Philippe Starck signe l'immeuble Nuage à coussins gonflables et sérigraphiés
Offrant une alternative au verre, l'enveloppe en ETFE sérigraphié de cet immeuble montpelliérain filtre le rayonnement solaire direct et améliore le bilan thermique. Les façades de ce projet nommé Nuage et conçu par Philippe Starck consistent en une membrane capitonnée.
VIRGINIE PAVIE
Des coussins gonflables en ETFE enveloppent d’une deuxième peau ce nouvel équipement de 3 000 m2 implanté dans le quartier de Port Marianne, à Montpellier. Conçu par Philippe Starck et baptisé « Nuage », le bâtiment R+4 abrite un centre sportif et aquatique, ainsi que différents services : une microcrèche, des cabinets médicaux, un bar-restaurant et quelques magasins. Ouvert tous les jours de l’année, il incarne un nouvel espace de vie sociale, où la recherche de transparence et de confort s’exprime au niveau des façades. Celles-ci se développent du R+1 au R+4 selon un principe de double peau, le rez-de-chaussée étant quant à lui ponctué de grandes baies vitrées, pratiquées dans la structure primaire en béton brut de décoffrage et matriçage bois.
Sur les quatre étages du bâtiment, la double façade met en œuvre une paroi intérieure en double vitrage, ou cloison de doublage, et une peau extérieure composée de coussins en ETFE. Elle comporte une lame d’air dont l’épaisseur varie de 50 à 60 cm, en fonction du galbe de la membrane extérieure. En hiver, la lame d’air est fermée afin d’optimiser les performances thermiques de l’enveloppe. En période chaude, une ventilation naturelle de la lame d’air est mise en place, grâce à un système de grilles évitant son échauffement au-delà de 42°C
Membrane capitonnée
La singularité de cette enveloppe repose principalement sur sa peau extérieure qui évoque le capitonnage d’un siège dont le tissu serait maintenu par des boutons. Le volume de la membrane est obtenu par l’assemblage de coussins en forme de losanges, ou de triangles pour les éléments de rive, et par l’alternance de boîtiers opaques qui semblent piquer l’enveloppe sur une structure secondaire en métal. Ces éléments sont par ailleurs utilisés comme accès pompiers en façade, châssis de désenfumage ou apport d’air neuf.
Le calepinage des coussins autorise des tailles et des formes variables, participant ainsi à l’animation visuelle du bâtiment. Le plus grand coussin, qui se situe sur la face nord, mesure 18 m de large sur 6,5 m de haut. Chacun se compose de trois films plastiques d’épaisseurs différentes : un film extérieur et un autre intérieur de 300 ?m, et un film intermédiaire de 150 ?m. Celui extérieur est systématiquement sérigraphié sur sa face intérieure selon un motif de taches aléatoires. Il en va de même du film intérieur dans le cas des façades sud et ouest, les plus exposées au rayonnement solaire direct. Le film médian et la sérigraphie visent également à limiter la valeur du facteur solaire à 0,45 sur les façades sud et ouest, et à 0,75 sur les façades est et nord.
Unité de soufflage et de déshumidification
Les coussins sont alimentés en permanence par de l’air déshumidifié et soufflé sous une pression de 250 Pa par des tuyaux de 45 mm de diamètre. Un système unique de séchage et de soufflerie dessert l’ensemble. En cas de déchirure de l’un des coussins, la stabilité des autres n’est pas remise en cause, car le débit d’air entrant demeure supérieur à celui de l’air s’échappant.
Les coussins sont repris sur une charpente métallique autostable, entièrement appuyée sur le plancher du premier étage. Présentant des porte-à-faux de l’ordre de 2 m, les planchers supérieurs ne supportent ici que les efforts horizontaux de l’ouvrage. Des appuis glissants sont réalisés sur les nez de dalle par le biais de fixations à trous oblongs. L’ossature métallique est constituée de tubes de section carrée, de 140 mm de côté, dont l’épaisseur d’acier fluctue cependant de 4 à 12,5 mm selon les efforts à reprendre. Sur cette résille, sont boulonnés des profilés en aluminium dotés de joints en caoutchouc de type Nakanprene et des capots serreurs, qui permettent de pincer les coussins sur tout leur périmètre et de réaliser une étanchéité à l’air et à l’eau.
Représentant un tiers du poids d’une façade en verre, la membrane en ETFE autorise des économies de matière sur l’ensemble de la structure du bâtiment et génère une économie substantielle de l’ordre de 40 à 60 % par rapport au montant d’un ouvrage en verre.
Confection Rayon de courbure et tensionUne partie du film ETFE a été sérigraphiée. Le matériau étant naturellement autonettoyant, il a d’abord fallu abraser de manière très superficielle la surface de la membrane par un procédé de bombardement d’ions. Deux motifs de taches d’aspect aléatoire ont été reproduits dans l’usine allemande de l’un des rares imprimeurs spécialisés dans ce domaine, avant la livraison de bobines de 1,55 m de large, chez Iaso en Espagne.
La géométrie des coussins y a été optimisée pour atteindre le meilleur compromis entre le rayon de courbure et les contraintes de confection. En effet, plus le rayon de courbure est élevé, plus la pression à l’intérieur du coussin est faible, la sphère étant de manière théorique la forme générant le moins de tension interne. En revanche, plus le galbe est important et plus la confection est difficile. La flèche des coussins a ici été limitée à 13 % de leur hauteur.
Les coussins ont été fabriqués au moyen de trois films d’épaisseurs variables, soudés entre eux sur leur périphérie. Chaque film a été préalablement assemblé à plat, par thermosoudage de différents lés de largeur comprise entre 50 cm et 1 m. Les soudures ont été réalisées à l’horizontale, sur une bande de 1 cm.
Double peau Une ventilation naturelleÀ l’origine, l’enveloppe avait été envisagée sous l’angle d’une façade simple peau, formée de coussins gonflables. Si le système répondait aux exigences thermiques réglementaires, il présentait des faiblesses acoustiques liées à la dilatation et la déformation de la membrane sous l’effet des changements de température et de l’action du vent. En outre, le contact des usagers avec les coussins en ETFE posait des problèmes de sécurité.
Le choix d’une façade double peau s’étant rapidement imposé, il est devenu nécessaire d’optimiser le fonctionnement thermique du système, afin d’éviter la surchauffe du bâtiment en été. La lame d’air, dont la largeur est comprise entre 50 et 60 cm, peut être temporairement ouverte en période chaude et ventilée naturellement. Des grilles de ventilation équipées de ventelles asservies sont réparties en parties basse et haute de la façade.
Concernant la maintenance, l’utilisation de coussins gonflés nécessite une inspection visuelle une à deux fois par an, afin de vérifier l’état des modules et leur raccordement à la soufflerie. Il s’agit également, dans le même intervalle de temps, de contrôler le réglage de la pression sur l’unité de soufflerie et d’en nettoyer les filtres.
Maître d’ouvrage : Groupe Roxim
Maîtrise d’œuvre : Philippe Starck (concepteur et designer), Stefano Robotti (architecte chef de projet)
Bureaux d’études : Celsius environnement (qualité environnementale et thermique) Abaca (structures légères)
Entreprise : Iaso
Chantier 2013-2014
Surface d’ETFE 2 000 m2
Investissement global 8 millions d’euros HT
Philippe Starck signe l'immeuble Nuage à coussins gonflables et sérigraphiés
Tous les champs sont obligatoires
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