisés dans la phase de montage initiale pour positionner les paires de treillis et les relier à la partie centrale ovale préfabriquée du dôme. Ensuite, d’autres treillis ont été installés pas à pas et ancrés à l’anneau en béton inférieur ainsi qu’à la partie centrale préfabriquée du dôme. Quatre segments positionnés en diagonale avec des contreventements en losange stabilisent également les treillis.
Collaboration Intercontinentale
Aujourd’hui, la grande architecture est un « business global », comme le prouve le « China Grand National Theatre ». Son créateur, Paul Andreu, a conçu et construit plus de 50 bâtiments d’aéroport, y compris deux terminaux ainsi que la gare TGV et RER de l’aéroport Paris Charles de Gaulle, et l’aéroport de Shanghai Pudong. Parmi ses autres grands projets figurent le Musée Maritime d’Osaka et le Gymnase de Guangzhou, une installation sportive composée de trois bâtiments en forme de dôme inspirés par le paysage vallonné du site, conçue par Andreu comme lieu des 9th National Games of the Republic of China, ouverte en juillet 2001.
Dans la phase de développement du projet de Pékin, Andreu a été soutenu par l’entreprise française Setec travaux publics & industriels, qui a mené des études sur la statique et la dynamique de la coque métallique et sur la conception des salles d’opéra, de théâtre et de concert. L’exécution sur site était principalement entre les mains d’entreprises chinoises. Les profils à joint debout Kalzip® ont été fournis par Kalzip GmbH, Koblenz, Allemagne.
Détails du Projet :
- Maître d’ouvrage: Comité du Grand Théâtre National, Pékin
- Architecte: Paul Andreu (Aéroports de Paris)
- Études de Statique: Setec, tpi Paris
- Entreprise Générale: Hong Kong Construction, Hong Kong
- Fabricant: Kalzip GmbH, Koblenz
- Installation des Profils Kalzip: KGE, Pékin
Pont piétonnier à Pickering, Canada
A pied sur le pont du record du monde
Le « Pickering GO Pedestrian Bridge » dans la ville canadienne de Pickering permet aux piétons de se rendre en toute sécurité de la gare située au sud au centre-ville situé au nord. Avec son enveloppe extérieure illuminée la nuit par Kalzip, il attire tous les regards.
L’enveloppe extérieure a été installée par sections pendant la nuit, de sorte que l’autoroute n’a pas eu à être fermée pendant la journée. (Photos : Kalzip GmbH)
La passerelle de Pickering, au Canada, est déjà en train de devenir l’emblème de la ville : avec une longueur de 250 mètres, elle est entrée dans le livre Guinness des records en 2021 en tant que plus longue passerelle couverte du monde. La portée s’étend sur six voies de chemin de fer ainsi que sur l’autoroute 401, l’une des autoroutes les plus fréquentées du nord des États-Unis et du Canada avec ses 14 voies. Afin d’offrir aux visiteurs de la gare Pickering GO une liaison directe et sûre vers le quartier situé en amont de l’autoroute, avec son centre commercial et son collège local, les gouvernements fédéral et provincial ainsi que l’entreprise de transport locale Metrolinx ont lancé le projet de passerelle. L’enveloppe visible de Kalzip confère au tunnel de surface des formes organiques. Le soir, les profilés à joint debout sont illuminés et rendent ainsi l’ouvrage clairement visible depuis l’espace aérien.
Organique et inorganique à la fois : la passerelle métallique pour piétons se faufile sur l’autoroute 401 comme une veine (Photos : Kalzip GmbH)
Perforation pour la lumière
La passerelle est une construction en treillis métallique avec un sol en béton et un toit en acier. Habituellement utilisés comme enveloppe de bâtiment aquifère, les profilés à joint debout 65/305 de Kalzip ont été utilisés ici pour un pur effet optique. Les panneaux à joint debout cintrés de manière convexe sont perforés de trous ronds de 6 mm de diamètre espacés de 8 mm. Grâce à la légère transparence, les utilisateurs de la passerelle bénéficient d’une part de la lumière naturelle et d’une protection contre le rayonnement solaire direct, et d’autre part d’une vue sur l’autoroute 401. La surface perforée permet en outre d’illuminer la passerelle avec des bandes lumineuses LED vers l’intérieur et l’extérieur.
En raison de la forme complexe du pont, la structure porteuse en acier a d’abord été scannée à l’aide d’un capteur LiDAR terrestre. Les données obtenues servant de base, un planning a pu être établi chez Kalzip afin de pouvoir plier et découper les profilés à joint debout en fonction du tronçon et de la courbure.
Les parties exposées offrent une vue dégagée sur l’autoroute et la campagne environnante. Les panneaux profilés captent les jeux de lumière colorés. (Photo : Kalzip GmbH)
Construction avec obstacles
Outre les calculs et les plans de construction, Kalzip a également fourni la matière première en bobines ainsi qu’une installation de formage mobile. Une équipe composée de collaborateurs américains et d’un collaborateur allemand a utilisé l’installation de formage à rouleaux et a ainsi fabriqué sur place les profilés à joint debout de longueur appropriée. La machine peut être ajustée à la forme et à la largeur de profilé souhaitées et offre en outre la fonction de plier les panneaux profilés finis selon un rayon prédéfini.
Un défi un peu plus grand s’est toutefois posé lors du montage des profilés à joint debout. Pour permettre les travaux sur le pont à l’extérieur, les voies de circulation de l’autoroute ont dû être partiellement fermées. Une grande partie des travaux a donc été effectuée de nuit afin de ne pas perturber inutilement cet important axe de circulation. Le montage des panneaux profilés s’est également déroulé différemment de d’habitude : au lieu de se chevaucher au niveau des joints debout, les panneaux ont été fixés à la structure métallique de manière légèrement décalée. Ainsi, selon les sections et l’angle de vue, on obtient une légère structure étagée.
Argenté le jour, multicolore la nuit
Après une dizaine d’années au total, de la planification initiale à la construction finale, le pont a été achevé en 2018. L’architecture devient un point fort, surtout dans l’obscurité du soir et de la nuit. Environ 300 lumières LED bordent le chemin piétonnier et mettent en scène les formes organiques. Les couleurs des lumières varient entre le violet, le violet, le bleu et le pétrole. Grâce au revêtement en patine Aluplus et à la perforation, le jeu de lumière est transmis vers l’intérieur et l’extérieur. En 2019, l’ouvrage a reçu le « Urban Design Award » de la ville de Pickering.
(Photos : Kalzip GmbH)
Une réflexion approfondie. KALZIP.
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KALZIP – „Museum Lausanne“
25 000 m² de culture
Dans la ville suisse de Lausanne, un complexe futuriste nommé Plateforme 10 a été inauguré en 2022, regroupant deux musées.
Le Musée de la photographie Elysée et le mudac, un musée de design et d’art contemporain.
Ce nouveau quartier d’art offre aux visiteurs de toutes générations plus de 25 000 m² pour explorer la diversité et les différents types d’art dans les domaines des arts plastiques, de la photographie et du design.
L’édifice, conçu par l’architecte portugais Aires Mateus, combine des formes géométriques avec des matériaux de surface soigneusement sélectionnés pour un aspect futuriste. Le bâtiment possède une fente lumineuse servant d’entrée aux deux musées, ainsi qu’un accueil, une librairie et une cafétéria.
Au premier regard futuriste, au second durable.
La façade extérieure du bâtiment semble simple à première vue, mais derrière le mur se cache un toit en shed unique fait de panneaux d’aluminium de Kalzip.
Ce toit avec ses profils distinctement dentelés n’est visible que depuis une vue aérienne ou des bâtiments résidentiels avoisinants.
Malgré son apparence non conventionnelle, il sert un but fonctionnel, car des modules photovoltaïques sont placés sur les surfaces inclinées orientées sud, fournissant une électricité durable aux musées et assurant un excellent bilan énergétique.
Pour apporter la lumière du jour au mudac situé au premier étage, des fenêtres ont été ajoutées du côté nord des toits en shed d’aluminium.
Ainsi, lorsque le visiteur entre dans l’espace d’exposition, il est accueilli par une atmosphère ouverte qui souligne le langage design géométrique de l’architecture intérieure.
Planification étanche sur modèle.
La structure de toit complexe avec ses surfaces horizontales et inclinées nécessitait une planification détaillée.
Le système de toiture standard de Kalzip a été modifié pour permettre l’intégration de fenêtres.
Au lieu du pliage typique des profils à joint debout aux joints, les panneaux de profil d’une largeur de 65/500 ont été soudés au point de flexion pour assurer une transition étanche entre les surfaces de toit horizontales et inclinées.
En Suisse, l’aluminium est moins couramment utilisé pour les toits en raison de ses propriétés de soudure différentes par rapport au cuivre ou au zinc.
Cependant, les propriétés de traitement des panneaux de profil en aluminium de Kalzip étaient idéales pour les exigences du projet, qui nécessitait une structure de toit sans colonnes avec des poutres en acier précontraintes.
Pour relever les défis de la coupe en biais et de la soudure des panneaux de profil trapézoïdaux, un modèle a été créé pour synchroniser les détails avec les propriétaires et les architectes.
Un poids léger répondant à toutes les exigences.
Afin de minimiser les travaux de soudure sur le chantier, un entrepreneur spécialisé ayant de l’expérience dans la soudure de plus en plus rare des coutures en aluminium a fabriqué la plupart des composants dans un atelier à proximité, et ces éléments préfabriqués ont ensuite été livrés et installés sur le chantier.
Ainsi, le système de toiture final, composé des composants standard de toiture de Kalzip, y compris les profils en acier trapézoïdaux, les clips composites pour la fixation des panneaux de profil et pour fournir un espace d’isolation, ainsi que les panneaux de profil en aluminium préfabriqués, a pu être installé de manière efficace et facile à monter.
Le système de toiture complet, y compris les tôles trapézoïdales, l’isolation et les panneaux en aluminium, ne pèse qu’environ 13 kilogrammes par mètre carré, ce qui est considérablement plus léger qu’un toit plat traditionnel qui pèserait environ 70 kilogrammes par mètre carré.
Les panneaux de toit en aluminium ont été enduits de AluPlusPatina Eloxal Natur pour répondre à la demande de la ville de ne pas éblouir les résidents avec les éventuelles réflexions du toit en aluminium.
Ainsi, le nouveau quartier culturel de Lausanne ravit ses visiteurs non seulement par son design futuriste, mais, comme tous les projets Kalzip, également par sa fonctionnalité, sa durabilité et sa longévité sans entretien.
A considérer avec précaution. KALZIP.
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Efficacité énergétique grâce à Kalzip E Clip
L’enveloppe d’un bâtiment durable impose la réalisation de toitures performantes minimisant les pertes d’énergie et les ponts thermiques. La patte composite E Clip breveté par Kalzip assure une optimisation importante de l’isolation thermique et répond à des caractéristiques mécaniques élevées.
Pour répondre aux exigences accrues de la règlementation sur les économies d’énergie (EnEV) et offrir une meilleure résistance des appuis, Kalzip a introduit depuis 20 ans la patte E Clip breveté. Initialement disponible uniquement en version métallique, la version actuelle offre une série d’avantages grâce à sa structure innovante. L’insert en acier assure une grande résistance à la charge et la stabilité de la patte. Le noyau métallique est revêtu d’un polyamide renforcé de fibres de verre et résistant aux UV, qui est composé à 100% de matériau recyclé permettant une forte réduction de la conductivité thermique par rapport aux pattes antérieures.
Amélioration démontrée de la valeur U
Pour respecter les valeurs U prescrites par la règlementation EnEV et la loi sur l’énergie des bâtiments RE / RT 2020 désormais en vigueur, il faut une solution de couverture pérenne et modulable avec une isolation thermique efficace pour répondre pleinement à la conception architecturale et à l’esthétisme du projet. Avec Kalzip E Clip modernisé et approuvé par les bureaux de contrôle, il est possible de réaliser de multiples configurations et géométries de couverture respectant l’ensemble des prescriptions réglementaires RE / RT 2020. En fonction de la performance recherchée, la hauteur des pattes E Clip et l’efficacité de l’isolation thermique, des valeurs correspondantes sont atteintes. Ainsi, Kalzip E Clip atteint une valeur U de moins de 0,17 W/(m⋅K) pour un complexe de couverture double peau standard. Avec les systèmes de toiture Kalzip Duo Plus E et Duo E, ces valeurs peuvent encore être inférieures : développés avec une isolation thermique résistante et circulable, la conductivité thermique du complexe de toiture avec Kalzip E Clip possède une valeur U extrêmement faible de 0,13 W/(m⋅K). En comparaison avec une patte métallique traditionnelle, la valeur de transmission de la chaleur est réduite de l’ordre de 30% dans presque toutes les configurations.
Fiable et facile à installer
Lors du développement de Kalzip E Clip, la facilité de montage a également été prise en compte en plus de l’amélioration des valeurs U. Le noyau métallique ne garantit pas seulement la stabilité et une grande résistance à la charge du système, mais offre également une sécurité lors de l’installation : les vis SDK avec contrôle du couple de serrage sont directement positionnées sur la partie métallique de la patte E Clip assurant une installation facile et fiable. Grâce à la tête symétrique de la patte E-Clip, les profils Kalzip sont ainsi installés efficacement et sans erreurs. De plus, grâce à l’enrobage polyamide renforcé de Kalzip E-Clip, la dilation des bac Kalzip est favorisée rendant la pose des profils Kalzip de très grande longueur encore plus sûre. Enfin, Kalzip E Clip respecte également la norme DIN 18234 répondant à la sécurité incendie des toitures de grandes dimensions.
Ces informations et d’autres sont disponibles dans notre portail de presse à l’adresse presseportal.brandrevier.com/kunden/kalzip pour téléchargement.
Matériel photographique :
Avec l’E Clip, il est possible de réaliser différentes géométries de toit sans négliger les dispositions légales RE / RT 2020. (Photos : Kalzip GmbH)
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