Projet de Fin d’Etudes - eprints2.insa-strasbourg.freprints2.insa-strasbourg.fr/1762/1/PFE_Rapport.pdf · Rapport de Projet de Fin d’Etudes Thuan VO VAN TAO 2 Remerciements Je

INSA de Strasbourg – Spécialité GENIE CIVIL

Projet de Fin d’Etudes

Sujet : Conception et optimisation de la façade métallique du projet des 3 Black Swans

Auteur : Thuan VO VAN TAO, élève-ingénieur en 5ème année

Rapport de Projet de Fin d’Etudes Thuan VO VAN TAO

2

Remerciements

Je souhaite tout d’abord remercier l’ensemble des services de l’entreprise Icade de

Strasbourg qui m’a chaleureusement accueilli et accompagné tout au long de mon projet

de fin d’études.

Je tiens à remercier plus particulièrement les membres de l’équipe avec laquelle j’ai travaillé :

mon maître de stage M. Sylvain CROUZIER, directeur de programmes adjoint chez Icade,

ainsi que M. Antoine ZIMMERMANN, directeur technique de la région Alsace et M. Sébastien

SCHWEITZER, responsable de projets, qui m’ont suivi et ont été disponibles tout au long de

mon PFE. Je les remercie de m’avoir appris les différentes facettes de leur métier et de

m’avoir donné la possibilité de m’exprimer sur tous les aspects du travail qu’il m’a été

demandé de produire.

Je remercie mon tuteur à l’INSA de Strasbourg, M. Abdallah GHENAIM qui a supervisé mes

travaux durant toute la durée de ce projet de fin d’études.

Je remercie également toutes les personnes avec qui j’ai été amené à travailler pendant ce

projet.

Un grand merci à tous.


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Introduction

Au cours de mon cursus en tant qu’élève-ingénieur je me suis rendu compte que les métiers

du génie civil étaient nombreux et variés. Mais parmi tous ces métiers il y en a peu qui

permettent de suivre un projet de son développement jusqu’à sa réception. C’est pourquoi

je n’ai pas hésité à présenter ma candidature, lorsque l’occasion de travailler pour une

entreprise de maîtrise d’ouvrage s’est présentée à moi.

Mon projet de fin d’étude s’est déroulé au sein de l’entreprise Icade à Strasbourg. Durant ce

stage de 22 semaines, j’ai été amené à trouver des axes de conception et d’optimisation de

la façade d’un projet d’envergure : les 3 Black Swans, un projet emblématique de 3 Tours sur

la presqu’île Malraux à Strasbourg et qui verra ses travaux débuter en 2015.

Ce rapport a pour but de retranscrire ce que j’ai été amené à réaliser durant ce PFE ainsi

que les analyses et les conclusions que j’ai pu en tirer.


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Contenu Remerciements ................................................................................................................................................................................... 2

Introduction ......................................................................................................................................................................................... 3

1. Présentation de l’entreprise.................................................................................................................................................... 6

1.1. Histoire .............................................................................................................................................................................. 6

1.2. Activités ........................................................................................................................................................................... 6

1.3. Organisation de l’agence de Strasbourg .................................................................................................................. 7

2. Présentation du projet d’étude ............................................................................................................................................. 9

2.1. Le projet ........................................................................................................................................................................... 9

2.2. Points clé et acteurs du projet ................................................................................................................................... 11

2.3. Les programmes ........................................................................................................................................................... 12

2.4. La structure .................................................................................................................................................................... 13

3. Situation et présentation du sujet ........................................................................................................................................ 15

4. La façade au stade de l’APS ............................................................................................................................................... 16

4.1. Description de la façade au niveau de l’APS......................................................................................................... 16

4.2. Analyse de la solution au stade de l’APS................................................................................................................. 20

4.2.1. Problèmes soulevés ........................................................................................................................................... 20

4.2.1.1. Confort, esthétique et tenue dans le temps ............................................................................................ 20

4.2.1.2. Technique ...................................................................................................................................................... 20

4.2.1.3. Réglementaire............................................................................................................................................... 21

4.2.2. Aspect financier ................................................................................................................................................. 21

4.2.3. Points de réflexion .............................................................................................................................................. 22

5. Premiers contacts avec les entreprises............................................................................................................................... 23

5.1. Les entreprises ............................................................................................................................................................... 23

5.2. Les documents fournis ................................................................................................................................................. 23

5.3. Les axes de travail ........................................................................................................................................................ 24

5.4. L’aspect financier ........................................................................................................................................................ 24

5.5. Conclusion sur le travail avec les entreprises .......................................................................................................... 25

6. Développement de solutions ............................................................................................................................................... 26

6.1. La volonté architecturale et le concept ................................................................................................................. 26

6.2. Rappel des problématiques (cf. 4.2.) ....................................................................................................................... 27

6.3. Le développement de solutions ................................................................................................................................ 27

6.3.1. La structure métallique ..................................................................................................................................... 28

6.3.1.1. La tenue dans le temps ............................................................................................................................... 28

6.3.1.2. Natures des assemblages ........................................................................................................................... 28

6.3.1.3. La peinture ..................................................................................................................................................... 28

6.3.1.4. Assemblages de la structure porteuse ...................................................................................................... 29

6.3.2. La première peau .............................................................................................................................................. 32

6.3.2.1. Les menuiseries extérieures ......................................................................................................................... 32

6.3.2.2. L’isolation ....................................................................................................................................................... 32

6.3.2.3. Le revêtement de façade de la première peau .................................................................................... 33

6.3.3. Le revêtement de sol ........................................................................................................................................ 35


5

6.3.3.1. Résine coulée « dans » le caillebotis .......................................................................................................... 36

6.3.3.2. Carrelage ....................................................................................................................................................... 36

6.3.3.3. Résine coulée ................................................................................................................................................ 36

6.3.3.4. Lames emboîtables ...................................................................................................................................... 37

6.3.4. Traitement des eaux .......................................................................................................................................... 37

6.3.4.1. Les eaux de ruissèlement............................................................................................................................. 38

6.3.4.2. Les eaux pluviales ......................................................................................................................................... 38

6.3.5. Les brise-soleil et les garde-corps .................................................................................................................... 41

6.3.5.1. Les brise-soleil ................................................................................................................................................ 41

6.3.5.2. Les garde-corps ............................................................................................................................................ 44

6.3.6. Les réglementations .......................................................................................................................................... 44

6.3.6.1. La réglementation PMR ............................................................................................................................... 45

6.3.6.2. La réglementation incendie ....................................................................................................................... 46

6.3.6.2.1. Stabilité au feu de la structure porteuse .............................................................................................. 46

6.3.6.2.2. Résistance à la propagation verticale du feu par les façades ....................................................... 49

6.4. Plans ............................................................................................................................................................................... 52

6.5. Mise en œuvre des balcons rapportés .................................................................................................................... 54

6.6. Phasage de la façade durant les travaux .............................................................................................................. 56

6.6.1. Première phase .................................................................................................................................................. 57

6.6.2. Deuxième phase ................................................................................................................................................ 58

6.6.3. Mise en place des éléments constituants les balcons et les coursives ..................................................... 58

6.7. Conclusion sur le développement de la solution ................................................................................................... 60

7. Second contact avec les entreprises ................................................................................................................................. 61

7.1. Métré et documentation ............................................................................................................................................ 61

7.2. Retour technique ......................................................................................................................................................... 62

7.3. Retour financier ............................................................................................................................................................ 63

Conclusion ......................................................................................................................................................................................... 64


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1. Présentation de l’entreprise

1.1. Histoire

Dans les années 1950 la SCIC (Société Centrale Immobilière de la Caisse des Dépôts) et 23

SCI (Société de Construction Immobilière) se donnent pour objectif de réaliser des

programmes de logements populaires à Paris et sur tout le territoire, car au sortir de la

seconde guerre mondiale, la reconstruction du pays est une nécessité et les besoins en

logements sont énormes. Au fil des années le groupe grandit et se diversifie en implantant

des agences dans toute la France notamment à Strasbourg. L’essor est tel que, dans les

années 1980, 1 français sur 50 est logé par la SCIC.

Dans les années 1990 avec la crise immobilière le capital de la SCIC est ouvert à des

actionnaires extérieurs afin de débloquer des fonds plus importants pour les projets.

En 2003 la SCIC devient Icade répartie en 5 sociétés (Icade, Icade Patrimoine, Icade EMGP,

Icade Foncière des Pimonts, Icade Foncière Publique). Ces dernières fusionnent en 2007 pour

donner une seule entité renommée Icade.

Aujourd’hui Icade est la première entreprise foncière de bureaux en Europe et la première

entreprise foncière de santé en France.

Figure 1 Logo de l'entreprise Icade

1.2. Activités

Le siège social d’Icade se situe à Paris et la société se compose de 1 575 collaborateurs. Les

activités de cette société immobilière sont diverses : en effet on la retrouve sur tout le

territoire français ainsi qu’en Europe au sein de grands projets et dans des secteurs aussi

variés que des bureaux, des parcs d’affaires, des logements, des établissements de santé,

des centres commerciaux, des entrepôts, des équipements publics. Icade a notamment

réalisé l’EQHO à la Défense (79 200 m² pour 42 niveaux de bureaux) ou encore la rénovation

des Dock’s de Strasbourg. Son chiffre d’affaire pour l’année 2013 s’élève à près de 1,5

milliards d’euros.

Le rôle d’Icade est de réaliser et de concevoir des projets pour ensuite leur trouver des

acquéreurs. Au sein de l’agence de Strasbourg il y a 3 services qui ont des rôles précis pour

mener à bien la réalisation et la vente de projets : le service développement, le service

technique et le service commercial.

Dans un premier temps Icade va développer des projets, c’est-à-dire que l’entreprise va se

charger de trouver des terrains ayant une forte valeur foncière et mener des études afin de


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cibler les besoins programmatiques liés à ce lieu.

Ensuite Icade cherche à lancer, avec le service technique, la conception du bâtiment à

travers des concours d’architectes. Ces derniers vont s’allier à des bureaux d’études pour

constituer la maîtrise d’œuvre (MOE). Leur rôle étant de concevoir l’ensemble du projet. Le

service technique doit s’assurer que les attentes en termes de prestations soient respectées

et que l’ensemble des éléments soit correctement pris en compte aussi bien d’un point de

vue technique qu’économique. Ce suivi s’effectue en phase de conception mais aussi en

phase de travaux par des contrôles réguliers sur chantier. C’est au sein de ce service que j’ai

réalisé mon PFE.

En parallèle à ce travail de conception il faut pouvoir obtenir des fonds pour continuer les

études. C’est à ce moment-là que la phase de commercialisation commence. La

commercialisation correspond à la vente partielle ou la promesse de vente des différents

programmes constituant le projet. Cette commercialisation peut en cas de difficultés se

prolonger même après la livraison du bâtiment.

1.3. Organisation de l’agence de Strasbourg

L’agence Icade de Strasbourg est constituée d’une quarantaine de personnes ayant

chacune une place au sein de différents services. L’organigramme de l’agence se présente

de la façon suivante :

La direction des ressources humaines : gestion des relations au sein de l’entreprise.

Le service juridique : gestion des contentieux et des aspects législatifs immobilier.

Le service comptabilité : gestion des comptes de l’entreprise.

Le service développement : gestion du développement foncier des projets.

Le service commercial : gestion de la vente des projets et de la communication.

Le service technique : gestion de la conception ainsi que du suivi en phase travaux des

différents projets.

Développement Conception Travaux

Commercialisation


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Pour ma part j’ai été affecté à l’équipe technique du projet des 3 Black Swans composée du

directeur technique M. Antoine ZIMMERMANN, du directeur de programme M. Sylvain

CROUZIER et du responsable de projets M. Sébastien SCHWEITZER.

Directeur régional

M.KINDER

DRH

1 personne

Service juridique

1 personne

Gestionnaires de ventes

2 personnes

Sercive comptabilité

3 personnes

Directeur du développement

M.SCALTRITI

Chargé de developpement

1 personne

Diredteur commercial

M.SIMON

Responsable vente

1 personne

Conseillers commerciaux

4 personnes

Assistant de direction

1 personne

Directeur technique

M.ZIMMERMANN

Directeur de programmes

M.CROUZIER

Responsables de programmes

5 personnes

Assistants techniques

5 personnes

Stagiaire en PFE

Thuan VO VAN TAO

Directeur de projets

M.JACQUOT

Responsables de projets

2 personnes

Assistants techniques

2 personnes

Assistant de direction

1 personne

Assitant de direction

1 personne


9

2. Présentation du projet d’étude

2.1. Le projet

En 2009 une consultation de promoteurs est organisée à l’initiative de la S.E.R.S. et de la C.U.S.

dans le but de lancer une opération immobilière sur la presqu’île Malraux. A la suite

d’auditions et de négociations avec les différentes équipes candidates c’est finalement

Icade qui devient le lauréat de ce projet à la fin de l’année 2010.

En 2011 une étude de stratégie urbaine est lancée sur le secteur Malraux par l’architecte-

urbaniste Christian DEVILLERS. Suite à cette étude, le projet qui devait initialement comporter

une seule tour de grande hauteur se transforme en un projet de 3 tours. Ceci dans le but de

garder une certaine visibilité dans le paysage urbain.

En 2012 la S.E.R.S. et la C.U.S. demandent à Icade d’organiser une consultation d’architectes.

Parmi les 5 équipes d’architectes-urbanistes concurrentes (MVRDV – Pays-Bas, SAUERBUCH &

HUTTON – Allemagne, Harry GUGGER Studio – Suisse, Jacques FERRIER – France, Architecture

Anne DEMIANS – France) c’est finalement le cabinet Architecture Anne DEMIANS qui

remporte le concours avec un projet de 3 tours. Les atouts de ce projet étant sa trame

régulière et son esthétisme sobre ainsi que la très bonne optimisation des surfaces habitables.

Les figures 55 à 61 fournies en annexe présentent les différentes perspectives des projets

ayant concourus.

Ce projet dénommé les 3 Black Swans, correspond à 3 édifices ayant des trames similaires et

qui viendront s’élever dans le prolongement de la presqu’île. Dans un premier temps les

bâtiments A et B seront réalisés, et dans un second temps le bâtiment C. Mes différentes

études ne portent que sur les tours A et B, le permis du bâtiment C n’ayant pas encore été

déposé. Ce projet est multiprogramme, on y trouve en effet des commerces, un hôtel, mais

aussi des logements ainsi qu’une résidence étudiante pour une surface totale d’environ

20 000 m² de plancher.

Le coût travaux de ce projet (Tours A et B) devrait s’élever à une trentaine de millions

d’euros. Le planning des travaux, quant à lui, est soumis au rythme de commercialisation du

programme. Mais dans l’idéal les travaux devraient s’étaler sur 2 ans et demi à compter du

début de l’année 2015. Vu l’importance du projet Icade a choisi de travailler avec une

entreprise générale de construction en phase de travaux, entreprise qui sera choisie suite à

une consultation au cours du dernier trimestre de l’année 2014.


10

Figure 2 Situation actuelle

Figure 3 Situation du projet

Bât A

Bât B

Bât C

Bât B


11

Figure 4 Perspective du projet

2.2. Points clé et acteurs du projet

Nom du projet : 3 Black Swans

Coût du projet : environ 30 millions d’euros

Période de travaux : début 2015 à mi-2017

Maîtrise d’ouvrage :

- Maitre d’ouvrage : Icade Strasbourg

- Ville de Strasbourg : Communauté Urbaine de Strasbourg (C.U.S.)

- Aménageur : S.E.R.S.

Maîtrise d’œuvre :

- Architecte mandataire : Architectures Anne DEMIANS

- BET Structure : VP & GREEN Engineering

- BET Fluides et HQE : Alto Ingénierie

- Paysagiste : Phytolab

- Economiste : MAZET & Associés

- BET Acoustique : Cabinet LAMOUREEUX

Autres :

- Bureau de Contrôle : Socotec

- Coordination SPS : Socotec

Bât A

Bât B


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2.3. Les programmes

Les programmes du projet sont de 4 types : logements, hôtel, résidence étudiante,

commerces, que l’on retrouve dans des parties indépendantes de chacun des bâtiments.

Les schémas ci-après (figures 5 et 6) présentent les répartitions de ces programmes par

bâtiment.

Figure 5 Répartition des programmes du Bâtiment A

Figure 6 Répartition des programmes du Bâtiment B

A1

Logements

A2

Logements A3 Hôtel

A0

Commerces

B1

Logements

B2/B3

Résidence

Etudiante

B0

Commerces


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Dans le bâtiment A on trouve :

- 5 commerces au RDC (A0)

- 60 logements du T1 au T5 dans la tour (A1)

- 36 logements du T1 au T3 dans le corps (A2)

- 118 chambres dans l’hôtel (A3)

Dans le bâtiment B on trouve :

- 4 commerces au RDC (B0)

- 60 logements du T1 au T5 dans la tour (B1)

- 184 studios dans la résidence étudiante (B2/B3)

Soit un total de 9 commerces, 156 appartements, 118 chambres d’hôtel et 184 studios le tout

sur 20 000 m² de plancher.

Une répartition détaillée des logements est fournie en annexe (figure 62).

2.4. La structure

Dans un premier temps les plans d’avant-projet sommaire m’ont été fournis afin que je me

fasse une idée du projet ainsi que de son fonctionnement dans sa globalité (Les différents

plans sont fournis en annexe p.5). Les 2 ouvrages de 50 m de hauteur au maximum sont

chacun composés de trois parties destinées à un programme défini précédemment.

Figure 7 Trame du Bâtiment A

55 m

80 m

30 m


14

Figure 8 Trame du Bâtiment B

Dans le bâtiment A on trouve :

- une tour carré (A1) de 16 étages et de 20 m de côté sur la partie Ouest

- une partie centrale (A2) de 4 étages de 27 m de long

- une partie située à l’Est de 33 m de long (A3) sur 9 niveaux

Dans le bâtiment B on trouve :

- une tour carré (B1) identique à la tour du bâtiment A

- une partie centrale (B2) de 4 étages de 20 m de long

- une partie située à l’Est (B3) identique à la partie A3

Ces tours ont des trames similaires. La seule différence : la partie centrale du bâtiment B est

plus courte que celle du bâtiment A.

Un sous-sol est également prévu, ce dernier comprend un parking de 184 places pour les

résidents. Ce parking est commun aux deux bâtiments en se prolongeant sous le parvis

central.

Les bâtiments en eux-mêmes sont réalisés en béton et chacune des parties est séparée de

l’autre par un joint de dilatation. Au niveau de l’avant-projet sommaire la façade est

composée d’une structure métallique rapportée. Cette structure doit permettre la mise en

place de balcons et de coursives tout autour des bâtiments. On retrouve donc une double

peau le long des tours. Cette façade ne joue aucun rôle structurel au niveau du bâtiment,

elle est un parti-pris architectural.

55 m

67 m

30 m


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3. Situation et présentation du sujet

A mon arrivée, en mars, le permis de construire venait juste d’être déposé. A ce moment le

projet en était au stade d’avant-projet sommaire (APS), ceci correspond à une première

approche du projet remise par la maîtrise d’œuvre. Les grandes lignes du projet étaient

connues et développées, cependant beaucoup de détails n’étaient pas encore

complétement figés et certains points restaient assez flous d’un point de vue technique,

notamment au niveau de la façade métallique rapportée. En effet, la maîtrise d’œuvre avait

surtout fournie un travail graphique jusqu’à présent. La maîtrise d’ouvrage se présentait alors

face à un problème, les Architectes de Bâtiments de France (ABF) ainsi que la ville désiraient

avoir des réponses concrètes au niveau des matériaux, et de l’apparence de la façade. Ces

derniers ayant un droit de regard sur l’aspect général du bâtiment afin qu’il s’inscrive

correctement dans son environnement. Mais Icade n’était pas en mesure de leur répondre

car la commercialisation des bâtiments n’ayant pas commencée, il y avait un manque de

fonds afin d’approfondir les études avec la maîtrise d’œuvre. L’entreprise Icade a donc

choisi de se pencher elle-même sur la compréhension technico-financière, le

développement et l’optimisation de cette façade. C’est donc sur cet aspect du projet qu’a

porté mon PFE.

Figure 9 Aperçu de la façade du projet présentant les coursives et les balcons.

Figure 10 Aperçu de la maquette du projet présentant les coursives et les balcons


16

4. La façade au stade de l’APS

A partir des plans d’APS j’ai pu analyser l’aspect recherché ainsi que les techniques choisies.

Cependant ces premiers plans présentaient des incohérences, manquaient de détails et

étaient sujet à de nombreuses questions. C’est pourquoi l’objectif de mon projet a été de

prendre en compte l’ensemble des paramètres qui auraient pu être oubliés afin de pouvoir

les intégrer dans une façade répondant aux mieux à nos attentes, tout en conservant la

volonté esthétique architecturale.

Figure 11 Aperçu du rendu de la façade

4.1. Description de la façade au niveau de l’APS

Cette description correspond à l’approche de la MOE au stade de l’APS. Des photos de la

maquette réalisée par la maîtrise d’œuvre sont fournies en annexe figures 63 à 65.

On trouve tout d’abord sur le mur béton un premier traitement de façade. Cette première

peau recouvre la totalité des deux bâtiments.

Première peau :

- Voile béton de 200 mm d’épaisseur

- Laine de roche de 160 mm

- Habillage

- Menuiseries extérieures : portes fenêtres à 2, 3 ou 4 vantaux

Dans un second temps on trouve les balcons et les coursives. Il s’agit d’une structure

métallique rapportée. Cette dernière longe l’ensemble des niveaux formant ainsi la seconde

enveloppe du bâtiment. Elle est disposée de façon régulière suivant des trames de 6,66 m.

Seconde peau :

- Consoles articulées sur le voile d’un côté et sur les poteaux de l’autre

- Poteaux creux et carrés de 250 mm de côté


17

- Traverses de même type que les poteaux

- Poutraison entre les traverses et le béton destinée à soutenir les caillebotis en

aluminium des balcons et des coursives

- Garde-corps et brise-soleil (ces derniers sont mobiles horizontalement) on en

trouve 4 par trame de 6,66 m et sont constitués de tôles perforées.

Figure 12 Disposition des éléments structuraux de la façade en élévation (Bât A)

Figure 13 Disposition des éléments structuraux de la façade en plan (Bât A)

Traverses

Poteaux

Traverses

Poteaux

Balcons et coursives

12 x 6,66 m

3 x 6,66 m


18

Figure 14 Coupe de la façade au niveau d’un balcon (Stade APS)

Traverses

Poteaux

Garde-corps

Brise-soleil

Caillebotis

Consoles

Poutraison

1ère Peau


19

Figure 15 Plan de la façade au niveau d'un balcon (Stade APS)

Figure 16 Elévation de la façade (Stade APS)

Traverses

Poteaux

Brise-soleil

(4 parties)

Consoles Poutraison

Garde-corps

(4 parties)

Traverses

Poteaux

Brise-soleil

(4 parties)

Garde-corps

(4 parties)

Consoles


20

4.2. Analyse de la solution au stade de l’APS

L’APS correspondant à une approche sommaire du projet beaucoup de détails n’ont donc

pas encore été traités. Ainsi dans un premier temps je me suis penché sur les caractéristiques

que présentait cette façade d’un point de vue esthétique, technique et réglementaire. Ceci

dans le but de trouver des axes d’amélioration et des solutions adaptées. Au cours de cette

analyse je me suis appuyé sur les réglementations et les guides fournis en annexe p.8 et 9 (le

guide « Règles de l’art Grenelle Environnement 2012 - Guide : Balcons et coursives

métalliques rapportés » et le document du CSTB « Principes constructifs pour l’Accessibilité

des balcons, des loggias et des terrasses ») ainsi que sur diverses documentations concernant

des produits techniques.

4.2.1. Problèmes soulevés

4.2.1.1. Confort, esthétique et tenue dans le temps

- Les menuiseries étant en applique extérieure il faudra que leur étanchéité soit

adaptée afin d’éviter un phénomène de ruissellement le long de la façade et

d’infiltration au niveau de l’isolation.

- La solution en caillebotis métallique peut présenter des gènes au niveau sonore et

entraîner une propagation de vibrations dans la structure métallique d’étage en

étage.

- De plus ces caillebotis métalliques sont des surfaces percées qui peuvent

présenter des problèmes au niveau du confort des usagers en laissant passer les

liquides d’un niveau à l’autre.

- Les tubes devront conserver une bonne tenue dans le temps, et leur assemblage

devra être adapté et contrôlé.

- Il faudra aussi trouver une solution afin de rendre invisibles les liaisons entre les

poteaux et les traverses.

- Un choix devra être fait sur le système de mise en peinture des surfaces

métalliques (en atelier ou sur le chantier en fonction des différentes contraintes de

construction auxquelles il faudra faire face en phase de travaux).

4.2.1.2. Technique

- Pour limiter les déperditions thermiques et afin de répondre à la Réglementation

Thermique 2012 une solution technique devra être trouvée au niveau de la liaison

entre le béton et les consoles.


21

- Un traitement particulier des tubes (poteaux et traverses) devra être effectué ainsi

qu’une mise en œuvre surveillée. Ce type de profilés est en effet propice à la

corrosion intérieure en cas de condensation lors de fortes variations de

température.

- Le système de soutien des caillebotis doit être développé car il manque de

précision au niveau des fixations et de la trame.

- Au niveau des brise-soleil nous sommes confronté à plusieurs problèmes : la

question de l’entretien se pose, en effet la solution proposée ne permet pas un

nettoyage aisé et sans risques des brise-soleil. De plus ces brise-soleil doivent être

accessibles et manipulables par tous ce qui n’est pas le cas pour le moment. Il

s’agira donc de développer une solution adaptée qui comprend ces paramètres

tout en respectant la volonté architecturale d’avoir des brise-soleil horizontaux en

saillis par rapport à la structure. De plus on cherchera à avoir le moins de

mécanismes possible afin de réduire les risques de détérioration du matériel au

cours du temps.

- Les différents systèmes d’accroche des brise-soleil et des garde-corps devront être

étudiés en détail afin de permettre une mise en œuvre simple et rapide en cours

de chantier.

- Au niveau de la solution au stade de l’APS il manque aussi le développement

d’un système de récupération d’eaux pluviales qui devra être le moins visible

possible.

4.2.1.3. Réglementaire

- L’ensemble de cette structure rapportée devra répondre à une tenue au feu

spécifique afin d’éviter qu’elle ne s’effondre en cas d’incendie.

- Il faudra également vérifier la réglementation au niveau du bâtiment en matière

de communication des flammes d’un étage à un autre (règle du « C + D »).

- La solution devra aussi prendre en compte la réglementation des personnes à

mobilité réduite.

L’adaptation de tous ces points nécessite bien sûr de prendre en considération les

conditions de travail. Il faudra ainsi penser aux modes constructifs utilisés lors du

développement des différentes solutions.

4.2.2. Aspect financier

Lors du rendu du projet un détail des différents coûts est fourni par la maîtrise d’œuvre afin

que la maîtrise d’ouvrage puisse contrôler son budget et ses attributions. Ces prix sont basés


22

sur les plans d’APS. Dans notre cas la maîtrise d’œuvre a alloué à la façade un budget

d’environ 8,5 millions d’euros. A la vue des différentes problématiques détaillées

précédemment nous nous sommes alors demandé si le prix réel n’allait pas être supérieur. En

effet, il se peut qu’en développant des solutions plus complètes on se retrouve face à

certains surcoûts non prévus initialement. C’est pourquoi nous avons travaillé en parallèle

avec des entreprises lors du développement de la façade.

4.2.3. Points de réflexion

Il a donc été choisi de procéder au développement d’une solution plus complète en menant

en parallèle un travail avec des entreprises spécialisées afin d’obtenir leurs avis technico-

financiers sur nos propositions. Ces contacts ont pour but d’avoir une idée plus précise de ce

qui est effectivement réalisable et de nos limites. Mais aussi d’obtenir un pré-chiffrage global

du lot façade qui pourra être comparé avec les budgets alloués.

Mon travail a donc consisté à trouver des solutions pour optimiser les procédés en prenant en

compte les différents aspects législatifs, esthétiques, techniques et économiques.

L’adaptation de tous ses points devra également prendre en considération les conditions de

travail avec le développement d’un volet précisant les différents modes constructifs choisis.


23

5. Premiers contacts avec les entreprises

A ce stade et après avoir fait le point sur l’ensemble des problématiques liées à la façade, il

a été nécessaire d’avoir un regard extérieur concernant les différentes solutions qu’il était

possible d’apporter au projet, ainsi qu’une idée des coûts liés à ces adaptations. Il a donc

été choisi de prendre contact avec des entreprises spécialisées afin d’obtenir leurs réactions

et leurs avis techniques vis-à-vis de cette façade. Le but étant de leur présenter nos

remarques et nos axes d’amélioration afin de trouver ensemble des solutions adaptées aux

différents problèmes auxquels nous étions confrontés.

5.1. Les entreprises

Suite à des recherches ou par le biais de contacts sur des chantiers précédents, différentes

entreprises ont été contactées, ces dernières pouvant réaliser tout ou partie de la façade.

Entreprise Localisation Types de service

Façade

Bluntzer Mulhouse Menuisier, façadier, platelage, GC et

BSO

Metal Sigma Strasbourg Menuisier, façadier, platelage, GC et

BSO

Baumert CM Erstein Charpentier métallique, GC et BSO

Bugal Paris Platelage, GC et BSO

SAPA + ATALU Erstein Menuisier, façadier

Menuiserie K-line Paris Menuisier

Jacob Lutterbach Menuisier

Sols extérieurs Bangui Illkirch Sols coulés

Alsace Carreaux Strasbourg Carrelage

Figure 17 Tableau récapitulatif des entreprises et de leurs services

5.2. Les documents fournis

Afin que les entreprises cernent bien le projet et qu’elles puissent prendre en compte

l’ampleur des travaux, il a fallu réaliser un document dit de « pré-consultation » pour chacun

des 3 lots (façade, menuiserie, sols extérieurs).

Ces documents sont fournis en annexe p.10 à 13, ils contiennent :

- Les plans d’ensemble du projet

- Les plans des façades, des balcons et des coursives

- Une notice descriptive sommaire des différents éléments

- Un métré complet des éléments au stade de l’APS


24

5.3. Les axes de travail

Une fois les documents fournis une date de rendez-vous est convenue afin de s’entretenir sur

le projet. A ce moment les différentes problématiques auxquelles nous sommes confrontés

sont présentées, ainsi que les solutions envisagées. Ceci dans le but d’avoir le point de vue et

l’avis technique d’entreprises sur le sujet. Les réactions des entreprises concordaient

relativement bien avec les différentes analyses qui avaient été effectuées en amont. Les

solutions présentées par l’architecte ne prenaient effectivement en compte tous les

paramètres.

C’est à partir de ces discussions qu’il a été possible de développer des solutions adaptées à

la façade et industriellement viables.

5.4. L’aspect financier

Les différentes entreprises ont été également chargées de réaliser une première estimation

de prix des éléments les concernant. En considérant ainsi les chiffrages, il devenait alors

possible d’évaluer le coût global de la façade au stade de l’APS, de vérifier si les différents

budgets alloués par la maîtrise d’œuvre correspondaient à la réalité et de réaliser une

comparaison entre les entreprises. Il a été constaté une difficulté à récupérer des chiffrages

conformes à nos attentes. En effet, comme le projet ne commence pas immédiatement et

que les détails ne sont pas encore entièrement développés, les entreprises ne veulent pas

s’engager trop vite sur un prix. Ces premiers chiffrages ne sont donc pas significatifs car des

évolutions sont amenées à être réalisées par la suite, mais ils ont permis d’avoir une première

approche du coût.

Ci-après est présentée la base de chiffrage des différents postes concernant la façade.

Budget estimatif Prix annoncé Entreprise

Façade RdC/Entresol 900 000,00 € 849 135,40 € Jacob

Chassis 1 500 000,00 € 1 261 344,00 € Jacob

BSO 2 000 000,00 € 2 344 320,00 € BCM

Charpente+caillebotis 1 700 000,00 € / /

GC 650 000,00 € 852 480,00 € BCM

Revetement facade 1 700 000,00 € 1 728 467,02 € Bluntzer

Total 8 450 000,00 € /

Figure 18 Tableau de chiffrage estimatif sur la base de l'APS et des premiers métrés

Dans l’ensemble les budgets alloués par la maîtrise d’œuvre semblent correspondre

relativement bien aux différents coûts annoncés par les entreprises. Cependant il existe une

véritable interrogation concernant la charpente métallique et la structure des balcons pour

lesquels il n’y a pas eu de retour fixe. Ceci est notamment dû au fait que les balcons doivent


25

encore être développés et qu’ils représentent un réel enjeu technique et financier. Il s’agira

ainsi d’obtenir au final une solution qui concorde aussi financièrement avec les attentes

d’Icade. Il sera donc très important lors du développement des solutions de balcons et de

charpentes de garder un œil sur le coût de réalisation et de pose.

Cette première approche est encourageante car les prix semblent bien correspondre, mais

l’avancement dans le projet verra peut-être ces prix évoluer à la hausse lorsque certains

détails devront se préciser.

5.5. Conclusion sur le travail avec les entreprises

Ce contact avec les entreprises a donc permis d’échanger sur des solutions de façade

pertinentes et optimisées. Ceci en ayant une idée sommaire des prix et des possibilités

techniques à disposition.


26

6. Développement de solutions

A partir des différentes problématiques qui se présentaient (cf. 4.2. Analyse de la solution au

stade de l’APS) et des contacts d’entreprises, il a donc fallu réfléchir à un résultat global de la

façade qui répondrait au mieux à toutes les attentes, celles de l’architecte mais également

aux éventuelles contraintes que les entreprises pourraient rencontrer en phase de travaux.

6.1. La volonté architecturale et le concept

Au cours du développement des solutions, il a fallu prendre en compte les différentes

exigences architecturales auxquelles le projet était soumis. En effet, le projet ayant été validé

et le permis déposé, il paraissait difficile de modifier radicalement l’apparence générale du

bâtiment. Il a donc fallu trouver des axes d’optimisation en adéquation avec le visuel

général du projet. Il a également été évoqué le développement d’une solution de balcons

et de coursives en béton qui conserverait l’aspect désiré avec une facilité de mise en œuvre

et un gain économique. Cependant, le cabinet d’architectes s’est montré plus réticent sur

ce point. C’est pourquoi il a été décidé de se concentrer sur le développement et

l’optimisation de la solution métallique.

Figure 19 Aperçu d'un balcon

Dans les parties suivantes on développera la solution d’une structure en acier. Suite aux

différentes recherches d’optimisation une solution de balcons rapportés a été choisie. Le

principe général est de monter l’ensemble de la structure porteuse d’une part, puis par la

suite, de venir y fixer les éléments de balcons et de coursive. Ces éléments préfabriqués

devront ainsi répondre à l’ensemble des problématiques posées précédemment mais

également prendre en compte les différentes cinématiques de montage et de réalisation.


27

6.2. Rappel des problématiques (cf. 4.2.)

Ci-dessous un rappel de l’ensemble des problématiques associées à la solution proposée

initialement.

Problématiques soulevées

Confort,

esthétique et

tenue dans le

temps

Infiltration de l'isolant au niveau des menuiseries extérieures

Gêne sonore du caillebotis

Gêne de confort du caillebotis due aux percements

Tenue dans le temps de la structure porteuse et des assemblages

Aspect des nœuds de liaison

Choix de mise en peinture

Technique

Liaison entre les consoles et le mur béton

Traitement des tubes contre la condensation

Traitement du soutien des balcons et des coursives

Problématique des brise-soleil

Traitement des accroches des brise-soleil et des garde-corps

Traitement des eaux pluviales (EP)

Problématique de montage en phase travaux

Réglementaire Résistance au feu et normes incendie

Réglementation d’accessibilité aux personnes à mobilité réduite (PMR)

Figure 20 Tableau des problématique de la façade au stade de l'APS

6.3. Le développement de solutions

A partir des différents points sujets à réflexion (cf. 4.2. et 6.2.) il a fallu chercher des solutions

optimisées pour répondre à toutes les problématiques, ceci dans le but de rendre

performante et esthétique la façade du projet. Ce développement a été réalisé en prenant

en compte les différents avis techniques et financiers des entreprises, les retours de

précédents chantiers ainsi que les différentes normes en vigueur. Les paragraphes suivants

présentent la réflexion qui a été menée pour arriver à une solution esthétiquement,

techniquement et financièrement complète.


28

6.3.1. La structure métallique

6.3.1.1. La tenue dans le temps

Afin d’obtenir un bonne tenue de la structure, les profilés sont galvanisés à chaud. Cette

action consiste à recouvrir le profilé de zinc afin de le protégé de la corrosion, ce qui

entraine une durée de vie et une tenue meilleures du produit.

Choix : Galvanisation à chaud

L’architecte a choisi des profils tubulaires carrés pour réaliser cette structure, cependant ce

genre de profilé est propice à de la corrosion interne. En effet, sous l’effet des variations de

température de la condensation peut être amenée à se former à l’intérieur des tubes,

produisant alors de l’eau stagnante et diminuant ainsi la durée de vie de l’ouvrage. La

solution retenue pour contourner ce problème consiste à percer régulièrement les tubes afin

de permettre une évacuation de cette eau condensée.

Choix : Percement régulier

6.3.1.2. Natures des assemblages

Afin d’obtenir des fixations invisibles il semblerait que le soudage soit la meilleure solution,

cependant avec la galvanisation à chaud il ne sera pas possible de souder les éléments

entre eux lors de la phase de chantier. En effet, cette méthode détruit la couche protectrice

formée par le zinc et ne protège donc plus le profilé. Ainsi tous les assemblages qui devront

être réalisés sur le chantier seront nécessairement des assemblages démontables (boulons

etc…) afin de conserver la galvanisation. Il sera cependant possible de souder des pièces

entre-elles mais ceci se fera en atelier avant le passage dans le bain galvanisant.

Choix : Mise en œuvre d’assemblages démontables en phase de chantier mais possibilité de

souder en phase de préfabrication

6.3.1.3. La peinture

La peinture de la structure peut être effectuée soit sur le chantier, soit en atelier lors de la

fabrication des pièces. Les 2 possibilités présentent leurs avantages et leurs inconvénients, en

effet :


29

Peinture

Sur chantier En atelier

Avantages Pas de détérioration si effectuée à la fin Prix plus faible

/ Contrôle strict des teintes car en atelier

Inconvénients Rendu moins uniforme car sur chantier Détérioration possible lors des travaux

Prix plus important /

Figure 21 Tableau comparatif du choix de peinture

Ici la nature du projet a joué un rôle dans le choix final, en effet en phase de travaux

l’ensemble des corps de métiers travaillant à l’intérieur du bâtiment auront besoin de zone

d’accès et de zone de stockage aux différents étages. Il apparait plus simple et pratique que

leurs approvisionnements se fassent à l’aide de la grue au niveau des balcons et des

coursives plutôt que par l’intérieur du bâtiment. Ceci impliquera ainsi beaucoup de

mouvements dans ces zones qui ne pourront être protégées des chocs et des rayures

éventuelles. C’est pourquoi le choix s’est porté vers de la peinture effectuée sur le chantier

dans la phase finale des travaux. Ceci permettra de livrer une structure non-détériorée. En

revanche ce choix a aussi ses inconvénients. Tout d’abord la teinte ne sera pas forcément

aussi uniforme que pour une peinture réalisée en atelier, car les conditions de mise en œuvre

peuvent changer d’un jour à l’autre. Ensuite le coût sera plus élevé car une peinture sur

chantier représente des contraintes de réalisation plus importantes qu’en atelier.

Choix : Peinture réalisée sur le chantier dans une phase finale des travaux pour éviter les

détériorations en cours de chantier

6.3.1.4. Assemblages de la structure porteuse

A la vue des dimensions des poteaux, des traverses et des consoles constituant la structure

porteuse il est peu probable que des parties de structure constituées de 2 ou 3 travées

arrivent préfabriquées sur le chantier. Leur emprise et leur taille représentant des contraintes

trop importantes de transport et de stockage.

- 2 travées : hauteur 2,90 m, longueur 13,32 m, profondeur de 0,60 m à 2,20 m,

masse 765 kg.

- 3 travées : hauteur 2,9 0m, longueur 19,98 m, profondeur de 0,60 m à 2,20 m,

masse 1 100 kg.

Ainsi un approvisionnement de pièces indépendantes sera préféré avec une mise en œuvre

un à un des éléments sur place.

Il a été vu précédemment que le soudage été exclu sur le chantier à cause de la

galvanisation. De plus la volonté architecturale a été d’avoir des fixations le moins visibles

possible entre ces éléments. Il a donc fallu développer des principes d’assemblages qui


30

permettraient à la fois d’assurer la stabilité mais aussi de répondre à ce critère esthétique.

Figure 22 Désignation des assemblages de la structure porteuse

- Assemblages entre le mur béton et les consoles :

Les deux éléments sont fixés à l’aide d’une platine. Elle est soudée au profilé de la console et

fixée à l’aide de boulons à la façade de façon à créer une liaison rotule entre les deux

éléments. Cette liaison a pour but de maintenir latéralement la structure métallique et de

l’accrocher au reste du bâtiment à tous les niveaux.

Cette solution convient parfaitement dans la mesure où l’isolation étant réalisée par

l’extérieur elle recouvrira l’assemblage afin d’obtenir le rendu escompté.

Ces assemblages étant les seuls points d’accroche de la structure métallique sur le bâtiment

c’est dans ces zones que l’on trouvera des ponts thermiques. Ces ponts restent relativement

ponctuels, mais dans le but de limiter au maximum les déperditions il a été choisi d’employer

des rupteurs thermiques au niveau de l’assemblage. Les rupteurs de ponts thermiques sont

des éléments particuliers destinés en premier lieu à réduire les fuites de chaleur vers

l’extérieur, et ainsi d’améliorer les performances thermiques du bâtiment. Certains types de

rupteurs thermiques doivent également permettre la transmission des sollicitations entre les

deux éléments qu’ils séparent, ce qui est le cas dans ce projet. Ainsi le rupteur thermique

devient à la fois un organe de fixation et un élément d’isolation. Sa mise en œuvre nécessite

une prise en compte lors de la conception du gros œuvre car son système d’ancrage est

constitué d’armatures qui doivent être coulées dans la dalle.

Un traitement particulier avec la mise en place de joint en silicone étanche doit également

être pris en compte à la jonction entre le revêtement et la console pour éviter toute

infiltration d’eau à ce niveau.

Choix : Consoles fixées à l’aide de platines avec la mise en place d’un rupteur de pont

thermique

Béton/Console

Traverse/Platelage

Poteau/Console/Traverse


31

Figure 23 Schéma de l'assemblage béton/console

- Assemblages de l’ensemble poteau/traverse/console :

Pour ces assemblages la maîtrise d’œuvre désirait avoir des nœuds ne présentant pas de

fixations apparentes. Après de longues recherches en parallèle avec des entreprises de

construction métallique, aucune solution n’a pu être trouvée car la forme tubulaire des

poteaux s’avère trop contraignante. Cette forme engendre des contraintes de place et de

montage qui ne peuvent pas être réglées, il a donc fallu se pencher sur d’autres solutions

plus classiques utilisant des boulons, des pattes de fixations, des oreilles et des trous-oblong.

Choix : Assemblages réalisés à l’aide de pattes de fixations boulonnées

- Assemblages entre les traverses et le support du platelage :

Les différents constituants des balcons doivent être supportés par des éléments fixés aux

traverses. Cette poutraison doit permettre un soutien aisé ainsi qu’une mise en œuvre simple.

Dans un premier temps il a été évoqué des éléments qui viendraient se fixer entre les

traverses et la façade. Cependant cette solution représente trop de contraintes à la fois de

montage et de déperditions thermiques.

Le choix s’est alors porté sur des éléments constitués de petits profilés tubulaires en porte-à-

faux fixés aux traverses et espacés de 740 mm. Ces éléments devant être discrets ils seront

soudés aux traverses, ce qui implique un montage en atelier pour ne pas perdre la

galvanisation des tubes (cf. 6.3.1.1.). Dans les zones de balcons cette poutraison devra être

renforcée avec des profils mis en œuvre parallèlement à la façade afin de reprendre les

charges plus importantes à ce niveau-là.

Choix : Support en porte-à-faux soudés en atelier aux traverses

Mur béton

Rupteur

thermique

ancré

Isolant

Revêtement

Platine

Console


32

Figure 24 Schéma de l'assemblage traverse/platelage

6.3.2. La première peau

6.3.2.1. Les menuiseries extérieures

Les menuiseries extérieures sont seulement constituées de portes fenêtres coulissantes à 2, 3

ou 4 vantaux. Ces menuiseries sont posées en applique extérieur ce qui signifie que le cadre

de la menuiserie doit préalablement être fixé au nu du mur béton. Ce cadre est fixé à l’aide

d’équerres dont les dimensions dépendent de la position finale que l’on souhaite donner à la

menuiserie. Dans ce projet, les menuiseries doivent se situer dans le prolongement de la

façade de façon à obtenir la surface la plus plane possible.

La règlementation concernant les personnes à mobilité réduite indique qu’un ressaut de plus

de 20 mm n’est pas réalisable afin de permettre l’accès aux balcons. Il a donc fallu choisir

des menuiseries spécialement adaptées et régler la hauteur du balcon afin d’obtenir un

accès ne présentant aucun obstacle.

Choix : Menuiseries adaptées à la réglementation PMR

6.3.2.2. L’isolation

Choix : L’isolation est effectuée par l’extérieur avec 160 mm de laine de roche fixée

mécaniquement à l’aide de chevilles sur le mur béton.

Support de

platelage en

porte-à-faux

soudé sur la

traverse

Traverse Emplacement du

platelage des

balcons/coursives

1ère peau

(Béton / Isolant

/ Revêtement)


33

6.3.2.3. Le revêtement de façade de la première peau

Le rendu désiré par l’architecte correspond à une première peau de couleur bleu avec un

aspect tel que le bâtiment puisse restituer une certaine lumière. Le rendu désiré n’étant pas

possible à obtenir avec un enduit classique, il a fallu se tourner vers d’autres solutions.

Le choix le plus évident pour cette première peau s’est ainsi dirigé vers des éléments qui

viendraient se fixer sur des rails préalablement installés sur la façade. Le rendu doit limiter au

maximum les joints entre les éléments en les tramant au mieux avec le rythme de la structure

métallique. Différents matériaux peuvent être mise en œuvre de cette façon : des

parements minéraux ou des cassettes métalliques.

- Les parements minéraux offrent un grand choix de rendu et une mise en œuvre

sur rails relativement aisée. Cependant cette solution entraîne sur la façade une

charge qui n’est pas négligeable. De plus le produit est assez cassant vis-à-vis des

éventuels chocs qu’il pourrait subir sur les balcons, et les dimensions maximales

des éléments posés sont assez faibles (pas plus de 1 m x1 m). Ce qui ne permet

pas de couvrir de grandes surfaces sans joints visibles. Les parements minéraux

restent aussi une solution assez onéreuse.

Figure 25 Rendu d'un parement minéral

- Les cassettes métalliques permettent d’obtenir un rendu cohérent avec la

structure métallique tout en faisant ressortir cette dernière. Les possibilités au

niveau des couleurs sont très larges avec des gammes pouvant changer de ton

en fonction de la lumière incidente.

Les cassettes sont pliées sur les 4 bords pour créer un joint creux entre les

panneaux. Elles sont fixées sur des rails ou sur le bord de la menuiserie par des vis

en fond de joint afin d’avoir des fixations invisibles. Les vis passent au travers de

trous pré-percés plus grands afin de permettre la dilatation thermique. (Des

extraits du guide de mise en œuvre de ces cassettes sont fournis en annexe figure

66 à 68) Il existe des cassettes qui se fixent par des systèmes de coulisseaux avec

des encoches sur le bord de la cassette ce qui permet une mise en œuvre très


34

simple. Cependant ce système s’avère pour l’instant assez onéreux.

Ces panneaux métalliques peuvent avoir des dimensions allant jusqu’à 3 mx1.2 m

et sont donc bien adaptés au projet.

Le béton étant isolé derrière les cassettes, une lame d’air de 20 mm ventilée par

des trous dans le joint creux doit permettre d’éviter la condensation au dos de la

tôle.

Figure 26 Rendu de cassettes métalliques

Choix : Cassettes métalliques fixées à l’aide de rails


35

Figure 27 Aperçu de la première peau de la façade

Figure 28 Plan de calepinage des cassettes métalliques au niveau de la coursive

6.3.3. Le revêtement de sol

Au cours de l’analyse du projet au stade de l’APS, des problèmes de confort, liés

essentiellement à la mise en place de caillebotis comme revêtement de sol, ont été

Menuiserie

Patte de

fixation du

rail

Chape

Cadre de la

menuiserie

Equerre de

fixation du

cadre de la

menuiserie

Isolation

Rail

Mur béton

Cassette

métallique

de couleur

bleue


36

remarqués. Afin de palier à cette difficulté, différentes options de revêtements ont été

envisagées. Ces solutions devant reprendre la couleur bleue de la façade afin de conserver

une unité dans le projet.

6.3.3.1. Résine coulée « dans » le caillebotis

Cette solution consiste à couler une résine à l’intérieur des interstices du caillebotis. Ce qui

permettrait de régler le problème de confort lié à la chute de liquide ou d’objet d’un étage

à un autre. Cependant en contactant les entreprises il a été constaté qu’il n’existait aucun

produit sur le marché qui pourrait garantir une tenue dans le temps correcte. En effet, ce

système entrainerait des dilatations thermiques des caillebotis et un travail trop important de

la résine.

6.3.3.2. Carrelage

Le carrelage est une solution qui reste plus adaptée aux balcons en béton. En effet il

nécessite une surface d’accroche qu’il faudrait installer complétement sur cette structure

métallique et dont le coût reste relativement important.

6.3.3.3. Résine coulée

Couler une résine nécessite un support qui peut éventuellement lui servir de coffrage. Cette

solution apparait intéressante dans la mesure où cette technique peut amener le rendu

voulu par l’architecte en évitant les joints entre les éléments. De plus elle correspond à une

solution totalement imperméable. Il faut cependant s’assurer que la résine est réalisée dans

les bonnes conditions, ces dernières jouant un rôle important dans la durée de vie du produit.

Dans notre cas la résine doit être coulée directement sur un profil-support adapté afin

d’obtenir le rendu escompté avec une mise en œuvre aisée. Cependant cette solution

représente un inconvénient en phase de travaux car la surface de pose étant pleine elle ne

donne pas accès à la partie inférieure du balcon, zones où certains traitements

d’imperméabilisation seront nécessaires.


37

Figure 29 Principe de la résine

6.3.3.4. Lames emboîtables

Le revêtement peut aussi être constitué de lames emboîtables en aluminium qui seraient

mises en place directement sur le profil-support. Ce choix peut paraître judicieux dans la

mesure où il ne nécessite pas de conditions de mise en œuvre particulières. De plus cette

solution n’a pas besoin d’une surface de support totalement pleine, les lames pouvant

reposer sur plusieurs appuis. Le seul inconvénient étant le rendu visuel présentant des joints

entre les lames.

Figure 30 Principe des lames emboîtables

Choix : Lames emboîtables fixées sur un profil-support incluant leurs appuis

6.3.4. Traitement des eaux

La maîtrise d’œuvre n’ayant pas développé de système de récupération des eaux au stade

de l’APS, il a fallu penser à un système complet, compact et simple à mettre en œuvre. C’est

par le biais de la préfabrication qu’il a été possible de développer une telle solution. En effet

le processus de préfabrication peut permettre de répondre à de nombreuses attentes si

l’ensemble des problématiques sont étudiées en amont. De plus ce procédé va aussi

Lames

emboîtables

Résine

coulée

Profil-support

Supports


38

permettre d’obtenir un rendement sur le chantier plus important et une qualité de finition

contrôlée.

Dans le cadre du projet il a été choisi de réaliser un profil de balcons et de coursives qui va

servir à la fois de structure de support pour le revêtement et de traitement des eaux pluviales.

6.3.4.1. Les eaux de ruissèlement

Les menuiseries étant en applique extérieure il a fallu trouver une solution adaptée afin que

les eaux pluviales ruisselant sur la façade et les menuiseries ne s’infiltrent pas au niveau de

l’isolant.

Afin de solutionner ce problème nous avons choisi de fixer une tôle au bas de la menuiserie.

En fonctionnant comme une gouttière cette tôle a un double rôle. D’une part elle a pour but

de protéger la façade en prévenant toute infiltration au niveau de la menuiserie, d’autre

part elle permet l’évacuation des eaux pluviales en les éloignant de la façade. Cette tôle

n’est pas comprise dans le profil préfabriqué présenté ci-après, car elle doit également

permettre de rattraper les tolérances de construction entre la façade et la structure

métallique.

Choix : Mise en place d’une tôle de rejet d’eau au droit de la menuiserie

6.3.4.2. Les eaux pluviales

Les eaux pluviales correspondent aux eaux tombant directement sur le balcon ou la

coursive. Elles doivent impérativement être évacuées afin d’éviter toute accumulation ou

inconfort pour les usagers. Ayant choisi un revêtement composé de lames emboitables non

étanches il a fallu penser à un système de récupération des eaux placé directement sous le

revêtement car l’eau passera entre les lames.

La solution consiste à mettre en œuvre un profil qui aura pour but de traiter ces eaux tout en

assurant le maintien du revêtement et ceci dans un espace restreint. Le profil est composé :

- D’une plaque horizontale assurant le maintien de l’ensemble du complexe.

- Au-dessus on trouve une seconde plaque, celle-ci est inclinée et va permettre

l’évacuation des eaux vers un chéneau situé du côté de la traverse.

- Afin de maintenir l’ensemble, des plaques verticales sont également mises en

place, elles présentent des perforations afin de permettre l’écoulement des eaux.

- Sur ces plaques verticales sont soudés les supports pour les lames emboitables.

Ces supports sont légèrement inclinés afin que l’eau puisse aussi s’écouler sur les

lames.

- Un caillebotis est posé du côté de la façade afin de permettre l’entretien et

d’assurer la transition entre l’intérieur et l’extérieur. Il est maintenu d’un côté par le

rebord du profil préfabriqué et de l’autre par l’angle de la tôle fixée, tous deux

prévus à cet effet.

- Le chéneau du côté de la traverse est en pente afin de diriger les eaux en un seul


39

point d’évacuation.

- Une fois les eaux dirigées dans le chéneau elles sont amenées à l’extrémité du

complexe dans une descente située dans les poteaux de la structure porteuse,

ce qui permet un gain de place et donne une solution esthétique.

Ce profil a dû être adapté au niveau des hauteurs afin de répondre à l’accessibilité des

personnes à mobilité réduite. Il a été étudié pour que la mise en œuvre soit la plus aisée

possible en répondant aux différentes contraintes de montage (une partie concernant le

phasage seul de la façade est développée dans une partie suivante cf. 6.6.).

Choix : Mise en place d’un profil préfabriqué

Figure 31 Aperçu du profil de la coursive

Traverse

Support tubulaire soudé

à la traverse

Première peau

de la façade

Profil

préfabriqué

Tôle fixée à la

menuiserie Caillebotis

Lames

emboîtables


40

Figure 32 Détail du profil de la coursive

Figure 33 Cinématique d'évacuation des eaux

Tôle de rejet des eaux de

ruissèlement

Support incliné de

récupération des eaux

Chéneau

incliné

Supports des lames

emboîtables

Caillebotis Maintiens verticaux

percés

Eau pluviale Eau de ruissèlement

Evacuation des eaux vers le chéneau


41

Figure 34 Solution du traitement de la descente des eaux pluviales au bout du chéneau

6.3.5. Les brise-soleil et les garde-corps

6.3.5.1. Les brise-soleil

Il a été vu précédemment que les brise-soleil prévus initialement présentaient des problèmes

d’entretien et d’utilisation notamment dûs au fait que leur mobilité n’est qu’horizontale. Il a

donc fallu reprendre la conception de cet élément tout en conservant son aspect visuel

dans le projet.

Afin de rendre l’entretien des brise-soleil possible la technique de mobilité a changée. Le

mécanisme de translation horizontale est remplacé par une solution en rotation autour d’un

axe. Pour cela la forme générale change légèrement, elle est constituée d’un bandeau

vertical de 60 cm fixé perpendiculairement à un second bandeau de 82 cm. Ceci dans le

Traverse

Poteau

Console

1ère peau

Descente

principale

Raccordement

entre le

chéneau et la

descente


42

but de conserver les éléments en saillis pour marquer visuellement la structure et avoir une

animation dans la façade en fonction du positionnement du brise-soleil. Le brise-soleil en

forme de L peut ainsi se retrouver dans différentes positions, il est alors plus aisé de nettoyer

l’élément depuis le balcon. Cette rotation est commandée mécaniquement par une

manivelle placée au droit des poteaux.

L’aspect, lui, ne change pas. Il s’agit toujours de tôles micro-perforées dans un cadre,

l’élément reste fixé aux traverses à l’aide de montants au bout desquels seront donc placées

les liaisons pivots assurant la rotation des modules. Des attentes soudées sur les traverses de la

structure porteuse devront être prévues pour pouvoir accueillir les brise-soleil qui seront fixés

par la suite.

Le nombre de brise-soleil par trame a également évolué en passant de 4 éléments à 2

éléments tous les 6,66 m, ceci dans le but d’augmenter la longueur des éléments, ce qui

permet de réaliser des économies d’échelle. Mais ce choix permet aussi de diminuer le

nombre de commandes et de mécanismes ce qui signifie moins de problèmes techniques

liés à la maintenance.

Cependant, même si cette solution semble intéressante, certains points doivent encore être

corrigés ou adaptés :

- La taille imposante des brise-soleil choisie par l’architecte (60 cm de haut pour 82

cm de long) rend l’entretien difficile sur les coursives par manque de recul. En

effet, sur la figure 35 on observe bien que si l’on veut effectuer l’entretien des 2

faces aisément, le recul doit être d’au moins 71 cm. Or la place disponible n’est

que de 55 cm à partir de l’axe du brise-soleil. Il s’agira ainsi de demander à ce

que cet élément soit réduit ce qui permettrait également de réduire la charge sur

les traverses.

- La course de rotation doit être suffisante pour que le nettoyage du brise-soleil ne

présente pas de danger pour l’utilisateur.

A l’heure actuelle aucune solution définitive n’a encore été trouvée.

Choix possible : Solution de brise-soleil en rotation autour d’un axe


43

Figure 35 Solution initiale

Figure 36 Solution envisagée à améliorer

Déplacement horizontal

Hauteur trop importante

pour l’entretien

Pas d’accès à la partie

supérieure du brise-soleil

pour l’entretien

Hauteur convenable pour

l’entretien

Recul trop

important au

niveau des

coursives (43cm

de large)

Accès aux deux faces

pour l’entretien

Rotation axiale


44

6.3.5.2. Les garde-corps

Au niveau des garde-corps il n’y a pas de changement important. L’aspect doit rester le

même que celui des brise-soleil, c’est-à-dire qu’ils seront eux aussi réalisés en tôles perforées

avec un processus de fabrication de l’ensemble qui va rester similaire. La longueur des

garde-corps suit celle des brise-soleil afin de conserver la cohérence du projet, soit 2

éléments par trame de 6,66 m.

Des attentes devront également être soudées sur la partie supérieure des traverses afin de

permettre la fixation des montants des garde-corps.

Choix : Solution de garde-corps du même type que les brise-soleil sans changement radical

par rapport à la solution initiale, ils sont fixés sur les traverses par le biais d’attentes soudées en

usine.

Figure 37 A gauche : Attentes soudées sur la traverse. A droite : pose du garde-corps boulonné à la

traverse

6.3.6. Les réglementations

La mise en place de balcons métalliques rapportés implique le respect de certaines

réglementations particulières. Au cours du développement des différentes solutions il a donc

fallu prendre en compte ces critères et vérifier les choix proposés.


45

6.3.6.1. La réglementation PMR

La loi indique que l’accessibilité des balcons, loggias et terrasses doit être possible par une

personne en fauteuil roulant. Pour cela certaines dispositions obligatoires doivent être prises.

Le document du CSTB « Principes constructifs pour l’accessibilité des balcons, des loggias et

des terrasses, p.6 » (cf. annexe p.9), et le cadre réglementaire indique que tout balcon,

loggia ou terrasse présentant une profondeur de plus de 60 cm doit respecter :

- Une largeur minimale d’accès de 0,80 m.

- Une hauteur du seuil de la menuiserie inférieure ou égale à 2 cm.

- Une hauteur de rejingot à ne pas oublier, égale à la hauteur minimale admise par

les règles de l’art pour assurer la garde d’eau nécessaire.

Dans notre cas l’ensemble de ces critères sont respectés par différents moyens qui ont été

pris en compte lors de l’élaboration de la solution. A noter que dans le cadre du projet seul

les balcons sont obligés de respecter ces critères, les coursives n’étant pas censées être

accessibles (profondeur inférieure à 60 cm). Cependant pour conserver la cohérence du

projet l’ensemble des balcons et des coursives a été réalisé comme accessible dans la

mesure où les dispositions n’allaient pas à l’encontre d’autres réglementations (cf. 6.3.6.2.2.

Résistance à la propagation verticale du feu par les façades, dans le cadre de l’hôtel)

- La largeur d’accès est assurée par des menuiseries d’au moins trois vantaux, dont

2 coulissants de 74 cm qui laissent ainsi un passage d’accès de 2 x 74 cm soit 148

cm. Le choix des menuiseries coulissantes a aussi un but pratique dans la mesure

où leur ouverture n’a pas d’emprise sur le passage d’une personne à mobilité

réduite.

- La solution développée a été ajustée de telle sorte qu’aucun seuil ne soit présent

lors du passage de l’intérieur vers l’extérieur. Ceci en utilisant une menuiserie

adaptée aux PMR, en ajustant le profil du balcon préfabriqué et en réglant la

hauteur de la tôle de rejet d’eau.

- La hauteur de rejingot est assurée par la tôle de rejet d’eau qui entraîne les eaux

dans le profil incliné.


46

Figure 38 Illustration du respect des normes PMR

Bilan : La réglementation PMR a bien été prise en compte en adaptant les différentes

hauteurs de profils et de menuiseries.

6.3.6.2. La réglementation incendie

La réglementation incendie concernant une structure métallique rapportée en façade de

bâtiment est soumise aux mêmes exigences règlementaires que le reste du bâtiment. Le

guide « Règles de l’art Grenelle Environnement 2012 - Guide : Balcons et coursives

métalliques rapportés » donne certaines indications concernant cet aspect de la

réglementation.

6.3.6.2.1. Stabilité au feu de la structure porteuse

La stabilité au feu de la structure porteuse dépend des conditions d’exploitation du

bâtiment. Toutefois, compte tenu de la localisation extérieure et de l’absence de potentiel

calorifique au voisinage direct des éléments, la vérification des éléments métalliques

rapportés en façade se fera en appliquant la méthode normative dite « des flammes

extérieures » relative à l’échauffement des structures extérieures. L’échauffement des

éléments extérieurs dépend principalement des dimensions des locaux, des pouvoirs

calorifiques présents dans ces locaux, de la nature des parois, des ouvertures, des dimensions

et emplacements de ces éléments par rapport à la façade. Cette vérification consiste à

s’assurer que l’échauffement maximal de chaque élément reste inférieur à sa température

critique. Les valeurs recommandées étant :

Accessibilité sans seuil

Hauteur de rejingot


47

- Poutres hyperstatiques : 570 °C

- Poutres isostatiques et éléments tendus : 540 °C

- Eléments comprimés : 500 °C

- Eléments soumis à la flexion et à la compression axiale : 500 °C

L’application de cette méthode permet l’utilisation d’éléments porteurs métalliques sans qu’il

n’y ait aucune protection rapportée sur ces éléments lorsque les conditions suivantes sont

respectées :

- Le niveau de chargement en situation d’incendie est relativement faible.

- Les éléments de structures sont hors des flammes, ce qui permet le maintien de la

température en-dessous de 500 °C et donc de la stabilité au feu de l’élément. Il

s’agit donc de placer les poteaux dans une zone protégée à l’écart des

différentes ouvertures. Si un poteau est situé devant une ouverture, il doit être

éloigné de cette dernière d’environ 2,5 m.

- L’emploi du bois est à proscrire afin d’éviter la présence de produits combustibles

Dans notre cas il a donc fallu étudier les différents plans afin de vérifier ces critères. On

constate que :

- Le chargement des balcons reste faible en situation d’incendie et en situation

normale. Ces derniers n’étant pas sujet à recevoir des charges conséquentes

dues à leur utilisation.

- Le positionnement hors flamme des éléments est vérifié : on ne trouve en effet

aucun poteau situé directement dans l’axe des différentes ouvertures. (cf. figure

39)


48

Figure 39 Plan de vérification de la position des poteaux par rapport aux ouvertures (idem pour le

bâtiment B)


49

- Il n’y a pas d’utilisation de bois prévue pour ce projet, ni pour les balcons, ni pour

le reste des bâtiments.

On constate donc que la stabilité au feu de la structure porteuse est bien vérifiée.

6.3.6.2.2. Résistance à la propagation verticale du feu par les façades

Afin de limiter le risque de propagation du feu, des exigences en termes de résistance à la

propagation du feu sont imposées aux façades de bâtiments et aux éléments rapportés sur

ces façades. Ainsi en plus des règles de résistance, des dispositions relatives à la règle du

« C+D » doivent être mises en œuvre. Ces règles dépendent essentiellement de la catégorie

de l’établissement réalisé. Dans notre cas différentes conditions doivent être vérifiées car les

catégories ne sont pas les mêmes sur l’ensemble du projet.

- La règle du « C + D » :

Cette règle impose une valeur minimale de la distance entre 2 baies superposées (distance

notée C) éventuellement complétée par une saillie du plancher (distance notée D).

Lorsque la règle doit être appliquée il convient de s’assurer de la conformité de la structure

rapportée en façade de bâtiment avec la performance au feu de l’écran formant le « C +

D ».

Figure 40 Extrait du "Guide : balcons et coursives métalliques rapportées"

- L’hôtel :

Cet établissement est considéré comme un établissement recevant du public (ERP). Les ERP

sont classés en 5 catégories selon leur effectif potentiel.


50

Catégorie Effectif

1 1500 < Effectif

2 701 < Effectif < 1500

3 301 < Effectif < 700

4 Effectif < 300

5 En dessous du seuil défini par type d'exploitation

Figure 41 Classements des ERP suivant l'effectif (arrêtés du 22 juin 1990 et 12 juin 1995)

L’hôtel est de catégorie 4. En effet même si l’on considère les 118 chambres pour 2 personnes

occupées (soit 236 personnes) et les divers employés de l’hôtel (environ 30 personnes)

l’effectif restera en dessous des 300 personnes.

On se réfère au tableau suivant pour savoir dans quelle mesure la règle du « C+D » doit être

prise en compte :

Etablissement occupant

entièrement le bâtiment

Etablissement occupant

partiellement le bâtiment

Catégorie de

l'établissement

Règle du "C

+ D"

Simple RDC RDC à un seul niveau Toutes catégories Non

Plancher bas du niveau le

plus haut situé à moins de

8m du sol

Différence de hauteur

entre les niveaux extrêmes

de l'établissement inférieur

ou égal à 8m

2ème, 3ème, 4ème Non

1ère Oui

Plancher bas du niveau le

plus haut situé à plus de

8m du sol

Différence de hauteur

entre les niveaux extrêmes

de l'établissement

supérieur à 8 m

2ème, 3ème, 4ème Oui

1ère Oui

Figure 42 Exigence de résistance au feu applicable aux ERP

La règle du « C + D » doit donc être appliquée ici. La réglementation indique que la distance

C + D doit être supérieure ou égale à 1m dans la partie du bâtiment comprenant l’hôtel.

Ce critère a bien été pris en compte dans la mesure où, pour l’hôtel seulement, le seuil est

monté de 20 cm au-dessus du niveau de la structure du plancher (cf. figure 43). Il est

important de préciser que cette mesure ne va pas à l’encontre de la réglementation PMR

car l’hôtel ne dispose que de coursives de profondeur inférieure à 60 cm (non accessibles) et

pas de balcons.


51

Figure 43 Schéma du critère du "C + D" pour l'hôtel

- Les logements :

Les bâtiments d’habitation sont classés par famille selon leur caractère individuel ou collectif,

prenant en compte le nombre de niveaux, la hauteur du plancher etc.

Famille Critère

1

Habitations individuelles isolées ou jumelées à un étage sur RDC au

plus

2

Habitations individuelles isolées ou jumelées à plus d’un étage sur

RDC

3

Habitations dont le plancher bas du logement le plus haut est situé

à 28 m du sol accessible

4

Habitations dont le plancher bas du logement le plus haut est situé

entre 28 et 50 m par rapport au sol accessible

Figure 44 Classements des bâtiments d’habitation en fonction des caractéristiques du bâtiment

Dans notre cas l’ensemble des logements et de la résidence étudiante fait partie de la 4ème

famille.

Pour les logements la règle du « C + D » ne s’applique qu’à partir de la 3ème famille et donne :

- 3ème famille – A : C + D ≥ 0,6 m

- 3ème famille – B et 4ème famille : C + D ≥ 0,8 m

La règle du « C + D » doit donc être appliquée ici et la réglementation indique que la

Seuil de 20 cm

Retombée de 80

cm

C = 80 cm + 20 cm = 1,0 m

D = 0,0 m

C + D = 1,0 m OK Extérieur


52

distance C + D doit être supérieure ou égale à 0,8 m.

Ce critère a bien été pris en compte dans la mesure où l’ensemble des retombées ont une

hauteur d’exactement 0,8 m. (cf. figure 45)

Figure 45 Schéma du critère du "C + D" pour les logements

Bilan : Dans le cadre de la réglementation incendie il n’y aura donc pas de précautions

particulières à prendre au niveau de la structure rapportée, car la structure des bâtiments, les

ouvertures et les porteurs métalliques ont été disposés et dimensionnés de façons à ne pas se

retrouver avec des zones présentant des conflits.

6.4. Plans

Une fois l’ensemble des paramètres pris en compte et les différentes contraintes respectées,

j’ai pu réaliser des plans à l’échelle de la solution envisagée afin d’avoir une idée très précise

de la place disponible et de la façon d’adapter le profil préfabriqué.

D’autres plans de détails sont fournis en annexe p.17.

Retombée de 80 cm

C = 80 cm

D = 0,0 m

C + D = 0,8 m OK Extérieur


53

Figure 46 Coupe du profil préfabriqué envisagé au niveau d’une coursive


54

6.5. Mise en œuvre des balcons rapportés

A partir de la solution de balcons qui a été développée il a fallu également se pencher sur

leur mise en œuvre d’un point de vue plus pratique. En effet, dans la mesure où une

entreprise va devoir réaliser ces profils, il est indispensable qu’un certain rythme de

construction et de pose puisse être trouvé afin de réaliser des économies. Le point positif est

que la structure des bâtiments et très régulière. Il y aura donc une répétitivité dans le mode

de construction qui peut nous permettre d’optimiser coût et délai.

Il a donc fallu, dans un premier temps, trouver une découpe judicieuse des profils de balcons

afin qu’ils puissent être mis en place le plus simplement possible. Le point important qui a

guidé ce calepinage étant le point de descente des eaux pluviales car celui-ci aura une

incidence directe sur le profil et notamment sur la pente à donner au chéneau.

Les descentes se trouvant dans les poteaux métalliques espacés de 6,66 m, il m’est apparu

logique de réaliser des profils de balcons de la moitié de cette trame soit 3,33 m. Ceci

permettrait d’avoir un profil assez grand pour réaliser des économies sur le coût de réalisation

mais suffisamment petit pour pouvoir être modulable et adaptable aux différentes situations.

Le profil étant séparé en deux, chaque partie déversera ses eaux dans la descente du

poteau accolé au profil. Ceci signifie que les profils devront être réalisés avec la bonne

pente de chéneau. Il faudra également mettre en place un système d’étanchéité entre les

joints des profils afin que l’eau se déverse d’un côté ou de l’autre et ne coule pas au niveau

inférieur. Cette étanchéité sera réalisée à l’aide d’une membrane collée sur les plaques

inclinées au niveau de la séparation entre deux modules.

Dans certains cas, où les poteaux se trouvent entre un balcon et une coursive, il faudra

également adapter le profil de manière à ce que l’eau puisse couler correctement vers le

chéneau.


55

Figure 47 Schéma de calepinage type pour la pose des balcons et des coursives

Modules

préfabriqués

Sens de la pente du

chéneau et de

l’écoulement des

eaux vers les

poteaux

Poteaux

Zones à

imperméabiliser et

à adapter aux

différences de

pente


56

Les trames étant régulières la même méthode est utilisée pour l’ensemble des balcons et des

coursives. Un plan complet de la division choisie est fourni en annexe p.18, ainsi qu’un

tableau recensant l’ensemble des différents modules qu’il faudra réaliser et assembler. Cette

partie a donc permis d’établir à l’avance les longueurs et les profondeurs de profils qui

permettront la préfabrication des différents modules à mettre en place. Ce travail de

calepinage permet également d’avoir une idée plus précise du processus de fabrication et

donc des coûts associés.

Figure 48 Extrait du calepinage fourni en annexe (Ici Bât A niveau R+1)

Après avoir réalisé le métré complet, on constate que seulement 2 types de profils sont

nécessaires (pour les balcons (2,20 m de profondeur) et pour les coursives (0,43 m de

profondeur)). Le module courant représente près de 45 % des modules à installer ce qui

signifie que près de la moitié des éléments seront identiques donc plus facilement réalisables

à la chaîne. En tout il y aura besoin de 13 types de modules différents pour un total de 1 768

modules ce qui semble raisonnable. De plus, ces profils ne varieront que suivant leur longueur

sans modification du profil. Ces 13 types de modules prennent également en compte les

différences de pentes de chéneau à adapter. Ce qui peut éventuellement être traiter à part

lors du processus de fabrication.

6.6. Phasage de la façade durant les travaux

L’ensemble des solutions développées a également nécessité la prise en compte des

différentes phases de construction. En effet, il est indispensable de penser à la réalisation sur

le chantier avant d’établir une solution, sans quoi elle deviendrait inutile ou très fastidieuse à

mettre en œuvre.

Dans notre cas la solution proposée a été étudiée afin que la mise en œuvre puisse

s’effectuer simplement et rapidement.


57

Présentation de la mise en œuvre des éléments de la façade :

La mise en œuvre de la façade va s’effectuer en 2 temps. Tout d’abord la première peau va

être installée ainsi que la structure métallique porteuse, puis dans un second temps, une fois

que toute cette partie aura été réalisée, les garde-corps, brise-soleil et les balcons

préfabriqués seront posés des niveaux supérieurs aux niveaux inférieurs.

6.6.1. Première phase

Figure 49 Cinématique du montage de la première phase

Etape 1 : Cette étape correspond à l’étape initiale. C’est à partir de cette situation que le

cycle de mise en place de la façade va s’opérer. L’échafaudage est monté au fur et à

mesure au niveau de la structure métallique, ceci dans le but de toujours garder un accès à

la façade pour mettre en place les différents éléments. Des éléments provisoires

d’échafaudage sont placés entre le mur béton et la structure métallique afin de permettre

les différents travaux à ce niveau-là.

Etape 2 : La menuiserie est alors posée à la grue avec des équerres de fixation de façon à

être en applique extérieure.

Etape 3 : Une fois que la menuiserie est posée, il est alors possible de mettre en place

l’isolation et les cassettes métalliques de l’étage du dessous. Ces dernières venant

chevaucher la menuiserie installée précédemment.

Etape 4 : A ce moment-là l’échafaudage extérieur doit être élevé d’un niveau afin de

permettre la suite des travaux.

Etape 5 : Une fois que l’échafaudage est monté il est alors possible de mettre en place la

structure métallique de la seconde peau ainsi que les éléments d’échafaudage provisoire

1 2 3 4 5

Eléments

provisoires

d’échafaudage

Mur béton Structure métallique Echafaudage Menuiserie Isolation

Légende


58

entre le mur béton et la structure porteuse.

Une fois l’étape 5 terminée on reprend à partir de la première étape et ainsi de suite pour

l’ensemble des niveaux jusqu’à ce que tous les éléments soient installés.

6.6.2. Deuxième phase

Figure 50 Cinématique du montage de la deuxième phase

Etape 1 : Une fois que l’ensemble de la première phase a été réalisée sur l’ensemble du

projet, il est possible de commencer la deuxième phase qui va consister à mettre en place la

structure des balcons, les garde-corps et les brise-soleil. Cette opération va s’effectuer de

haut en bas au rythme de la dépose de l’échafaudage.

Etape 2 : L’échafaudage est déposé d’un étage afin de permettre l’accès au balcon. Les

éléments provisoires d’échafaudage sont également déposés afin de permettre la mise en

place des profils préfabriqués définitifs.

Etape 3 : Le profil de balcon préfabriqué est mis en place sur les supports soudés à la

traverse. Les brise-soleil et les garde-corps sont ensuite posés.

Une fois l’étape 3 terminée on reprend à partir de la première étape et ainsi de suite pour

l’ensemble des niveaux jusqu’au rez-de-chaussée.

6.6.3. Mise en place des éléments constituants les balcons et les

coursives

Le développement des solutions a également nécessité de prendre en compte la mise en

œuvre de l’ensemble des éléments constituant les balcons et les coursives. Ces derniers ont

ainsi été pensés de façon à ce que la réalisation puisse se faire le plus simplement possible.

Les figures suivantes présentent la cinématique de mise en œuvre des différents éléments.

1 2 3


59

Figure 51 Cinématique de montage des éléments des balcons et des coursives

1

2

3

4

5


60

Etape 1 : Cette étape correspond à l’étape initiale. C’est à partir de cette situation que le

cycle de mise en œuvre des balcons va s’effectuer.

Etape 2 : Pose du profil préfabriqué

Etape 3 : Pose de la tôle de rejet d’eau

Etape 4 : Mise en place des lames emboîtables

Etape 5 : Pose du caillebotis

L’ensemble des balcons et des coursives sont mis en œuvre de cette façon.

6.7. Conclusion sur le développement de la solution

Au cours de cette partie il a donc été possible de concevoir et d’optimiser une solution

globale de balcon répondant à la grande majorité des problématiques qui avaient été

posées. Ci-dessous on trouve un tableau récapitulatif de l’ensemble des problématiques

initiales et des solutions envisagées.

Problématiques soulevées Solutions envisagées

Confort, esthétique et

tenue dans le temps

Infiltration de l'isolant au niveau des menuiseries extérieures Tôle de récupération

Gêne sonore du caillebotis Pose de lames aluminium

Gêne de confort du caillebotis due aux percements Pose de lames aluminium

Tenue dans le temps de la structure porteuse et des assemblages Galvanisation

Aspect des nœuds de liaison Pas d’invisibilité totale

possible

Choix de mise en peinture Peinture sur site

Technique

Liaison entre les consoles et le mur béton Platine et rupteur

thermique

Traitement des tubes contre la condensation Percement des tubes

Traitement du soutien des balcons et des coursives Tubes soudés aux traverses

en porte-à-faux

Problématique des brise-soleil Passage sur un mode

rotatif à améliorer

Traitement des accroches des brise-soleil et des garde-corps Mise en place d’attentes

de fixations

Traitement des eaux pluviales (EP) Développement d’un profil

complet de soutien

Problématique de montage en phase travaux

Un phasage simple en

accord avec les solutions

développées

Réglementaire

Résistance au feu et normes incendie Vérification des normes en

vigueur

Réglementation d’accessibilité aux personnes à mobilité réduites (PMR)

Vérification des normes en

vigueur et adaptation du

profil

Figure 52 Tableau récapitulatif du développement des solutions


61

7. Second contact avec les entreprises

A ce niveau du projet une solution répondant correctement à l’ensemble des

problématiques a donc été développée. Les différentes attentes techniques et esthétiques

d’Icade ont été prises en compte avec la mise en œuvre. A partir de cette conception de

façade il a alors été important de reprendre contact avec les différentes entreprises afin

d’obtenir leur avis technique et surtout des précisions financières sur cette nouvelle solution.

7.1. Métré et documentation

Pour que les entreprises puissent avoir un regard sur les différentes solutions développées, des

plans et vues 3D présentés précédemment leur ont été fournis. Il a également été nécessaire

de réaliser un nouveau métré pour que les entreprises puissent chiffrer au mieux les solutions

proposées, ceci dans le but d’obtenir une base de travail plus cohérente qu’avec les

premiers chiffrages qui n’incluaient pas l’ensemble des critères.

Position Détail Unité Quantité

Bât A Bât B Total

Etages

courant

Poteaux Tubes creux 250 x 250 mm mL 1 153 1 106 2 259

Traverses Tubes creux 250 x 250 mm mL 2 384 2251 4 635

Consoles Tubes creux 250 x 250 mm articulés entre la charpente et le béton mL 210 180 390

Poutraison Tubes creux 50 x 50 mm soudés aux traverses mL 2 379 2 114 4 493

Caillebotis Caillebotis d'entretien de 7cm de large mL 2 122 1 997 4 119

Tôle Tôle de rejet d'eau mL 2 122 1 997 4 119

Profil préfabriqué Solution de profil complet de balcon développée au cours du projet m² 1 917 1 735 3 652

Revêtement loggias et coursives Lames aluminium emboitables m² 1 768 1 595 3 363

Garde-corps Trame de 6,66 m composés de 2 modules mL 2 184 2 077 4 261

Brise soleil Trame de 6,66 m composés de 2 modules en rotation mL 2 184 2 077 4 261

Marquises Niveau R0 mL 199 173 372

Revêtement façade Isolation et cassette en tôle d'aluminium m² 4 218 3 957 8 175

Sur-Toiture

Poteaux Tubes creux 200 x 200 mm mL 145 137 282

Traverses Tubes creux 200 x 200 mm mL 486 419 905

Garde-corps Trames de 6,66 m composées de 2 modules mL 426 399 825

Brise-soleil Trames de 6,66 m composées de 2 modules en rotation mL 186 186 372

Brise-soleil de toiture Trames de 6,66 m composées de 2 modules fixes mL 719 559 1 278

Figure 53 Tableau de métré concernant les éléments de façade


62

2 Vantaux

coulissants

Hôtel (1480

x 1900)

2 Vantaux coulissants

(1480 x 2100)


(2220 x 2100)


(2960 x 2100)

2 Vantaux

coulissants

SdB (1480 x

2100

translucides)

Hôtel

Résidence

étudiante Logements

Résidence

étudiante Logements

Résidence

étudiante Logements Logements

Récapitulatif

A R+1 à R+4 88 0 64 0 8 0 48 0

A R+5 à R+8 112 0 40 0 8 0 16 8

A R+9 à R+16 0 0 80 0 16 0 32 16

Total Bat A 200 0 184 0 32 0 96 24

B R+1 à R+4 0 112 32 0 8 16 16 0

B R+5 à R+8 0 104 40 0 8 8 16 8

B R+9 à R+16 0 0 80 0 16 0 32 16

Total Bat B 0 216 152 0 32 24 64 24

Sous-Total 200 216 336 0 64 24 160 48

Total 200 552 64 184 48

Figure 54 Tableau de métré concernant les menuiseries du projet

7.2. Retour technique

Suite à la présentation de la solution développée seulement une entreprise a pu nous faire

un retour technique sur la façade du projet : l’entreprise Bugal spécialiste des garde-corps,

mais qui développe également des balcons. L’ensemble de ses produits sont réalisés en

aluminium. Après avoir présenté notre solution et nos attentes, l’entreprise en question s’est

penchée sur le projet et a également présenté son développement. Le principe de balcons

préfabriqués reste globalement le même avec quelques variantes notamment au niveau des

appuis. Au lieu d’appliquer les balcons sur des consoles soudées aux traverses l’idée choisie a

été d’appuyer les balcons entre la traverse métallique et un support adapté au pré-cadre

de la menuiserie. Ceci permet de gagner de la place en hauteur car il n’y a plus besoin des

supports soudés. Cependant cette solution nécessite de prendre en compte une interface

avec le menuisier qui devra comprendre dans ses pré-cadres des supports pour les balcons.

De plus, cette solution implique que l’ensemble des éléments devront être mis en œuvre

avec une tolérance très faible.

Les balcons sont constitués de plateaux reprenant l’emprise des trames de 6,66 m, ce qui

permet aussi aux balcons de suivre les dilatations thermiques de la structure métallique. Ces

plateaux seraient constitués d’un cadre sur lequel des plaques en béton polymère

viendraient être collées. L’étanchéité entre ces plaques se fera à l’aide de joints étanches.

Au niveau de la récupération des eaux, le principe rejoint celui développé de notre côté. Un

caillebotis côté logement permet le transfert des eaux vers un complexe constitué de

plaques inclinées inclues dans le profil, plaques qui vont permettre le déversement des eaux

pluviales dans un chéneau situé du côté de la structure métallique. Ces plaques en

aluminium permettent également d’obtenir un rendu lisse de la sous-face des balcons et des


63

coursives.

Ce retour nous a ainsi permis de confronter nos idées afin de continuer à adapter et

améliorer la solution finale.

7.3. Retour financier

Etant encore dans la phase APS certains détails ne sont pas encore finalisés. De leur côté les

entreprises veulent être sûres de travailler sur des solutions clairement définies afin de ne pas

se retrouver avec des contraintes supplémentaires ou des solutions à retravailler entièrement.

Ainsi beaucoup de points restent encore en suspens et il n’a, pour l’heure, pas été possible

de récolter de chiffrages précis concernant une solution en balcons métalliques rapportés.


64

Conclusion

Ce projet de fin d’études au sein de l’entreprise Icade de Strasbourg m’a permis d’élargir

l’ensemble de mes compétences dans le domaine du génie civil. Il m’a tout d’abord permis

de parfaitement comprendre le montage d’un projet, ainsi que le rôle de tous les acteurs y

participant. Le fait d’avoir travaillé sur un projet de grande envergure m’a également permis

de comprendre l’ensemble des enjeux s’attachant au projet, ainsi que les problématiques

techniques, politiques et humaines liées à la construction.

Mais ce projet de fin d’études m’a surtout permis de pousser mes connaissances sur un sujet

précis, ici la double peau d’une façade, afin de concevoir une solution répondant à un

problème complexe, nécessitant la prise en compte de multiples paramètres (confort,

esthétique, technique, réglementaire, mise en œuvre) à adapter mais aussi à optimiser.

Même si certains points concernant les différentes solutions sont encore à préciser, les choix

que j’ai été amené à effectuer au cours de ce travail, ont permis d’obtenir une idée

beaucoup plus détaillée de la façade de ce projet qui manquait de précision lors de mon

arrivée. Cette vision plus poussée de la façade sera utilisée afin de diriger les entreprises vers

des solutions répondant aux attentes d’Icade, pour qu’elles y apportent leurs points de vue

d’industriel plus rapidement et sans avoir à repenser l’ensemble des contraintes.

Cette expérience m’a ainsi permis de confronter mes connaissances théoriques à la réalité

du travail en entreprise, tout en développant mes qualités techniques, mes approches

financières, mes qualités humaines et mes aptitudes dans le domaine de prises d’initiatives.

Documents

Projet de Fin d’Etudes - eprints2.insa-strasbourg.freprints2.insa-strasbourg.fr/1762/1/PFE_Rapport.pdf · Rapport de Projet de Fin d’Etudes Thuan VO VAN TAO 2 Remerciements Je