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Le bâtiment Nicol
Ottawa, ON

Béton innovant à l’Université Carleton

Par Doron Meinhard, B.Arch

Le nouveau domicile du Sprott School of Business de l’Université Carleton à Ottawa est une structure emblématique au sein d’un carrefour très visible du campus. Son concept courbé, tant à l’intérieur qu’à l’extérieur, est un geste qui cherche à évoquer l’ambition de l’école à vouloir cultiver et inspirer sa communauté. Les ailerons verticaux imposants de béton préfabriqué qui encerclent les six étages accentuent sa forme.

À sa base, la structure hybride est large. Sa forme rétrécit progressivement avec les étages pour former un dessus élancé. Les trois premiers étages supportent d’importantes charges réparties sur de grands espaces qui requièrent pour les supporter une dalle de plancher profonde. Le tout est centré sur une ruche de trois étages autour de laquelle gravitent une salle de conférence, des aires de rassemblement et des salles de classe. Les trois étages supérieurs logent des espaces à bureaux ayant moins d’occupants. Pour ces étages, nous avons conçu une dalle moins profonde qui donne plus d’accès à la lumière naturelle.

Le podium a été construit avec du béton coulé sur place pour faciliter le transfert des charges au-dessus du réseau de tunnels pédestres du campus ainsi qu’entre le rez-de-chaussée et le premier étage. Les longues portées requises pour les salles de classe ont pu être réalisées grâce aux dalles de béton de type BubbleDeck coulées au chantier.

La structure transitionne ensuite du béton à l’acier structural pour les étages supérieurs, la rendant ainsi plus légère. L’usage de l’acier pour les niveaux supérieurs a aussi permis de maximiser l’espace disponible en réduisant de façon significative le nombre de colonnes requis pour supporter les dalles des espaces à bureaux.

Ces méthodes ont aidé à réduire la masse de béton du bâtiment de l’ordre de 27 pourcent. De plus, le fait de concentrer la masse du bâtiment vers le bas a contribué à réduire de façon notable les forces sismiques sur l’ensemble de la structure.

La profondeur requise pour ancrer le bâtiment au roc donna l’opportunité d’installer la mécanique du bâtiment au sous-sol plutôt que sur le toit. Sachant que la majorité des occupants du bâtiment seraient concentrés sur les étages du bas, le nombre de conduits a pu être réduit offrant par le fait même des économies énergétiques prévues de l’ordre de 13 pourcent.

Du côté extérieur, les ailerons articulés profonds de béton préfabriqué permettent de réduire l’éblouissement et les gains de chaleur trans- mis par le soleil. Lorsque combinés à un système de vitrage de haute performance, ces derniers procurent au bâtiment Nicol une enveloppe distincte et durable. Le rythme modulaire des ailerons de la structure contribue à réduire le ratio de la surface vitrée sous la barre des 40 pourcent tout en offrant de grandes fenêtres disposées à tous les 1.8 mètres (six pieds).

L’objectif ambitieux d’atteindre une certification de « 4.5 Green Globes » témoigne de l’approche entièrement intégrée dans la conception du bâtiment Nicol. Il représente au sein du campus de l’Université Carleton un modèle de rendement, lequel a pu être réalisé au moyen de com- posantes de béton préfabriqué dont les atouts énergétiques et de dura- bilité s’intègrent harmonieusement aux attentes esthétiques du design.


FAITS SAILLANTS DU BÉTON PRÉFABRIQUÉ

  • Production: Approx. 14 semaines
  • Installation: Approx. 8 semaines
  • Panneaux de mur de béton préfabriqué: quantité 22, superficie approx. 149 mètres carrés (1,604 pieds carrés)
  • Le plus grand panneau de mur était courbé: largeur 2.640 mètres (8 pieds), hauteur 3 mètres (10 pieds), 2,330 kilogrammes (5,136.8 livres)
  • Ailerons de béton préfabriqué: quantité 365, superficie approx. 3,450 mètres carrés (37,135 pieds carrés)
  • Chaque aileron de béton préfabriqué a une profondeur de 550 millimètres (1.8 pieds) et une largeur de 160 millimètres (6.3 pouc- es); le plus grand aileron : hauteur 10.878 mètres (32.6 pieds), poids 2,345 kilogrammes (5,169.8 livres)
  • Installation des ailerons: 10 pièces par jour en moyenne

 

Fabrication des murs et des ailerons

Par Joe Zito

Le bâtiment de six étages est recouvert avec à des panneaux architec- turaux de béton préfabriqué au niveau du rez-de-chaussée et des ailerons architecturaux de béton préfabriqué combinés à des murs-rideaux vitrés pour les autres étages. Les deux rebords de la face avant des ailerons ont un rayon de courbure de 60 millimètres (2.36 pouces), alors que la pleine profondeur des deux côtés et la face avant des ailerons sont exposées. Des moules en caoutchouc à même les coffrages ont été utilisés pour obtenir la forme et la finition recherchées et, contrairement aux panneaux de mur de béton préfabriqué conventionnels, le béton dans le coffrage a été vibré au moyen d’une technique particulière.

Lors de la fabrication des panneaux de mur, la couche de finition de 40 millimètres (1.57 pouces) de la face est coulée dans le coffrage en premier, le béton est ensuite vibré à l’aide d’une plaque vibrante, la cage d’armature avec ses accessoires est placée par la suite, et finalement le reste du coffrage est rempli de béton et vibré. L’endos des panneaux sont finis à la main à l’aide d’une truelle.

Fabrication des ailerons utilise une procédure différente au cours de laquelle l’armature et ses accessoires sont introduits dans le moule en caoutchouc en premier, puis le béton est coulé et vibré avec une aiguille vibrante qui est maintenue en opération pendant toute la durée du remplissage du moule. Un sable grossier procure à la surface une finition rugueuse.

La nature à la fois haute et élancée des ailerons rendit la conception des points d’assemblage plus compliquée. Sur la partie supérieure de l’aileron, une barre de cisaillement a été conçue pour reprendre la charge morte de chaque aileron ainsi que les charges latérales provenant de l’aileron et de l’aileron situé au-dessus. La barre de cisaillement a aussi été conçue pour résister aux charges sismiques.

Chaque aileron comprend trois points d’attache: Un placé au-dessus pour transmettre les efforts gravitaires/latéraux/sismiques de l’aileron à la dalle structurale ou au mur de cisaillement; un deuxième situé à mi-hauteur qui sécurise l’aileron latéralement à la dalle structurale ou au mur de cisaillement; et un troisième à la base de l’aileron assurant la connexion latérale de celui-ci à la partie supérieure l’aileron placé en-dessous.

 

Joe Zito est gérant de projet chez Central Precast.

PHOTOS : Hariri Pontarini Architects et Central Precast

Propriétaire:
Carleton University
Architecte:
Hariri Pontarini Architects
Contracteur:
Hein
Béton Préfabriqué:
Central Precast
Ingénieur de Structure:
Thornton Tomasetti Canada Inc.
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