Siège social de HeidelbergCement à Heidelberg, Allemagne
30 novembre 2021, Meaux - La plus haute qualité de béton architectonique et une architecture extraordinaire : le nouveau siège social du groupe fabricant de matériaux de construction HeidelbergCement impressionne par ses espaces clairs et inondés de lumière, et par ses éléments de forme radiale en béton blanc. En 16 mois de construction, près de 97 500 m2 de solutions de coffrages ont été utilisées, notamment des coffrages spéciaux PERI sur mesure, et le système de capteurs de pression PERI InSite Construction.
Le nouveau siège du fabricant allemand de matériaux de construction HeidelbergCement montre clairement ce qu’il est possible de faire avec le béton, et de le faire de la manière la plus impressionnante possible. Les résultats de l’utilisation du béton architectonique de classe SB 4 de la plus haute qualité, et du béton blanc le plus fin sont visibles dans de nombreux aspects architecturaux : des supports en forme d’arbres spectaculairement tordus, des éléments en béton préfabriqué pour des motifs créatifs de façade et des poutres à arêtes vives, rendent le nouveau siège social d’Heidelberg particulièrement attrayant. Au total, 31 500 m3 de béton ont été utilisés pour la construction du bâtiment qui se compose de trois parties interconnectées de différentes hauteurs, et qui a été ouvert en juin 2020.
Une coopération réussie dans la conception et l’exécution
Le cabinet d’architectes AS+P Albert Speer + Partner, basé à Francfort-sur-le-Main, était responsable du projet pour la conception générale et a pris en charge l’exécution, en coopération avec W+ Architektur- und Ingenieur GmbH, consultant pour le chef de projet du client. Les travaux de construction complexes ont été réalisés par l’entreprise de construction Diringer & Scheidel.
PERI et le fabricant de matériaux de construction HeidelbergCement ont combiné leur expertise en béton architectonique pour l’exécution de ce projet : les limites existantes ont été repoussées, et les larges possibilités offertes par le béton comme matériau de construction et par les produits PERI ont été exploitées. Les points forts architecturaux du projet ont été réalisés avec succès en utilisant des coffrages spéciaux PERI.
La vue depuis l’extérieur
La façade lumineuse et incurvée du nouveau siège impressionne par un filigrane délicat, malgré l’utilisation du béton. Les poteaux de façade de 11,75 m de haut en béton blanc architectonique SB 4 sont particulièrement frappants. Un coffrage en poutrelles bois PERI avec plusieurs peaux coffrantes a été utilisé pour construire ces poteaux de façade et leur surface particulièrement lisse en béton de la plus haute qualité.
Conception individuelle et mise en œuvre des supports en forme d’arbres
Le point de mire du hall d’environ 11 m de haut du siège de HeidelbergCement est formé par deux groupes de poteaux en forme d’arbres qui, d’un point de vue structurel, servent de support au bâtiment. Ces supports en forme d’arbre en béton architectonique de classe SB 4, se composent chacun de trois sections carrées inclinées l’une vers l’autre, se croisant approximativement dans le tiers inférieur. La particularité : dans le respect de la qualité de béton architectonique requise, un seul joint de panneau est visible sur toute la hauteur du poteau d’environ 11 m. Une exigence supplémentaire était qu’aucune vis de fixation, aucun trou de serrage et aucun joint de coffrage ne soient visibles.
En raison des exigences très élevées en béton architectonique, de la pression de béton requise de 200 kN / m² et des contraintes d’espace limité dans le hall, il n’était pas possible d’utiliser des coffrages spéciaux en bois. PERI a donc développé un coffrage spécial 3D très complexe composé d’éléments en acier d’une épaisseur totale de 150 mm. La base de la conception tridimensionnelle, entièrement réalisée par les systèmes de CAO, PERI CAD et RHINO, était un modèle 3D des poteaux en forme d’arbres.
Structure en nid d’abeille sophistiquée
La structure porteuse du coffrage de colonne était une structure en nid d’abeille sophistiquée composée de 63 pièces individuelles découpées au laser. Celles-ci ont été assemblées sous forme de système enfichable, afin de se passer de soudage fastidieux. Chaque pièce individuelle a dû être redessinée et dimensionnée statiquement. Au total, environ 12,7 t d’acier ont été utilisées pour produire ce coffrage. Une peau coffrante en acier de 5 mm d’épaisseur a ensuite été fixée à la structure porteuse pour résister à la forte pression du béton. Au point d’intersection des cerces des trois supports d’arbres, des anneaux externes supplémentaires ont été fixés pour contrer la déformation de l’acier.
Bétonnage par le bas
En plus des exigences relatives à la couleur et à la structure architectonique du béton, une autre particularité était le coulage du béton : contrairement à l’habitude, le béton n’a pas été coulé par le haut mais par le bas. Un système de distribution de béton a transporté un total de 30 m3 de béton simultanément dans les trois sections de poteau et a poussé le béton jusqu’à 11 m de haut grâce à trois tuyaux de pompe incorporés au coffrage.
Détermination de la pression du béton en temps réel avec PERI InSite Construction
Des capteurs du système de surveillance de pression PERI InSite Construction (ISC) intégrés dans le coffrage ont permis de mesurer la pression du béton en temps réel pendant le processus de bétonnage, et de la surveiller via l’application web ISC sur téléphone mobile. Les caractéristiques déterminées pour la pression du coffrage ont fourni une image précise du processus de bétonnage de ces poteaux.
Utilisation d’un coffrage spécial pour le « mur de prestige »
Les voiles du hall se distinguent également par leur conception architecturale. Le mur dit « de prestige » se caractérise par son motif encastré, qui se compose de plusieurs éléments en béton préfabriqué assemblés sur site sur le mur en béton. En plus de la plus haute qualité de béton blanc architectonique SB 4 utilisé, une exigence supplémentaire était qu’aucun trou d’ancrage n’ait d’impact en négatif sur l’apparence. De plus, aucun joint vertical ne pouvait être visible, et deux uniques joints horizontaux pouvaient être visibles à hauteur des étages. Afin de pouvoir réaliser les éléments préfabriqués en béton de 8 cm d’épaisseur (4 cm dans les renfoncements), un coffrage PERI spécifique au projet a été utilisé.
Une voûte transversale inégale en béton gris SB 4
Un autre défi a été rencontré avec le plafond en dôme, qui consiste en une voûte transversale. Il était souhaité que celui-ci soit réalisé à une hauteur allant jusqu’à
7 m et avec une épaisseur de dalle de plafond de 25 cm. Le résultat souhaité : un aspect sans joint et sans trou de tiges d’ancrage visibles sur le coffrage. La solution de coffrage développée par PERI pour la mise en œuvre de la voûte transversale consistait en un total de 82 caissons en bois conçus en 3D pour ce béton architectonique. PERI a conçu et fabriqué les caissons bois spécialement pour ce projet et les a livrés pré-assemblés sur le chantier. Ils ont ensuite été montés sur un échafaudage PERI UP et ont finalement été scellés. La toiture parapluie provisoire PERI a permis d’effectuer les travaux sous toutes les conditions météorologiques afin que le calendrier puisse être respecté, quelle que soit la météo.
Des évidements en losanges dans la cafétéria
La cafétéria du rez-de-chaussée du nouveau siège offre aux employés de HeidelbergCement de nombreuses places. Autre point fort du projet, cette salle dispose d’un plafond spécial en béton armé avec des poutres à arêtes vives. En béton blanc SB 4, celles-ci se distinguent du plafond en béton gris SB 2 surtout par leur forme et par leur couleur. Ici aussi, aucun point de fixation des tiges d’ancrage ou de contreventement du coffrage des poutres n’est visible.
Pour la dalle du plafond, un coffrage PERI développé spécialement pour le projet a été utilisé ; il a ensuite été mis en œuvre avec un total de 64 boîtes en forme de losanges pré-assemblées en usine. Les panneaux pré-assemblés ont été fixés à un échafaudage PERI UP. La particularité de la cafétéria : tout d’abord, les poutres ont été bétonnées simultanément de l’extérieur vers l’intérieur avec deux pompes. Ce n’est qu’après le durcissement des poutres que le plafond a été bétonné.
Une assistance PERI dédiée
Au total, environ 3 000 m2 de coffrages de voiles pour béton architectonique spécifiques au projet ont été utilisés au cours du projet, dont la plupart ont été pré-assemblés à l’usine et livrés à Heidelberg dans les délais. Les défis spécifiques des ingénieurs PERI consistaient donc en une conception intensive, la création de solutions de coffrage spéciales uniques, ainsi que le supervision du personnel du site lors de la mise en œuvre des géométries et des formes complexes, ainsi que la fourniture ponctuelle du matériel, et la coordination des dates de livraison.
