La légèreté de la forme en harmonie avec la fonctionnalité

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1 La légèreté de la forme en harmonie avec la fonctionnalité En collaboration avec un architecte, les constructeurs de conduit de fumée se chargent de la conception d un conduit de fumée à la façade ou aussi caché que possible derrière un revêtement de protection incendie. Il peut cependant en être demandé davantage: Que la construction de conduits de fumée peut être spectaculaire si le design et l architecture l exigent, montre l exemple de l hôpital Triemli, Zurich. Texte & photos: Angelo Simone Un mandat de projet où la conception passe avant la fonctionnalité est plutôt rare voire même particulièrement rare. La maison Simone Engineering AG, planificateur spécialisé pour conduits de fumée et cheminées industrielles, a été confrontée à ce défi lors du projet du conduit de fumée de l hôpital Triemli à Zurich. Une tâche qui posait des exigences particulières à l engineering, à la faisabilité et à l ensemble des membres du projet. 1

2 Ce qui est clair est dans les normes, l exceptionnel dans la fantaisie Lors de projets standardisés, l ingénieur de chauffage définit l installation de chauffage, le technicien du conduit de fumée calcule le conduit de fumée correct et adapte la situation architectonique. Dans le cas du projet Triemli, l esthétique était dès le début à l avant-plan et c est pourquoi la composition des différents spécialistes variait constamment. Dans un tel projet il est important que l équipe coopère de manière créative et que chaque membre individuel apporte les capacités les plus extrêmes de sa branche. Chacun dépend de l autre. Lancement en 2009 Au début, c était surtout l architecte avec ses multiples idées et sa fantaisie souvent surprenante qui influençait le projet. La coopération intense entre l architecte et le technicien du conduit de fumée peut être comparée à l artiste et le pragmatique. Les confrontations et les discussions créatives et techniques étaient passionnantes et l expression «ça ne va pas ou c est impossible» était interdite. Chaque idée devait être poursuivie, exécutée. La première étape de la part du technicien de conduit de fumée était toujours celle de la faisabilité: Avec quel matériau l idée de l architecte peut-elle être réalisée? Le projet Triemli a de nombreux visages Les nombreuses idées remplissent entretemps plusieurs classeurs, alors que chaque proposition aurait pu être réalisée dans son genre. La collaboration avec l architecte exige de la patience. Lorsque les problèmes de la faisabilité sont résolus, cela ne signifie de loin pas encore que l exercice est accompli», mais que la créativité croissante et inlassable de l architecte est éveillée. Petit à petit, une confiance se développe entre le concepteur» et le «constructeur». Dès que la forme montre une conception possible, sans encore parler de la version définitive, mais d une vision de conception», il s agit alors, comme dans le cas présent, de rechercher comment remplir les conditions statiques. La situation initiale était d une simplicité incroyable: Conduit de fumée isolé, hauteur totale 50 mètres, dont 45 mètres exposés au vent. Les objets techniques, corps ronds, pylônes ou comme dans le cas présent les conduits de fumée, sont soumis, s ils sont directement exposés au vent, à une ou plusieurs normes. Ces procédures de calcul sont complexes, ont des critères claires et sont, suivant leur grandeur, hauteur ou où ils se situent, «emballés» dans des tableaux de calcul. Ces normes EN couvrent pratiquement toutes les variantes. Défis techniques Le bureau d architecture Pretre Hasler Partner Architekten AG a cependant été au-delà de cette possibilité: outre la hauteur, la situation initiale modifiée et nouvelle était que le conduit de fumée ne serait pas rond, mais ovale et en plus hélicoïdalement tourné en forme de spirale et torsadé avec trois angles différents. Comment une telle construction peut-elle se présenter? Comment des parties ainsi sollicitées peuvent-elles être calculée? Car le vent a ses subtilités particulières de la manière dont il peut attaquer et faire bouger un tel conduit. Calculer un cylindre est clair, mais hélicoïdalement n est pas encore» un sujet de la théorie de calcul. Le constructeur et les ingénieurs sont donc demandés. Que peuvent-ils tirer de la norme? Quelles sont les nouvelles théories créées? Sont-elles mesurables ou faut-il même des tests dans une soufflerie pour confirmer la théorie? Entretemps, un ingénieur civil a rejoint l équipe. Celui-ci discute la théorie avec le technicien du conduit de fumée. Des synergies au «niveau du vent» enrichissent les sciences. Par ailleurs, l équipe est complétée par des spécialistes dans le domaine des processus de calcul de la dynamique. Des arguments sont exposés, des théories en résultent qui sont confirmées, rejetées, le temps passe, le projet amplifie, entretemps nous sommes en troisième année après le lancement du projet. 2

3 Surface etc. Le plus souvent ce sont des surfaces lisses: du béton, de l acier revêtu ou de la maçonnerie. Là aussi les calculs se basent sur des coefficients de frottement» connus, mais pas dans notre cas : pierres d ardoise (catelles) sont posées régulièrement et en écailles. Lors de la fixation de l ellipse, le technicien en chauffage complète l équipe. Le conduit de fumée doit conduire les gaz de combustion qui sont produits par l installation de chauffage en plein air. Les installations de chauffage, chaudières, producteurs de chaleur avec une fonction de sécurité, les ventilations sont équipés de la puissance de chauffage nécessaire, le caloporteur est définit. Les sections sont calculées par le technicien du conduit de fumée. Entretemps toutes les sections des tuyaux d évacuation des gaz de combustion ont pu être calculées, les principes y relatif fixés et l adaptation géométrique dans la «spirale» effectuée. Des emplacements de réserve pour d éventuels ultérieurs conduits de fumée complètent l espace requis. L enveloppe extérieure peut et doit une nouvelle fois être adaptée. Pour mémoire: nous sommes toujours encore dans la phase de projet, et maintenant en quatrième année après son lancement. Le concept du conduit de fumée, les tuyaux de raccordement à la centrale de chauffage et les éléments de la technique de régulation sont décrits de manière détaillée. Le déroulement du montage, les prescriptions de maintenance, des adaptations de la construction marquent les travaux et la phase finale des travaux de soumission, exécutés par l entreprise spécialisée pour la conception, la maison Simone Engineering AG. La procédure de sélection peut alors commencer: Seules sont mandatées des entreprises suisses ou de la zone de l UE possédant des qualifications bien définies. La maison Bartholet AG, Industrie remplit les exigences et obtient le mandat d exécution. La construction et la production commencent Des constructions, des modèles, des tests, des réceptions et visites d usine des éléments porteurs préparés deviennent réalité. Les prescriptions de contrôle sont fixées par l ingénieur HVAC. Dans l usine de production danoise, la VL-Staal, les certificats des matériaux, les procès-verbaux de contrôle sont examinés et 3

4 l installation ensuite libérée pour le vernissage qui est la base pour la structure porteuse et le revêtement. Ce qui veut être beau et parfait vers l extérieur doit convaincre de l intérieur. Le montage, auquel travaillent d innombrables spécialistes en Suisse et à l étranger, attire des spectateurs, la télévision et la presse. Les travaux peuvent se poursuivre par le montage de la structure porteuse sur la façade. On travaille également à l intérieur de la cheminée: dans la chaufferie il est assidument raccordé ce qui devra finalement servir de moyen de transport pour les gaz de combustion, les chaudières à bois, à mazout ou à gaz, mais aussi pour le groupe électrogène. Fin 2014 / 2015 Le conduit de fumée a été achevé mi Les tuyauteries de raccordement qui décrivent une grandeur quantitative équivalente, sont en partie installées. L installation de chaudière à bois de 800 kw a été mise en service et remise fin octobre 2014 à l exploitant. La mise en service de la chaudière à bois de KW aura lieu deux semaines plus tard. Dès que ces installations fonctionneront à cent pour cent, les producteurs de chaleur à mazout et à gaz seront raccordés au conduit de fumée. Ceci aura lieu dans le courant de l année Pour terminer, le groupe électrogène est raccordé. Dès que toutes ces installations (voir vue d ensemble tableau caractéristiques de performance) seront raccordées à toutes les sources de chauffage, le conduit de fumée sera fonctionnel. La statique de la cheminée les oscillations sont contrôlées par des données télémétriques devrait vraisemblablement alors déjà être âgée de trois ans. Dès que l entourage sera terminé, cette installation de cheminée exceptionnelle fera le plaisir de toutes les parties impliquées, que ce soit le concepteur, le constructeur ou le spectateur. Angelo Simone est propriétaire et directeur de la maison Simone Engineering AG. Il a plus de 30 ans d expérience dans le domaine de la construction, du montage et de l engineering de systèmes de conduits de fumée et de cheminées industrielles. Caractéristiques de performance des conduits de fumée installés Chauffage Caloporteur Puissance Cond.fumée Tuyau raccord. Longueur Hauteur Prod. de chaleur H18 Mazout/gaz 2'000 kw Ø 500 mm Ø 500 mm 37 m 50 m Prod. de chaleur H19 Mazout/gaz 2'200 kw Ø 500 mm Ø 500 mm 47 m 50 m Prod. de chaleur H20 Mazout/gaz 2'200 kw Ø 600 mm Ø 500 mm 42 m 50 m Chaudière Holz kw Ø 900 mm Ø mm 50 m 50 m Groupe électrogène1 Diesel 3'000 kva Ø 600 mm Ø 600 mm 65 m 50 m Groupe électrogène 2 Diesel 3'000 kva Ø 600 mm Ø 600 mm 51 m 50 m Air vicié sécurité Ammoniac 4'400 m3/h Ø 500 mm 50 m 4

5 Entreprises impliquées Maîtres d ouvrage ewz Zurich Ville de Zurich, Office des constructions Zurich Direction du projet RMB Engineering AG Zurich Architecte Aeschlimann Pretre Hasler Architekten AG Zurich Ingénieur civil dsp Ingenieure & Planer AG Greifensee Ingénieur CVCSE Getec Zürich AG Zurich Ingénieur en électronique ARGE Forster AG Kloten Direction des travaux GMS Partner Zurich Planificateur spécialisé conduit de fumée Simone Engineering AG Rümlang Fournisseur conduit de fumée Bartholet AG Industrie Wetzikon Construction portante façade Gysi AG Baar Façade Cheminée haute Gadola Fassaden AG Oettwil am See 5