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Construction de la toiture du Centre Aquatique et Franchissement à Saint-Denis (93) Actualité du
Unique au monde, la toiture du Centre Aquatique à Saint-Denis est dotée d’une structure légère en bois, comprenant des catènes de 90 mètres de portée, d’une surface dépassant les 10 000 m2, avec des pentes avoisinant les 30 % aux points hauts. Elle supporte près de 2 255 modules photovoltaïques destinés à produire 805 kWc. Difficulté supplémentaire : l’atmosphère intérieure est celle d’un bâtiment à très forte hygrométrie.
Présentation de la toiture et rôles de l’isolation en verre cellulaire FOAMGLAS
La toiture du Centre Aquatique à Saint-Denis se caractérise par une architecture ambitieuse axée sur une conception durable et à faible impact environnemental. Elle abrite une grande halle bassin proposant au public 2 500 places nettes extensible jusqu’à 5 000 places avec un dispositif d’adaptation simple. Sa structure primaire, 100 % en bois, est constituée de catènes de section 50 x 20 cm arborant une forme concave afin de réduire le volume d’air à chauffer dans la halle du bassin.
Sa structure secondaire (composée de tasseaux posés sur une volige) est également en bois. Une isolation acoustique est positionnée entre les tasseaux. Les bacs acier, éléments porteurs de la toiture, sont fixés sur les tasseaux. Au-dessus des bacs acier est disposé un pare-vapeur adhésif pour des raisons pratiques. L’isolation thermique en verre cellulaire FOAMGLAS®est collée à chaud, puis les étanchéités, constituées d’une membrane bitumineuse et d’une membrane synthétique, sont thermosoudées, chacune en pleine adhérence. Aux points hauts de la toiture, la pente est proche de 30 %. C’est sur cette toiture légère que sont intégrés 2 255 modules photovoltaïques.
La difficulté cruciale, sans précédent jusqu’à présent, a été de concevoir la fixation des modules photovoltaïques non étanches sur une toiture solaire caractérisée par de fortes inclinaisons. Cette toiture a été développée en suivant un processus rigoureux comprenant un Avis Technique d’Expérimentation (ATEX) du CSTB, déposé par Bouygues Bâtiment Ile-de-France, et a également fait l’objet de nombreux essais en laboratoire. L’ensemble de la conception a nécessité la contribution d’experts issus de diverses disciplines telles que la structure, l’étanchéité, les fluides, la thermique, l’aéraulique, l’acoustique… L’ensemble des travaux de conception a été récompensé par le Prix Construction et Aménagement dans le cadre du Grand Prix de l’ingénierie remis par la Syntec en 2021. La seconde belle récompense a été la bonne élévation de cet ouvrage remarquable dans le respect du planning prévu.
Rôle de l’isolation en verre cellulaire FOAMGLAS et de ses plaquettes de fixation
Le FOAMGLAS a pour fonction d’assurer une isolation thermique de la toiture de la construction en utilisant un matériau écologique reconnu pour sa durabilité et sa contribution à une économie circulaire. Mais le couple FOAMGLAS + plaquettes PC SP 150 x 150, c’est bien plus encore...
Le FOAMGLAS est constitué de petites bulles de verre étanches les unes par rapport aux autres. Fabriquées à partir de verre recyclé (60 %), elles forment une mousse isolante très rigide et imperméable. Les plaques isolantes sont collées sur leur support et entre elles, formant une couche isolante étanche et pare-vapeur dans la masse. La rigidité et la résistance à la compression sans tassement du FOAMGLAS® permettent d’intégrer des plaquettes crantées, elles-mêmes supports de fixation. C’est ce qui a permis de gérer les contraintes de fluage au regard des pentes importantes de l’ouvrage.
Principales qualités du verre cellulaire FOAMGLAS concourant à la bonne réalisation de cet ouvrage
Point essentiel : une garantie thermique. C’est le seul isolant thermique garanti thermiquement 10 ans par son fabricant in situ. Cette garantie thermique est primordiale. Elle permet d’éviter tout risque d’apparition d’humidité et d’altération de l’ouvrage à cause de phénomènes de condensation, qui peuvent apparaître au bout de plusieurs années à la suite de la perte d’une partie de l’efficacité thermique de l’isolation.
FOAMGLAS vieillit en conservant toutes ses propriétés thermiques (analyse faite par le BET de Munich FIW sur plusieurs chantiers européens de plus de 40 ans). Il est étanche à la vapeur dans la masse et ses plaques sont collées entre elles sur toute leur épaisseur. FOAMGLAS garantit une absence de condensation en toiture pendant toute la vie du bâtiment.
Grâce à sa rigidité, FOAMGLAS se présente comme l’isolant le plus résistant face au tassement sous contrainte en compression. Cette qualité se révèle essentielle pour les toitures solaires, où des accès techniques peuvent être nécessaires, exposant ainsi l’étanchéité à des contraintes mécaniques liées aux déplacements piétons.
Une sécurité inégalée face au risque d’infiltration. Les plaques étanches en verre cellulaire FOAMGLAS sont collées en plein sur le pare vapeur adhésif et les plaques sont collées entre elles et aux émergences. L’étanchéité Paradiène SR4 et la membrane Evalon V sont thermosoudés en plein, sans aucune semiindépendance. L’ensemble est compact et étanche à l’eau comme à la vapeur dans la masse.
Point essentiel : les plaques de fixation dentées PC SP 150/150 en acier Z 350. Utilisées depuis plus de 20 ans en France et brevetées par Pittsburgh Corning France, ces plaques de 15 x 15 cm sont dotées de 2 ailes crantées de 3 cm. En étant insérées en phase chantier dans la couche isolante en FOAMGLAS, elles forment une surface de fixation sans traverser la couche isolante, supprimant ainsi autant de point de faiblesse pour l’ouvrage.
Ce dispositif est validé pour fixer, par exemple, des couvertures métalliques ou des couvertures en ardoise, et tout type de parements étanches. Mais ici, les modules photovoltaïques ne sont pas étanches,et les pentes sont supérieures à leur mise en oeuvre usuelle. Il a donc été nécessaire de concevoir un dispositif de fixation étanche spécifique pour recevoir les modules solaires, afin de répondre aux risques d’arrachement au vent et de fluage au droit des parties fortement pentées de la toiture.
C’est la société Dome Solar, spécialisée dans l’intégration des dispositifs solaires en toiture, qui a remporté le choix final du système d’intégration. L’ensemble du dispositif a fait l’objet de l’ATEX du CSTB déposé par Bouygues Bâtiment Ile-de-France, après la réalisation de nombreux essais en laboratoire pour vérifier la tenue au vent, le fluage, l’aéraulique et l’écoulement des eaux d’une telle conception.
Témoignage de Monsieur Malo Lassablière, Directeur technique de Dome Solar
« Afin de pouvoir répondre au caractère innovant du Centre Aquatique, Dome Solar a adapté l’un de ses produits sous avis technique depuis 2017, le Roof-Solar. Cette solution se compose de rails aluminium sur lesquels sont montées des bandes de maintien soudables sur la membrane d’étanchéité de la toiture : les bandes de maintien en question ont ainsi été réalisées en Evalon Dual, compatible avec l’EVA Evalon V de la toiture. Les rails sont livrés prémontés sur le chantier de sorte à être prêts à souder par l’étancheur du projet. De cette manière, le plan d’étanchéité n’est pas percé. Un aspect supplémentaire du caractère innovant réside dans les pentes du projet. La forme imaginée par les architectes implique des pentes allant jusqu’à 30 %, tandis que les avis techniques de nos procédés proposent 10 % au maximum. Pour cela, la solution de plaquettes crantées développées par Pittsburgh Corning France SAS a pu être utilisée pour renforcer la résistance au fluage du bicouche de membrane d’étanchéité ».
Témoignage de Monsieur Gilles Guyoton, Président de l’entreprise BECI BTP
« L’ADN de notre entreprise, de nos équipes plus précisément, s’est construit depuis 1979, autour d’ouvrages un peu particuliers comportant des complexes et/ou des formes remarquables. Objets de concours, les centres aquatiques répondent généralement à ces caractéristiques tant d’un point vue constructif qu’esthétique à l’exemple de la sphère d’Arras (Aquarena) dessinée par Alain Sarfati, des centres aquatiques de Reims, du Mesnil-Amelot et du Val d’Europe par Marc Mimram ou encore celui de Bobigny totalement repris par Eric Lemarié. Dans l’ensemble de ces différents cas, l’association d’élément porteur en bac acier, de verre cellulaire et d’étanchéité synthétique Evalon V a permis de répondre durablement à l’ensemble des contraintes physiques de ces bâtiments à très forte hygrométrie, entre autres acoustiques, corrosions et formes aux courbes, voire pentes toutes aussi techniques. Nous nous sentions alors une certaine légitimité à pouvoir répondre à la consultation de Bouygues Bâtiment Ile-de-France, qui nous a finalement confié la couverture de cet ouvrage prestigieux issu de l’association des architectes VenhoevenCS et Ateliers 2/3/4/. Je dois souligner, malgré une certaine appréhension eu égard à l’ampleur de ce marché avec Bouygues Bâtiment Ile-de-France, la rigueur de leur travail, la qualité de leur encadrement et de leur engagement. À d’autres aventures… ».
Présentation de la toiture et rôles de l’isolation en verre cellulaire FOAMGLAS
La toiture du Centre Aquatique à Saint-Denis se caractérise par une architecture ambitieuse axée sur une conception durable et à faible impact environnemental. Elle abrite une grande halle bassin proposant au public 2 500 places nettes extensible jusqu’à 5 000 places avec un dispositif d’adaptation simple. Sa structure primaire, 100 % en bois, est constituée de catènes de section 50 x 20 cm arborant une forme concave afin de réduire le volume d’air à chauffer dans la halle du bassin.
Sa structure secondaire (composée de tasseaux posés sur une volige) est également en bois. Une isolation acoustique est positionnée entre les tasseaux. Les bacs acier, éléments porteurs de la toiture, sont fixés sur les tasseaux. Au-dessus des bacs acier est disposé un pare-vapeur adhésif pour des raisons pratiques. L’isolation thermique en verre cellulaire FOAMGLAS®est collée à chaud, puis les étanchéités, constituées d’une membrane bitumineuse et d’une membrane synthétique, sont thermosoudées, chacune en pleine adhérence. Aux points hauts de la toiture, la pente est proche de 30 %. C’est sur cette toiture légère que sont intégrés 2 255 modules photovoltaïques.
La difficulté cruciale, sans précédent jusqu’à présent, a été de concevoir la fixation des modules photovoltaïques non étanches sur une toiture solaire caractérisée par de fortes inclinaisons. Cette toiture a été développée en suivant un processus rigoureux comprenant un Avis Technique d’Expérimentation (ATEX) du CSTB, déposé par Bouygues Bâtiment Ile-de-France, et a également fait l’objet de nombreux essais en laboratoire. L’ensemble de la conception a nécessité la contribution d’experts issus de diverses disciplines telles que la structure, l’étanchéité, les fluides, la thermique, l’aéraulique, l’acoustique… L’ensemble des travaux de conception a été récompensé par le Prix Construction et Aménagement dans le cadre du Grand Prix de l’ingénierie remis par la Syntec en 2021. La seconde belle récompense a été la bonne élévation de cet ouvrage remarquable dans le respect du planning prévu.
Rôle de l’isolation en verre cellulaire FOAMGLAS et de ses plaquettes de fixation
Le FOAMGLAS a pour fonction d’assurer une isolation thermique de la toiture de la construction en utilisant un matériau écologique reconnu pour sa durabilité et sa contribution à une économie circulaire. Mais le couple FOAMGLAS + plaquettes PC SP 150 x 150, c’est bien plus encore...
Le FOAMGLAS est constitué de petites bulles de verre étanches les unes par rapport aux autres. Fabriquées à partir de verre recyclé (60 %), elles forment une mousse isolante très rigide et imperméable. Les plaques isolantes sont collées sur leur support et entre elles, formant une couche isolante étanche et pare-vapeur dans la masse. La rigidité et la résistance à la compression sans tassement du FOAMGLAS® permettent d’intégrer des plaquettes crantées, elles-mêmes supports de fixation. C’est ce qui a permis de gérer les contraintes de fluage au regard des pentes importantes de l’ouvrage.
Principales qualités du verre cellulaire FOAMGLAS concourant à la bonne réalisation de cet ouvrage
Point essentiel : une garantie thermique. C’est le seul isolant thermique garanti thermiquement 10 ans par son fabricant in situ. Cette garantie thermique est primordiale. Elle permet d’éviter tout risque d’apparition d’humidité et d’altération de l’ouvrage à cause de phénomènes de condensation, qui peuvent apparaître au bout de plusieurs années à la suite de la perte d’une partie de l’efficacité thermique de l’isolation.
FOAMGLAS vieillit en conservant toutes ses propriétés thermiques (analyse faite par le BET de Munich FIW sur plusieurs chantiers européens de plus de 40 ans). Il est étanche à la vapeur dans la masse et ses plaques sont collées entre elles sur toute leur épaisseur. FOAMGLAS garantit une absence de condensation en toiture pendant toute la vie du bâtiment.
Grâce à sa rigidité, FOAMGLAS se présente comme l’isolant le plus résistant face au tassement sous contrainte en compression. Cette qualité se révèle essentielle pour les toitures solaires, où des accès techniques peuvent être nécessaires, exposant ainsi l’étanchéité à des contraintes mécaniques liées aux déplacements piétons.
Une sécurité inégalée face au risque d’infiltration. Les plaques étanches en verre cellulaire FOAMGLAS sont collées en plein sur le pare vapeur adhésif et les plaques sont collées entre elles et aux émergences. L’étanchéité Paradiène SR4 et la membrane Evalon V sont thermosoudés en plein, sans aucune semiindépendance. L’ensemble est compact et étanche à l’eau comme à la vapeur dans la masse.
Point essentiel : les plaques de fixation dentées PC SP 150/150 en acier Z 350. Utilisées depuis plus de 20 ans en France et brevetées par Pittsburgh Corning France, ces plaques de 15 x 15 cm sont dotées de 2 ailes crantées de 3 cm. En étant insérées en phase chantier dans la couche isolante en FOAMGLAS, elles forment une surface de fixation sans traverser la couche isolante, supprimant ainsi autant de point de faiblesse pour l’ouvrage.
Ce dispositif est validé pour fixer, par exemple, des couvertures métalliques ou des couvertures en ardoise, et tout type de parements étanches. Mais ici, les modules photovoltaïques ne sont pas étanches,et les pentes sont supérieures à leur mise en oeuvre usuelle. Il a donc été nécessaire de concevoir un dispositif de fixation étanche spécifique pour recevoir les modules solaires, afin de répondre aux risques d’arrachement au vent et de fluage au droit des parties fortement pentées de la toiture.
C’est la société Dome Solar, spécialisée dans l’intégration des dispositifs solaires en toiture, qui a remporté le choix final du système d’intégration. L’ensemble du dispositif a fait l’objet de l’ATEX du CSTB déposé par Bouygues Bâtiment Ile-de-France, après la réalisation de nombreux essais en laboratoire pour vérifier la tenue au vent, le fluage, l’aéraulique et l’écoulement des eaux d’une telle conception.
Témoignage de Monsieur Malo Lassablière, Directeur technique de Dome Solar
« Afin de pouvoir répondre au caractère innovant du Centre Aquatique, Dome Solar a adapté l’un de ses produits sous avis technique depuis 2017, le Roof-Solar. Cette solution se compose de rails aluminium sur lesquels sont montées des bandes de maintien soudables sur la membrane d’étanchéité de la toiture : les bandes de maintien en question ont ainsi été réalisées en Evalon Dual, compatible avec l’EVA Evalon V de la toiture. Les rails sont livrés prémontés sur le chantier de sorte à être prêts à souder par l’étancheur du projet. De cette manière, le plan d’étanchéité n’est pas percé. Un aspect supplémentaire du caractère innovant réside dans les pentes du projet. La forme imaginée par les architectes implique des pentes allant jusqu’à 30 %, tandis que les avis techniques de nos procédés proposent 10 % au maximum. Pour cela, la solution de plaquettes crantées développées par Pittsburgh Corning France SAS a pu être utilisée pour renforcer la résistance au fluage du bicouche de membrane d’étanchéité ».
Témoignage de Monsieur Gilles Guyoton, Président de l’entreprise BECI BTP
« L’ADN de notre entreprise, de nos équipes plus précisément, s’est construit depuis 1979, autour d’ouvrages un peu particuliers comportant des complexes et/ou des formes remarquables. Objets de concours, les centres aquatiques répondent généralement à ces caractéristiques tant d’un point vue constructif qu’esthétique à l’exemple de la sphère d’Arras (Aquarena) dessinée par Alain Sarfati, des centres aquatiques de Reims, du Mesnil-Amelot et du Val d’Europe par Marc Mimram ou encore celui de Bobigny totalement repris par Eric Lemarié. Dans l’ensemble de ces différents cas, l’association d’élément porteur en bac acier, de verre cellulaire et d’étanchéité synthétique Evalon V a permis de répondre durablement à l’ensemble des contraintes physiques de ces bâtiments à très forte hygrométrie, entre autres acoustiques, corrosions et formes aux courbes, voire pentes toutes aussi techniques. Nous nous sentions alors une certaine légitimité à pouvoir répondre à la consultation de Bouygues Bâtiment Ile-de-France, qui nous a finalement confié la couverture de cet ouvrage prestigieux issu de l’association des architectes VenhoevenCS et Ateliers 2/3/4/. Je dois souligner, malgré une certaine appréhension eu égard à l’ampleur de ce marché avec Bouygues Bâtiment Ile-de-France, la rigueur de leur travail, la qualité de leur encadrement et de leur engagement. À d’autres aventures… ».
