Ce site utilise des cookies pour son bon fonctionnement. En poursuivant votre navigation sur ce site, vous en acceptez l'utilisation. Pour en savoir plus et paramétrer les traceurs

Un ensemble de volumes parallélépipédiques évidés

Repérable de loin, ce nouvel hôtel de ville est composé de quatre bâtiments ponts de grandes portées réalisés avec une ossature principale en acier.

Le futur hôtel de ville de Montpellier (Hérault) a été dessiné par l’architecte Jean Nouvel (AJN), associé à l’architecte local François Fontès. Implanté dans le quartier des Consuls de Mer et sur la Zac Port Marianne, cet ouvrage fait partie d’un vaste projet urbain d’extension prévoyant la réalisation de nombreux logements, bureaux et équipements. Se dressant sur 40 m de hauteur, le gigantesque bâtiment s’inscrit dans un rectangle mesurant 90 m de longueur par 50 m de largeur. Le plan du projet se calque sur une trame carrée de 12,15 m de côté, multiple de la trame de bureau de 1,35 m et vecteur de flexibilité d’aménagement intérieur.

 

Perspective générale de l’équipement et du site.
Le vitrail bleu de la façade principale implantée sur le parvis.

Un programme dense

Doté de onze étages, ce bâtiment public à vocation tertiaire comprend deux rez-de-chaussée, bas et haut. Il loge, d’une part, un vaste hall d’accueil occupant le centre du niveau inférieur sur une double hauteur et créant une transparence longitudinale vers un plan d’eau et un parc. D’autre part, la salle des mariages occupe une partie du niveau supérieur. Au-dessus, se déploie la salle du conseil municipal. Le reste des autres plateaux est majoritairement destiné à accueillir des bureaux et les locaux des services administratifs, dont beaucoup sont répartis autour de patios. Un parking public de 700 places de stationnement est glissé sous le parvis.

Plan de masse du bâtiment intégré dans le paysage.
Maquette.

Un parti architectural fort

« Situé en bordure de la rivière Lez, l’équipement public est volontairement placé dans l’axe du nouveau parvis. Son volume, massif et bien affirmé, permet son identification immédiate. Largement évidé en son cœur, il s’ouvre sur un plan d’eau. Un second percement, placé côté nord, relie l’édifice à un parc qui se développera ultérieurement.», explique Susana Vitoria, architecte et chef de projet chez AJN. Composé suivant une géométrie complexe, le bâtiment-pont juxtapose de grands volumes parallélépipédiques s’organisant autour de deux patios intérieurs. Il est accompagné d’un aménagement paysager subtil basé sur la création de « jardins précieux », d’ « une pinède terrasse », d’un « enrochement » des rives du Lez, et de cheminements piétonniers mêlant dalles et végétation. Quant à l’enveloppe sophistiquée de l’ouvrage, ses textures varient selon l’orientation des façades et les fonctions internes. Si les menuiseries sont réalisées en aluminium extrudé anodisé de couleur grise, les lames des bardages et des volets motorisés reprennent ce même matériau, suivant une déclinaison de tons de bleus. A l’image d’un « tissage » appliqué sur l’ensemble des volumes, les façades seront revêtues de différents filtres en double peau tamisant la lumière. Des batteries de brise-soleil de protection seront apposées en façade est. Les façades ouvrant sur les patios seront, elles, habillées de plaques de tôle pliée en acier inox, disposées de manière aléatoire. En complément, un savant travail sur la couleur des parois, à partir de dégradés de bleus et de gris, devrait générer de multiples reflets, jouant avec le plan d’eau implanté en pied de bâtiment. Et « un grand vitrail bleu créé en façade principale ouest permettra de voir au-travers du bâtiment les diverses activités. », précise Susana Vitoria. Un toit mobile en trois parties, formé de poutres tubulaires et de treillis galvanisé, couvre le patio central. Par ailleurs, démarche environnementale oblige, une centrale solaire à panneaux photovoltaïques devrait être installée en toiture de l’ouvrage et sur les pare-soleil des façades.

Le parallélépipède doté de douze niveaux est percé d’un rez-de-chaussée à double hauteur.
Une façade latérale habillée d’un bardage en aluminium anodisé bleu.

Une structure mixte acier-béton innovante

Le choix du système constructif retenu a été validé grâce à la réalisation de nombreux calculs et modèles en 3D. La structure de base est principalement en acier : poteaux, poutres mixtes acier/béton et planchers béton sur bacs collaborant ; l’exigence de résistance au feu étant de 90mn. Laissés apparents, les poteaux métalliques, aux sections variables, sont constitués de profils en H, dont l’épaisseur de l’âme (90 mm) est plus importante que celle des ailes (30 mm). Ils sont dotés de goujons soudés sur l’âme permettant la liaison avec un remplissage béton entre les ailes qui participe à leur tenue à chaud. Au montage des poteaux, la tolérance de verticalité imposée est– 4 cm à + 4 cm sur la hauteur de 40 m de l’ouvrage. Les poutres à ossature mixte comportent des profils en acier avec des goujons connecteurs soudés sur la semelle supérieure qui font participer la dalle béton à la résistance porteuse du plancher. A noter que pour répondre aux critères coupe feu et à une exigence d’aspect esthétique, les ailes de certaines poutres ont été remplies de béton autoplaçant architectural préalablement coulé au sol. Tandis que pour les poteaux, le ferraillage et le coulage du remplissage béton ont été réalisés en place, ce qui a généré un travail difficile en hauteur.

Le système constructif se compose de poteaux, poutres et dalles mêlant acier et béton.

Noyaux de stabilité et phasage de chantier programmé

La stabilité générale de l’ouvrage est assurée trois noyaux en béton sur lesquels prennent appui les divers niveaux de planchers. Seul le noyau béton situé à l’extrémité sud-ouest est rigide dans les deux directions principales. Une tour autostable de 40 m de hauteur, implantée à l’angle nord-est et entièrement métallique, donne sa souplesse à la structure. Cette conception, qui prend aussi en compte la souplesse relative des deux autres noyaux béton dans certaines directions privilégiées, a permis de supprimer les joints de dilatation au-delà du 3ème niveau. Quant à la mise en œuvre des ossatures, elle est assujettie à une méthode d’exécution pointue qui se déroule suivant cinq phases de travaux programmées, délimitant cinq zones. La première phase met en place les trois noyaux béton (A, B et C) avec les divers voiles, ainsi que la structure à poteaux-poutres en béton et les planchers. La seconde étape fait appel aux montages et assemblages des différentes structures en acier. Alors que la troisième phase se rapporte à la construction de la tour en acier (noyau D), l’étape suivante permettant de la connecter au noyau A. L’ultime phase, qui referme l’ensemble de l’ouvrage, raccorde cette tour métallique au noyau C.

Modélisation en 3D de la structure de l’équipement.
Les trois noyaux durs en béton et la tour métallique assurent la stabilité de l’ouvrage.

Une charpente en acier monumentale

La création des patios centraux, des grandes portes latérales et des vastes surfaces de planchers  a nécessité la pose de quatre ponts en ossature métallique, dont trois ont une portée de 24 m dans le sens transversal et un, une portée de 36 m dans le sens longitudinal. La charpente métallique compliquée est pourvue de plusieurs types d’ossatures de grande dimension, adaptées au franchissement de portées hors normes. Ainsi, les six poutres treillis Warren (en forme de W), de 10 m de hauteur (trois niveaux) par 24 ou 36 m de longueur, sont fabriquées et soudées en atelier. Puis, elles sont livrées, par convois exceptionnels et en tronçons, in situ, pour être assemblées au sol, puis relevées à la grue treillis de 200 tonnes. Cette dernière est aidée de deux autres grues, pour cette opération délicate, les membrures hautes ne devant subir aucune déformation. Ensuite, elles sont posées en appui sur les poteaux des noyaux en béton ou en métal, et fixées dessus. Parallèlement, une quinzaine de poutres en PRS (profilés reconstitués soudés), de 12 à 30 tonnes et 24 m de longueur, qui possèdent une section variable de 1 200 à 1 600 mm, sont équipées de réservations pour le passage de gaines. Elles sont alors levées à l’aide de suspentes, puis, fixées sur les poteaux, par des assemblages à cornières ou éclisses, réalisés sur mesure. Au dernier niveau, sont également mises en œuvre, à 40 m de haut, deux méga-poutres caissons de 24 m de longueur et de 50 tonnes, qui, pourvues de suspentes centrales, servent à reprendre les charges des cinq planchers qu’elles soutiennent. Ces méga-poutres ont la particularité d’être constituées d’une grosse semelle inférieure de 18 cm d’épaisseur. Côté protection au feu, si les PRS reçoivent un flocage, les poutres treillis sont recouvertes de peinture intumescente. Ce travail de précision représente une véritable prouesse, à cause des dimensions et du poids des pièces métalliques, de la hauteur élevée de pose et de l’éloignement du lieu de stockage. D’où l’élaboration de plans de levage précis et de calculs de trajectoires de rotation de la grue, ainsi que d’autres plans de mise en place des poutres, en fonction des niveaux définis et des portées données.

Chaque poutre treillis Warren de 24 ou 36 m de portée est levée à la grue de 200 tonnes.
Les poutres Warren de trois hauteurs d’étages servent à soutenir les ponts.
Chaque poutre en PRS de 24 m de portée est assemblée par éclissage.
La tour en acier sert de noyau flexible sur lequel s’appuient deux ponts.

Le rôle primordial de l’acier

La préfabrication en atelier de l’ensemble des charpentes en acier a généré un gain de temps considérable, au vu de la complexité architecturale et structurelle, et du grand nombre de pièces toutes différentes. La flexibilité propre à l’acier offre des possibilités multiples d’assemblages, réalisés sur le chantier et permettant toutes sortes adaptations sur mesure indispensables. Ce matériau performant demeure le mieux approprié pour résoudre aisément le franchissement d’aussi grandes portées. Et l’optimisation des sections d’acier réduit le coût des ossatures, tout en leur apportant une certaine légèreté. Un système entièrement en béton beaucoup plus lourd aurait été plus compliqué à réaliser et donc plus onéreux. Au final, les 3 500 tonnes d’acier mises en œuvre pour la charpente ont réclamé vingt mois de travaux.

Fiche technique

Maître d’ouvrage : Ville de Montpellier

Aménageur : SERM

Maître d’œuvre : Ateliers Jean Nouvel, Jean Nouvel, architecte associé à François Fontès, architecte

Bureaux d’études : structure métallique, Terrell Technologies - structure béton, Verdier.

Entreprises principales : structure / gros œuvre, groupement Castel & Fromaget (mandataire), Bec Construction, Franki Fondations -  étanchéité, Smac Aciéroid - vétages, menuiseries extérieures, brise-soleil, Labastère - façades vitrées, Laubeuf - serrurerie, métallerie, miroiterie, Fontbonne & Fils.

Surface hors œuvre nette: 27 000 m2
Coût des travaux : 75 M € HT.

Article rédigé par Carol Maillard

ConstruirAcier est une association loi 1901 dont l'objectif est de promouvoir l'architecture et la construction métallique. Représentant l'ensemble de la filière acier, elle a vocation à faire connaître les atouts de l'utilisation des aciers auprès des architectes, bureaux d'études, ingénieurs, enseignants, étudiants et dans les ouvrages de construction de bâtiments et de travaux publics.