Structure
Le bâtiment doté d'une emprise au sol de 100 m x 100 m a été conçu par l'architecte japonais Shigeru Ban. La charpente en bois de la structure a été conçue pour rappeler un chapeau chinois. La charpente est composée de poutres en bois lamellé-collé entrecroisées qui forment un maillage hexagonal régulier, rappelant le tissage des fibres d'un chapeau chinois.
Le chapeau est traversé dans le sens longitudinal par trois galeries en béton armé, empilés les unes sur les autres et couronné par un pylône hexagonal en acier.
La structure porteuse est composée de poutres en bois et de cordes multicouches entrelacées. Les poutres courbes en lamellé-collé sont reliées entre elles par des barres filetées précontraintes et des ressorts à disque. Cela permet d'assurer la transmission des efforts par friction des assemblages.
Les cordes parallèles sont reliées entre elles par des panneaux en contreplaqué et des vis filetées. Elles ont ainsi l'effet d'une poutre Vierendeel avec des assemblages semi-rigides.
Analyse statique et dimensionnement
La société SJB.Kempter.Fitze AG était chargée de calculer cette structure complexe composée d'environ 41 000 barres à l'aide de RSTAB et des modules additionnels TIMBER, DYNAM et RSBUCK.
La sous-structure en acier et béton armé a été entièrement considérée à l'aide d'un système « simplifié » afin de déterminer avec suffisamment de précision les interactions entre les différents matériaux. Chaque membrure, chaque panneau de cisaillement et les sections des assemblages avec l'orientation correspondante dans l'espace ont dû être modélisés afin de calculer les efforts internes dans les assemblages et les composants.
Les situations de charge ont été déterminées par le CSTB (Centre scientifique et technique du bâtiment) lors de tests approfondis en soufflerie. Outre le poids propre, la température et les charges efficaces, 96 cas de charge de vent, 80 cas de neige et les charges de membrane résultantes ont été appliqués.
216 connexions à la structure en acier modélisées et calculées à l'aide de RFEM ont été ajoutées pour le calcul de la structure bois.
| Calcul de structure | Calcul de la structure bois SJB.Kempter.Fitze AG, Eschenbach, Allemagne www.sjb.ch. |
| Construction | Entreprise générale Demathieu & Barde Paris, France www.demathieu-bard.fr Structure bois Holzbau Amann GmbH, Weilheim-Bannholz, Allemagne www.holzbau-amann.de |
| Architecture | Shigeru Ban Architects Europe Jean de Gastines Architectes |
| Maître d'ouvrage |
Association des communes de Metz et de son agglomération CA2M/Metz Métropole www.eurometropolemetz.eu |
