Une spectaculaire verrière cintrée, en couverture
Cet ancien centre commercial, coiffé d’une nouvelle verrière à charpente en acier courbe, est désormais inondé de lumière naturelle.
Bâti en 1978 par les architectes Michel Andrault et Pierre Parat, le centre commercial régional des Arcades de Noisy-le-Grand (Seine-Saint-Denis) est implanté à l’est de Paris, au cœur de la ville nouvelle de Marne-la-Vallée. Il occupe une place de choix dans le quartier du Mont d’Est en plein essor, voué à devenir le 3ème pôle tertiaire d’Ile-de-France, en regroupant plusieurs sièges sociaux, des bureaux, des logements et un lycée international. Depuis octobre 2008, le centre fait l’objet d’une rénovation-extension complexe en site occupé, menée par l’équipe de maîtrise d’œuvre, dirigée par l’atelier d’architecture Arnaud Fougeras Lavergnolle et par Arcane Concept, pour ce qui a trait à l’aménagement intérieur.
Un programme dense
Doté de trois niveaux, l’équipement d’envergure compte une grande galerie marchande ainsi que dix restaurants, un multiplex de dix salles de cinéma et un hypermarché Carrefour. Le bâtiment, qui attire quelques 40 000 personnes par jour et 12,5 millions de visiteurs par an, se devait d’être requalifié, après plus de trente ans d’activité intense. La rénovation a permis de transformer 5 800 m² de parking en espace commercial, en intégrant au sous-sol du centre, dix nouvelles enseignes. Le nombre de boutiques passe à 160, pour une surface de vente totale de 36 500 m². Le nouveau mail bien desservi se trouve au niveau 0, en prolongement de l’accès au RER et à proximité du parking couvert.
Réaménagement des espaces internes existants © Carol Maillard
Le premier sous-sol restructuré accueille dix nouvelles boutiques © Arcane Concept
Une architecture de lumière
Le double objectif du projet architectural porte sur la pénétration de la lumière du jour au sein des trois étages des galeries et sur l’accroissement du confort des usagers. D’où la création d’une verrière monumentale en deux entités greffée sur la toiture terrasse, mettant en valeur les divers volumes à vocation publique et commerciale de l’édifice. Coiffant trois places (centrale, est et ouest), ces verrières en plein cintre sont agrémentées de deux croisées d’ogive qui rythment la longue perspective induite. Quant à la rénovation globale du centre, elle s’étend à d’autres domaines, comme : la réfection des sols, des plafonds et de la peinture ; l’installation de nouveaux accès verticaux garantissant une meilleure circulation du public ; la mise en place d’autres points d’accueil, de petits salons et d’espaces de repos plus conviviaux ; l’élaboration d’une signalétique revue et corrigée ; l’arrivée de services, tel que le WIFI, etc.
Perspective intérieure des volumes sous verrières © Arcane Concept
Chaque verrière créée apporte un éclairage zénithal important au cœur du centre © BET Roux & Associés Ingénierie
Remodelage complexe de l’ossature en béton d’origine
La mise en œuvre de cette peau en verre a nécessité le remodelage des trémies dans la toiture et l’agrandissement de celles occupant les galeries intérieures. Il a fallu procéder à une démolition partielle de la structure en béton armé existante, composée d’un système constructif à poteaux-poutres et panneaux de couverture en béton. « Ces ensembles préfabriqués en forme de tulipes, devenus vieillissants, ont été démolis, pour pouvoir construire la verrière en couverture.», explique Pascale Roux, responsable du BET Roux & Associés Ingénierie. Pour ce faire, un platelage métallique étanche a été installé en partie haute des poteaux, afin d’offrir de bonnes conditions de travail aux entreprises et de protéger au maximum les espaces situés dessous. « Cette phase de démolition délicate, qui a duré huit mois, a nécessité la réalisation de nombreux ouvrages provisoires de stabilisation des blocs béton, devenus instables. », ajoute-t-elle. Cette démolition a été soumise à une étude poussée sur les descentes de charges qui a permis de retrouver une nouvelle répartition portant sur la périphérie de l’ossature. Les appuis ont été arasés et les poteaux conservés, alors que 54 corolles ont été déposées et 1 300 tonnes de béton, découpées et évacuées. A noter que pendant toute la durée des travaux, les voies piétonnes et l’intégralité du centre sont restés ouverts au public, ce qui représente une réelle contrainte.
Etat existant : le toit comportait des tulipes en béton insérant des pans de verre © BET Roux & Associés Ingénierie
Chaque corolle en béton est stabilisée et découpée à la scie, en tronçons © BET Roux & Associés Ingénierie
Deux charpentes d’acier sophistiquées en plein cintre
Les quelques 2 800 m2 de verrières créées ont été réalisés avec deux charpentes en acier cintrées de 40,05 m de rayon, se calquant sur la trame régulière carrée existante de 8,10 m de côté. Elles sont formées d’une structure principale et d’une autre secondaire, imbriquées.
Une double structure complémentaire
L’ossature principale se compose d’arcs transversaux en IPE 270, à raison de trois par trame de 8,10 m, suivant un entraxe de 2,70 m. Ces arcs principaux reposent sur deux PRS (profilés reconstitués soudés) de rive placés sur les appuis en béton réutilisés, soient des poteaux de 11 m de hauteur. Ce principe, basé sur une reprise des charges au droit des poteaux, permet de ne jamais s’appuyer directement sur les poutres en béton. Cette logique constructive provient du manque d’informations et de connaissances sur les structures existantes en béton. Par ailleurs, selon leur implantation, certains de ces arcs prennent également appui sur des poteaux métalliques créés de 400 mm de diamètre et remplaçant les poteaux en béton, élargissant ainsi les trémies : il en est ainsi sur les places est et ouest. En complément, est installé un réseau de contreventement longitudinal, formé de trois tubes de stabilisation (Ø 88,9 mm), les extrémités de chaque verrière étant équipées de palées de contreventement constituées des mêmes tubes ronds. Quant à la structure secondaire, reconstituant une grille courbe et servant de support aux éléments verriers, elle comporte, d’une part, des montants en tubes carrés (60 x 60 mm) de 78 cm de long, dotés d’un point d’attache. Vissés sur les arcs à l’aide de U en tôle pliée, ces montants accueillent des vitrages tous identiques. D’autre part, une vingtaine de traverses en tubes rectangulaires (120 x 60 mm) de 2,70 m de longueur et espacés de 78 cm, sont fixés sur des entretoises, avec des vis inox. Puis, sur ces éléments horizontaux, sont mis en œuvre des joints EPDM drainants, pourvus de huit points d’attache.
Chaque charpente cintrée comprend une structure principale et une autre secondaire © BET Roux & Associés Ingénierie
Sur la place est, une structure tendue en acier de 24 m de portée reprend les charges © BET Roux & Associés Ingénierie
Un vitrage performant à facettes
Ces traverses reçoivent une succession de panneaux de verre (2,70 x 0,774 m), posés en facettes. Chaque panneau est fixé à l’aide d’une dizaine de capots serreurs formés de plaques d’aluminium (60 x 120 mm) et de vis inox. Le vitrage (6-16-4-4) de 30 mm d’épaisseur est isolant et autonettoyant, grâce au système breveté Bioclean (Saint-Gobain) intégré. En effet, la mince couche d’oxyde de titane déposée en surface du verre permet, par photocatalyse, de dégrader les hydrocarbures et les polluants atmosphériques organiques, responsables des salissures.
Les panneaux verriers sont fixés sur les montants posés sur les arcs © BET Roux & Associés Ingénierie
Les charpentes en acier sont enserrées d’une peau de verre performante © BET Roux & Associés Ingénierie
Un platelage métallique, en adéquation avec le phasage spécifique
Ce type d’intervention exige un phasage particulier très étudié, délimitant des zones données. Le chantier s’est déroulé selon cinq étapes qui s’enchaînent les unes avec les autres et imposent une coordination précise des différents corps d’état. Sachant que le platelage étanche de protection retenu, qui est composé d’un solivage métallique et d’un plancher de bois, est toujours monté la nuit et en préambule de chaque phase. « Totalement indépendant de la structure porteuse, ce platelage est supporté par des tourelles en métal, soient des charpentes fabriquées à façon. Ces pylônes contreventés enserrent les poteaux en béton existants, pour gêner le moins possible les gabarits de passage. Le but étant de conserver la fluidité des surfaces de circulations publiques.», précise Pascale Roux. Sur ces tourelles prend appui une poutraison principale et secondaire, sur laquelle sont fixées les planches en bois doublées d’une isolation thermique en laine de verre et d’une membrane d’étanchéité collée à chaud. La première zone traitée, implantée à l’ouest, concerne la plus petite verrière. Cette partie restreinte, qui occupe l’extrémité de l’opération, fait office de zone de test, pour mieux gérer la suite des travaux. En continuité, la seconde zone affectée est la place ouest. Puis, la troisième zone traitée, se rapportant à la seconde verrière plus vaste, est la place est, suivie, en dernier lieu de la place centrale.
Le platelage métallique étanche est monté, pour chaque phase de travaux © BET Roux & Associés Ingénierie
Démonté et adapté, le platelage à solives d’acier protège les espaces publics © BET Roux & Associés Ingénierie
L’acier est source de flexibilité et légèreté
Dans ce projet de rénovation difficile, l’utilisation de l’acier s’est révélée essentielle, pour plusieurs raisons. Les travaux se sont déroulés suivant des phases successives programmées, sous-tendues par une méthodologie précise. Celle-ci s’est imposée d’emblée, à cause de la contrainte principale inhérente au site occupé, ne laissant rien au hasard. L’emploi de l’acier facilite ce type d’approche, en se pliant aux adaptations nécessaires réalisées in situ. A la flexibilité des structures métalliques qui peuvent être facilement montées et démontées, s’ajoute une rapidité d’exécution, formalisée par des assemblages boulonnés. Les sections affinées apportent aussi une légèreté structurelle permettant un important franchissement de portée, comme ici, la mise en œuvre, sur la place est, d’une structure sous-tendue de 24 m d’envergure. Enfin, les divers profilés en acier assemblés, constituant les charpentes, vont au-delà de leur rôle proprement structurel, puisqu’ils servent également de supports de vitrages.