Par Renzo Piano Building Workshop

Le nouveau Forum de l’Université de Columbia, la porte principale menant à son nouveau campus situé dans la ville de Manhattan, aux coins de la 125ième rue et Broadway, est une composante multifonctionnelle, hautement visible et iconique du nouveau campus.

Le Forum représente le troisième bâtiment de la Phase I du nouveau campus. Il s’ajoute aux Centre des Sciences Jerome L. Greene et au Centre des Arts Lenfest récemment complétés, et devient la pierre angulaire en « communication » du nouveau campus. Ce bâtiment de trois étages, occupant une superficie de 5,200 mètres carrés (56,000 pieds carrés), est un centre de communication qui se partage les trois principaux éléments du programme :
- Un rez-de-chaussée animé (“la Couche urbaine”) ouvert à la communauté,
- Un amphithéâtre de 430 places auquel s’ajoutent des espaces séparés pour tenir des séminaires, et
- Deux étages à bureaux avec salles de réunion dédiées à la recherche académique, au soutien des initiatives de Columbia World Projects (CWP) et d’Obama Foundation Scholars.

Tout comme les deux autres bâtiments de la Phase I, le rez-de-chaussée de ce bâtiment de trois étages, à la fois très transparent et lumineux, est perméable et ouvert au public. En plus de servir de lobby pour l’auditorium situé au-dessus, cette « Couche urbaine » est un lieu de cafés, d’espaces de rencontre et de fonctions publiques variées. Le long du côté sud, on retrouve des auvents de verre fritté qui aident à protéger les piétons de la pluie et les espaces intérieurs des rayons directs du soleil. Ces auvents aident aussi à réduire l’échelle du bâtiment au niveau de la rue.

Les étages situés au-dessus de la Couche urbaine abritent l’amphithéâtre et des espaces de soutien connexes, un foyer, des salles de réunion et des bureaux. Au sous-sol du bâtiment on retrouve d’autres espaces de soutien ainsi que de la mécanique.

Les matériaux de construction, la forme et l’expression

La fonction du bâtiment dicte le vocabulaire architectural de son enveloppe. Par exemple, les bureaux s’expriment par le biais d’une façade vitrée parce que ceux-ci requièrent de la lumière du jour, et le rez-de-chaussée transparent est fonctionnellement ouvert au public. Le volume opaque de l’amphithéâtre se révèle au moyen d’une peau de béton préfabriqué. Les systèmes mécaniques sont exposés sur le toit.

Respectant les proportions et articulations du Centre de Neuroscience (vitré) et du Centre des Arts (panneaux métalliques), les panneaux de béton préfabriqué du Forum partagent un langage commun avec les autres bâtiments de la Phase I, créant toutefois une expression et identité uniques. La fine finition des panneaux parvient à faire paraître des impressions subtiles selon les conditions changeantes de lumière et de température. Les panneaux de béton préfabriqué procurent également une première séparation acoustique entre l’amphithéâtre et la station de métro élevée adjacente.

La plasticité du béton permet de passer de la partie verticale de la façade à une section horizontale formant ainsi un soffite situé au-dessus de la Couche urbaine placée en retrait. L’expression du soffite poursuit son chemin vers l’intérieur avec des panneaux de béton préfabriqué renforcé de fibre de verre (BRFV). Le bâtiment fait penser à un navire lévitant au-dessus de la Couche urbaine, faisant face directement à la rivière Hudson située à l’ouest, à quelques coins de rue seulement. Le Forum complète le langage/palette architecturale de la Phase I grâce à des panneaux de béton préfabriqué qui contribuent à ancrer le bâtiment.

Création d’une finition extérieure sans défauts

Par Matthieu Gagné

Afin de finaliser les détails et de réduire les coûts, BPDL fit appel à une approche Design Assist avec l’équipe de conception du projet qui dura plusieurs mois. Nous avions déjà travaillé par le passé avec Renzo Piano Building Workshop sur deux projets (voir l’article du musée Whitney, dans le numéro printemps 2015 du magazine Imagineering). Les attentes du client étaient donc élevées.

Sur le plan visuel, les lignes directrices du projet étaient claires: s'assurer que l'apparence extérieure des panneaux de mur en béton préfabriqué corresponde bien à celle du béton coulé au chantier. En regardant de plus près les dessins de construction des panneaux de béton préfabriqué, il est possible de remarquer les insertions situées dans les coins des panneaux de béton préfabriqué qui simulent les points d’attache que l’on retrouve communément dans les coffrages à béton. Afin de créer l’illusion de béton coulé sur place, nous avons décidé d’utiliser un béton de couleur grise, le même mélange que nous avions utilisé dans le cas du Musée Whitney, suivi d’un léger lavage à l’acide.

Le défi principal du projet était de fabriquer des panneaux de béton préfabriqué ayant une finition extérieure uniforme et sans défauts. Habituellement, le traitement au jet de sable permet d’éliminer les défauts de surface provenant de la fabrication. L’équipe de production devait donc s’assurer que l’intérieur des coffrages était parfaitement propre afin de minimiser la présence d’imperfections de surface lors du démoulage. En suivant cette approche, les résultats obtenus en usine après le démoulage sont identiques à ceux qui seront observés lors de la pose des panneaux au chantier.

En plus des 169 panneaux de béton préfabriqué qui forment l’enveloppe extérieure du bâtiment, un autre important défi qu’il fallait surmonter pour maintenir une apparence uniforme entre les différents éléments de béton était la fabrication des 373 panneaux de béton préfabriqué renforcé de fibre de verre (BRFV) formant le soffite, lesquels sont visibles tant de l’extérieur que de l’intérieur du bâtiment.

Ces panneaux en BRFV devaient s’apparenter aussi parfaitement que possible au béton hydraulique. Puisque ces deux matériaux ne réagissent pas de la même façon à un lavage à l’acide, nous avons été obligés de modifier la pigmentation du mélange à béton de ces panneaux. Sur le plan de l’ingénierie, notre plus grand défi fut la conception d’un système d’attache spécial qui permit l’installation continue et non-obstruée des panneaux soffites de béton préfabriqué. Puisque leur emplacement ne donnait pas accès à l’endos des panneaux, nous avons fait appel à un système appelé « Unistrut » qui permet de suspendre les panneaux tout comme un plafond suspendu conventionnel. Pour que ce système puisse fonctionner, nous avons réduit la largeur des panneaux à un mètre (3 pieds). Cela nous a permis de poser les panneaux à partir d’un seul côté selon un ordre séquentiel prédéterminé.

Les panneaux extérieurs de béton préfabriqué ont dû être pivotés au chantier au moment de leur installation. Puisque la structure du bâtiment utilise une charpente d’acier combinée à des planchers en béton sur pontage métallique, les panneaux de béton préfabriqué possèdent de supports d’acier coulés à même le béton qui viennent s’attacher à des connecteurs d’acier pré-soudés à la structure.

Matthieu Gagné est ingénieur et directeur de projet chez BPDL Inc.

PHOTOS : Frank Oudeman, gracieuseté de Columbia University et BPDL Inc.