décembre 14, 2016

Longue vie à la façade en verre

Une intégrité structurelle encore intacte après plusieurs décennies

Les façades en verre ainsi que les murs extérieurs des bâtiments avec de grandes surfaces vitrées sont un thème récurrent de l’architecture moderne, car ils permettent de combiner et de jouer avec la lumière et la nature comme aucun autre matériau de construction ne le permet. Au cours d’une première phase d’expérimentation, il s’agissait avant tout de repousser toujours plus les limites du faisable. «  Les façades et les constructions en verre avec des vitrages isolants bombés ou de grand format sont bien souvent des projets Black-Box », déclare Joachim Stoss, directeur de Edgetech Europe GmbH à Heinsberg. « Il faut beaucoup tester et expérimenter au préalable. Dans notre domaine spécifique des intercalaires, cela signifie qu’il faut en général prévoir la mise en œuvre de techniques manuelles, en raison des formes individuelles du verre et des différentes courbures. Il va de soi que le travail doit être réalisé avec la plus grande précision, afin de garantir un encadrement propre et hermétiquement étanche, même après de nombreuses années. »
 
Les questions de la durée de vie ainsi que de l’optimisation et du maintien de l’intégrité structurelle des constructions en verre prennent de plus en plus d’importance. Les intercalaires flexibles Super Spacer® ont régulièrement fait la preuve de leur résistance aux charges climatiques et aux contraintes mécaniques au cours de tests de cisaillement, mais aussi dans le simulateur d’ouragans. « Grâce à l’élasticité du matériau, l’encadrement est flexible, l’intercalaire amortit la pression et le risque de rupture est nettement réduit », explique Christoph Rubel, spécialiste technique à Heinsberg.

Une résistance durable aux intempéries dans le Grand Nord

Outre le grand magasin légendaire GUM, l’ancienne galerie marchande Gostiny Dvor à Moscou constitue le plus grand ensemble d’immeubles du quartier commerçant historique de Kitai-Gorod. A partir de la fin du XVIIIe siècle, les bâtiments datant des années 1590 ont été remplacés par un ensemble de style néoclassique dessiné par Giacomo Quarenghi, l’architecte préféré de Catherine la Grande. Après de nombreuses modifications au cours des siècles, le Gostiny Dvor a été transformé durant les années 1990 pour acquérir son apparence actuelle, avec un toit en verre autoportant recouvrant la cour intérieure de 12.000 m2 et qui était le plus grand d’Europe à l’époque. Avec ses arcades, son escalier suspendu spectaculaire et les imposantes colonnades, le Gostiny Dvor est devenu un lieu évènementiel incontournable à Moscou.
 
Le toit en verre a une pente de 1° en son centre, de 7° seulement sur les côtés. Dans une région où de fortes chutes de neige peuvent se produire d’octobre jusqu’en mars, il fallait donc trouver une solution créative pour les risques liés aux charges trop importantes de neige. Le système EGLAS a été mis au point en 1986 en Finlande par Glassolutions Saint Gobain et intègre une régulation électronique pour évacuer la chaleur de rayonnement, les températures de surface du verre vont de 20 °C à 65 °C au maximum. Avec une puissance réduite, les vitres empêchent la formation de condensation, avec une puissance élevée à partir de 350 Watt/m2, elles accélèrent la fonte de la neige. Les unités de vitrage isolant du gigantesque toit en verre ont été montées avec des intercalaires Super Spacer®. Christoph Rubel explique l’importance de la mousse de silicone pour l’intégrité structurelle du toit : « Grâce au matériau élastique, les Super Spacer® ont une mémoire de forme. L’encadrement est quasiment élastique. Il absorbe les contraintes découlant des changements thermiques, barométriques ou des autres variations dynamiques et reprend sa forme initiale lorsque la contrainte diminue. L’encadrement est donc nettement moins exposé aux contraintes qu’avec un intercalaire rigide ou même thermoplastique. Moins de contraintes au niveau de l’encadrement signifie une meilleure étanchéité et durée de vie des vitrages. » A ce jour, il n’y a eu aucune réclamation concernant une rupture thermique du verre ou une défaillance fonctionnelle de certains éléments du toit en verre.

Une façade ondulée pour l’hôtel Wagram

Les façades intégrant des éléments bombés en verre connaissent de plus en plus de succès. L’un des projets les plus époustouflants de la première décade de ce siècle, et l’un des premiers de son genre en Europe, a été l’hôtel Wagram à Paris. La façade ondulée a été dessinée par l’Atelier Christian de Portzamparc et le projet a été transposé en 2009 par le spécialiste des façades Seele. A hauteur d’yeux, le rez-de-chaussée est formé de rubans de verre droits constitués de vitres de 2 x 4,3 mètres, qui sont montées avec les Super Spacer® TriSealTM Premium Plus dans l’encadrement et un joint en silicone à la jonction verticale entre les vitres. Pour des vitrages de cette dimension, il était important que la structure des profilés puisse absorber les mouvements des dalles des étages supérieurs. L’encadrement, avec les intercalaires flexibles du vitrage isolant, devait en outre absorber les charges thermiques et dynamiques des vitrages rigidifiés sous l’effet de la courbure, tout en assurant la durabilité de ces éléments de façade particulièrement précieux, en association avec le joint en silicone. Devant les chambres des étages supérieurs de l’hôtel, des doubles vitrages isolants bombés forment les ondulations caractéristiques. Les éléments ont une hauteur de 2,60 m et une largeur pouvant atteindre 4,30 m et ont été fabriqués avec 11 rayons différents, allant de 900 à 1100 millimètres. Christoph Rubel évoque les défis particuliers pour tous les participants du projet : « En raison de la courbure du verre, la tension de surface n’est plus répartie uniformément sur les différentes vitres, et la rigidité est plus élevée que pour le verre plat. Sous l’effet de contraintes mécaniques extérieures telles que le vent ou les charges liées aux conditions climatiques, l’encadrement des vitres bombées est soumis à des sollicitations bien plus importantes. La durée de vie de l’ensemble de la construction est influencée par l’interaction entre différents facteurs ; un intercalaire souple, le type et l’épaisseur du verre, la résistance aux intempéries et à l’altération des joints secondaires, le collage des façades. »

A l’épreuve des tempêtes au Canada

La ville canadienne d’Edmonton connaît aussi des conditions climatiques parfois extrêmes, avec des températures pouvant atteindre moins 40 °C, de fortes chutes de neige et des vents violents. En raison de l’humidité atmosphérique élevée qui règne autour de l’hôpital, l’atrium en verre aéré et inondé de lumière qui relie deux ailes plus anciennes du bâtiment constituait donc un véritable défi en 1992. L’humidité est volontairement maintenue à 50 % environ dans l’hôpital, afin de réduire le risque d’infections. Sans une isolation thermique suffisante, de la buée se forme sur les vitres même avec une humidité atmosphérique nettement moins élevée, dès que les températures extérieures avoisinent le zéro. Il était donc impératif d’éviter la condensation sur la façade vitrée de près de 15 200 m2. Après une évaluation des différentes options techniques disponibles, il a été décidé d’utiliser les Super Spacer® comme intercalaires. Plus de 13 000 mètres ont été montés et à ce jour, il n’a pas été nécessaire de remplacer un seul élément en verre, il ne s’est jamais formé de condensation sur les fenêtres. Un autre point positif était l’encadrement flexible qui réduit la pression due aux variations de température et aux importantes charges de neige et de vent. Joachim Stoss précise : « En 1992, le Royal Alexandra Hospital était un véritable projet pilote pour tous les acteurs impliqués. Notre intercalaire en mouse structurelle n’avait été mis sur le marché que quelques années auparavant. Nous avons donc été particulièrement satisfaits lorsque les intercalaires Super Spacer® ont été exigées dans le cadre de l’appel d’offres pour la construction d’un autre bâtiment en 2005. Nous ne pouvons que dire merci pour la confiance qui nous a été accordée. »

Edgetech Europe GmbH

Les systèmes d’intercalaires flexibles en mousse Super Spacer® d’Edgetech à rupture de pont thermique et à haute performance énergétique sont utilisés dans les fenêtres équipées de vitrage isolant. Ils réduisent nettement les déperditions d’énergie vers l’extérieur, empêchent très largement la formation de condensation et améliorent la durée de vie d’une fenêtre. Plus de 300 millions de mètres en moyenne sont vendus chaque année dans plus de 90 pays.
 
La société Edgetech Europe GmbH dont le siège se trouve à Heinsberg est une filiale à 100% de Quanex Building Products Corporation, un leader mondial pour la fourniture de systèmes de profilés haute performance énergétique pour fenêtres et portes, d’intercalaires flexibles pour vitrages isolants, de produits d’étanchéité pour modules solaires, de planchers en bois, de profils pour plafonds et de barrières pour fenêtres et portes, dont le siège est à Houston, au Texas. D’après son CA, Edgetech/Quanex est le plus important fabricant mondial d’intercalaires. Edgetech Europe GmbH est le site de distribution pour les marchés de l’Europe continentale et l’un des trois sites de production Edgetech dans le monde, avec un total de 450 collaborateurs et 16 extrudeuses. Des informations complémentaires concernant les systèmes d’intercalaires Super Spacer® ainsi que la technologie « bord chaud » d’Edgetech sont disponibles sur le site www.superspacer.com.
 








Imposant : La galerie marchande historique Gostiny Dvor à Moscou est recouverte d’un toit en verre de 12 500 m2.







Façade en verre de l’hôtel Renaissance® Paris Arc de Triomphe.




Température testée: l'atrium en verre du Royal Alexandra Hospital au Canada.
 
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