La Seine Musicale : à prouesses architecturales, solutions innovantes et collaborations expertes




La Seine Musicale a ouvert ses portes en avril 2017 au cœur du plan urbain de Jean Nouvel, à la pointe de l’île Seguin à Boulogne-Billancourt (92). Conçu par l’architecte Shigeru Ban associé à Jean de Gastines, ce lieu culturel se compose d’un auditorium et d’une salle de spectacle modulable, qui accueilleront concerts et événements pour tout public. En phase conception de cette architecture unique, le CSTB a accompagné les acteurs dans leurs défis techniques. D’une part, les experts en aérodynamique ont mené l’étude de dimensionnement au vent du bâtiment et de la voile solaire ; d’autre part, les instructeurs ont réalisé l’évaluation de la toiture végétalisée et de la façade vitrée.

D’une superficie de 35 000 m², la Seine Musicale se distingue par plusieurs prouesses architecturales :

  • une grande voile équipée de panneaux photovoltaïques, qui suit la course du soleil ;
  • une toiture végétalisée en pente raide, espace vert pour les piétons et refuge pour la biodiversité ;
  • une façade vitrée de 4 000 m² sur une forme ovoïde.

Dimensionner au vent la voile solaire mobile

Le bureau d’études RFR (Artelia), missionné par Bouygues Construction, s’est appuyé sur l’expertise du CSTB pour mener des études aérodynamiques sur mesure.

1ère étape : représenter l’environnement aérodynamique de la Seine Musicale. À partir de données métrologiques et topographiques locales, le CSTB a défini par simulation CFD (mécanique des fluides numérique), les vitesses du vent sur le site pour toutes les incidences. Les mesures obtenues ont été affinées en souffleries atmosphériques grâce à une reproduction du site au 1/500ème prenant en compte les effets des bâtiments les plus proches.

2ème étape : optimiser le dimensionnement au vent de la voile via une campagne expérimentale (tests sur maquettes au 1/250ème et 1/75ème en soufflerie). Le CSTB a d’abord testé la voile mobile dans plusieurs positions. Il a aussi considéré l’impact de l’environnement actuel et envisagé par Jean Nouvel. Puis, il a mesuré les efforts locaux et globaux du vent sur les panneaux photovoltaïques (1 000 m²) et la structure support pour optimiser le chargement au vent sur cette voile.

Sécuriser la toiture végétalisée en pente raide

Ses pentes sont inclinées à 76 % et pourtant la toiture de la Seine Musicale accueille un jardin public et offre un refuge à la biodiversité. Cette innovation a bouleversé les codes du monde de la construction végétalisée.

Le CSTB a accompagné l’entreprise AMC Étanchéité dans l’évaluation de cette toiture végétalisée aux pentes hors normes. Celle-ci a porté sur la conception des ouvrages :

  • d’isolation et de protection jardin : la structure porteuse comporte des butées de retenue (bacs collaborants en béton armé) ;
  • d’étanchéité : des gabions métalliques assurent le compartimentage et le maintien en place de la terre elle-même et du couvert végétal.

Le comité d’experts multidisciplinaires – construction, paysage, horticulture – a formulé en 2015, une Appréciation Technique d’Expérimentation (ATEx) favorable, assortie de recommandations (méthode de mise en œuvre, contrôles d’exécution, conditions d’accès et de sécurité, prescriptions d’entretien).

Évaluer une façade vitrée dans une charpente en bois inclinée

L’auditorium de la Seine Musicale est niché au cœur d’un œuf de bois tressé, aux formes arrondis recouverte d’une peau en verre. Le CSTB a été sollicité par la société Mtech pour évaluer son procédé innovant de verrière et de façade en devers (+15°) composée de vitrages isolants.

Des réunions préparatoires à l’ATEx ont porté sur les conditions de mise en œuvre des vitrages sur la charpente en bois non plane. Sur la base de contre-calculs, le CSTB a défini les protocoles d’essais à réaliser (étanchéité à l’eau et à l’air ; résistance au vent, aux chocs ; sécurité des personnes).
Les résultats de ces tests ont permis, lors de l’évaluation proprement dite, de valider la stabilité à froid et la durabilité de l’ouvrage. Par ailleurs, sa faisabilité a été évaluée grâce à la fabrication d’un prototype sur site et à la mise en œuvre des premiers remplissages.

Une ATEx favorable a été délivrée à Mtech pour sa solution en juillet 2016.

En savoir plus :

  • Expertise Aérodynamique du CSTB
  • Savoir-faire dédié aux Grands ouvrages
  • Appréciation Technique d’Expérimentation (ATEx)
  • Grand Musée de l’Afrique à Alger : innovation, élégance et performance

 

Article publié sur CSTB actualités
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