Etude de cas : Acier exposé de la Chambre de commerce du Luxembourg

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1 Etude de cas : Acier exposé de la Chambre de commerce du Luxembourg Le nouveau siège de la Chambre de commerce du Luxembourg offre par son architecture une vitrine pour l'utilisation de l'acier. Son rendement énergétique est optimisé par l'emploi d'une dalle mixte avec un bac collaborant en acier inoxydable, de forme sinusoïdale, dont la régulation thermique est assurée par des canalisations d'eau. Le système original de sous tension des poutres intégrées permet d'accroitre les portées jusqu'à 12 m et facilite l'intégration des réseaux et équipements techniques. Bâtiment achevé, mettant en valeur sa façade entièrement vitrée Sommaire 1. Le projet 2 2. La forme du bâtiment 2 3. Dalle régulée thermiquement à l'eau 3 4. L'équipe projet 5 Page 1

2 1. Le projet m 2 d'espace de bureaux neuf sur 5 étages, un centre de conférence de m 2 et 650 places de parking souterrain sur 4 niveaux. Façade ventilée à double vitrage intégral, avec ombrage par écrans de verre sérigraphié. Dalle mixte thermiquement régulée à l'eau avec un bac en acier inoxydable sinusoïdal servant de coffrage à la dalle de béton de 300 mm d'épaisseur. Aucun étaiement temporaire nécessaire. Poutres IFB intégrées avec profils creux sous-tendus pour créer une portée de 12,5 m, soit 30 % de plus qu'avec des poutres intégrées. Ces poutres sont habituellement exposées. L'ingénierie incendie selon le concept d'un feu réel a abouti à une structure métallique non protégée. Les conditions de service pour la régulation thermique de la dalle comportent trois régimes différents : un régime de nuit d été, un régime de jour d été et un régime d hiver (jour et nuit). La régulation thermique assure le chauffage et le refroidissement. Action de diaphragme de la dalle mixe et stabilité par la cage d'ascenseur. 2. La forme du bâtiment Le nouveau siège de la Chambre de commerce du Luxembourg, située sur le plateau de Kirchberg, est composé du bâtiment existant de m², entièrement rénové, et de m² d'espace de bureaux neuf. Un centre de conférence d'environ m² et un parking souterrain de 650 places sur quatre niveaux complètent le bâtiment. La superficie totale est de m 2, parking compris. Achevé en 2003, son coût s'élève à 70,4 millions d'euros. Les nouveaux bâtiments forment une succession de quatre ailes distinctes, reliées les unes aux autres par des passerelles vitrées, auxquelles s'ajoute un autre bâtiment dans une rue attenante. Cet ensemble offre une grande souplesse d'agencement des bureaux. Les superstructures sont entièrement détachées du rez-de-chaussée et les bâtiments sont vitrés en verre solaire sérigraphié. Les planchers sont en panneaux d'acier inoxydable profilés préfabriqués donnant au plafond une face intérieure ondulée. La structure mixte à quatre et cinq étages est constituée de profilés en acier laminés à chaud, ainsi que de dalles de plancher en béton avec poutrelles IFB intégrées et poutres principales sous-tendues. Ces poutres sous-tendues ont une portée de 12,5 m, largement supérieure à la portée conventionnelle des poutres IFB. Les bacs de plancher en acier inoxydable, de forme sinusoïdale, ont une épaisseur de 180 mm et agissent de façon mixte avec la dalle de béton coulée sur place. Ils reposent sur la semelle inférieure des poutres métalliques intégrées. Des tuyaux en plastique noyés dans la dalle permettent le chauffage en hiver et le refroidissement en été. Les gains de chaleur sont également réduits par le vitrage solaire de la façade. Les ascenseurs en verre contribuent à la légèreté de ce nouveau siège. Les murs intérieurs de l'espace de bureaux sont des parois modulaires en acier et verre. Page 2

3 L'action de diaphragme des dalles de plancher et les noyaux verticaux en béton, contenant les cages d'ascenseur et les escaliers, assurent la stabilité horizontale du bâtiment. Seul le bâtiment C est contreventé sur un côté par des contreventements en K métalliques. Les poutres métalliques, d'une portée maximale de 12,5 m, sont raidies par l'emploi d'armatures tubulaires sous les poutres intégrées. Cette méthode permet d'augmenter les portées de 30 %. Les armatures tubulaires sont discrètes et restent visibles sous le plancher. Le bac en acier inoxydable, de forme sinusoïdale, est posé dans le même sens que les poutres principales et soutenu par des poutres secondaires espacées de 4 m. Le bac supporte le poids du béton et aucun étaiement n'est nécessaire pendant la construction. Les poutres intégrées et les poteaux métalliques ont été soumis à une analyse d'ingénierie incendie qui a démontré que la structure survivrait à un incendie naturel selon la définition de la norme EN , sans protection supplémentaire. Figure 2.1 Canalisations d eau pour le chauffage et le refroidissement, noyées dans la dalle de plancher 3. Dalle régulée thermiquement à l'eau Les conditions de service de la régulation thermique à l eau de la dalle comprennent les trois cycles suivants : Cycle de nuit d été L'objectif principal de la régulation thermique est de refroidir la dalle l'été en faisant circuler de l'eau froide, pendant la nuit, dans des tuyaux en plastique noyés dans la dalle. A 20 heures, la température du circuit d'eau passe de 28/33 C à 14/18 C. Cycle de jour d été Si, le matin, le refroidissement nocturne de la dalle de plancher n'a pas atteint les paramètres prédéfinis (par exemple, une température maximale de 21 C), le circuit de refroidissement Page 3

4 continue de fonctionner et l'eau est refroidie par le circuit des machines à absorption (à une température de 9/18 C). La régulation en chauffage/refroidissement est assurée par des équipements aux plafonds, alimentés par les réseaux de chauffage et refroidissement. L'air prétraité est soufflé par un échangeur et mélangé à l'air existant par «effet Venturi». Cycle d hiver La dalle de plancher est chauffée, pendant les mois d'hiver, par le passage d'eau chaude dans les tuyaux. Le chauffage de l'eau est complété, au moyen d'un échangeur de chaleur, par la chaleur générée par les collecteurs solaires. Figure 3.1 Dalle de plancher profilée en acier inoxydable et unités d'éclairage/climatisation/distribution de l'air Page 4

5 Figure 3.2 Ombrage solaire de la façade vitrée 4. L'équipe projet L'équipe projet Architecte : Ingénieurs de structure : Ingénieurs en réseaux et équipements techniques : Gestion de la construction : Vasconi Architects, Petit Schroeder and N Green et A Hunt RMC Consulting HT Lux Page 5

6 Enregistrement de la qualité TITRE DE LA RESSOURCE Etude de cas : Acier exposé de la Chambre de commerce du Luxembourg Référence(s) DOCUMENT ORIGINAL Nom Société Date Créé par Mark Lawson SCI Contenu technique vérifié par G W Owens SCI Contenu rédactionnel vérifié par Contenu technique approuvé par les partenaires STEEL : 1. Royaume-Uni G W Owens SCI 11/1/06 2. France A Bureau CTICM 11/1/06 3. Suède A Olsson SBI 11/1/06 4. Allemagne C Müller RWTH 11/1/06 5. Espagne J Chica Labein 11/1/06 6. Luxembourg M Haller PARE 11/1/06 Ressource approuvée par le Coordonnateur technique G W Owens SCI 20/5/06 DOCUMENT TRADUIT Traduction réalisée et vérifiée par : eteams International Ltd. 31/03/06 Ressource traduite approuvée par : CTICM 16/04/06 Page 6