La tour résidentielle O’Sea à Ostende, conçue par CONIX RDBM Architects et construite par Interbuild, a un plan rectangulaire simple de 17 par 25 mètres qui pivote de plus de 2,5° par étage sur quatre niveaux consécutifs, décalant le point d’angle le plus éloigné d’environ 5,5 mètres sur l’ensemble de ces étages et donnant à la tour son aspect déformé caractéristique. Stedec NV a utilisé un modèle 3D Diamonds pour gérer la charge de torsion qui en résulte, en s’appuyant sur un noyau central rigide et des voiles en béton rayonnants pour l’absorber, et a constaté que le poids propre du bâtiment, et non le vent, provoquait les déformations horizontales les plus importantes.
Le projet
« La tour O’Sea à Ostende, un projet du bureau d’architecture CONIX RDBM Architects actuellement construit par Interbuild, est l’un des projets phares parmi les nombreux projets exigeants que nous avons menés ces dernières années », commence Koen Coelus. « Le projet O’Sea comprend une série de bâtiments plus bas, mais le véritable point d’attraction est la tour résidentielle de 16 étages. Le plan de cette tour est assez simple : un rectangle de 17 par 25 mètres. Ce qui distingue ce bâtiment, c’est que sur quatre niveaux consécutifs, le plan pivote de plus de 2,5° par rapport à l’un des coins, donnant à la tour son aspect déformé caractéristique. Il n’est donc pas surprenant que la gestion des charges de torsion soit le principal défi structurel de ce bâtiment. »
Gérer un décalage de 5,5 mètres sur quatre étages pivotés
« Pour comprendre ce qui se passe ici », explique Maarten Vervaet, « il est intéressant de zoomer sur les quatre étages qui sont au cœur de cette histoire. Bien qu’une rotation de plus de 2,5° par étage ne semble pas énorme, cela implique que le point d’angle le plus éloigné de chaque étage se déplace horizontalement d’environ 137 cm. Si l’on considère cela sur les quatre étages combinés, il est évident qu’un décalage de 5,5 m ne peut pas rester sans conséquence sur l’agencement des espaces de vie de ce bâtiment. Les cloisons intérieures doivent être déplacées pour garantir des espaces de vie spacieux et confortables aux résidents de chaque étage. Et les colonnes doivent également suivre la rotation des quatre étages, afin de transférer les charges permanentes et d’exploitation vers les étages inférieurs.
La rotation des quatre étages par rapport à un point d’angle crée une excentricité entre les résultantes des charges permanentes des niveaux successifs. Il en résulte une charge de torsion sur la structure porteuse. Cette charge de torsion induit des déformations horizontales même lorsque la structure du bâtiment n’est soumise qu’à des charges verticales. L’analyse et la maîtrise de ces déformations constituent l’un des défis que nous avons résolus grâce à une analyse structurelle 3D avec Diamonds.
Un noyau central rigide absorbant la charge de torsion
Le noyau central rigide de la tour O’Sea joue à cet égard un rôle crucial. À partir du noyau central, des voiles porteurs en béton rayonnent vers la façade du bâtiment. Ces voiles sont rigidement connectés aux dalles de plancher, ce qui confère la rigidité torsionnelle nécessaire pour résister à la charge de torsion sur la structure du bâtiment. Les dalles rigides absorbent la composante horizontale de la charge de torsion et transfèrent les charges horizontales associées vers les voiles en béton et le noyau central. Cela permet de concevoir les colonnes inclinées comme articulées aux deux extrémités. Des colonnes verticales supplémentaires sont prévues là où il est nécessaire de soutenir des cloisons intérieures porteuses.
Comme mentionné précédemment, l’analyse des déformations horizontales était l’un des objectifs les plus importants de l’analyse structurelle 3D avec Diamonds. En effet, ces analyses ont confirmé que les charges permanentes, en particulier le poids propre, avaient de loin l’impact le plus significatif sur les déformations horizontales. Les déformations horizontales sous l’effet des charges de vent se sont révélées même plus faibles que les déformations horizontales dues au poids propre du bâtiment. »
Ouvrir de nouveaux horizons
« Bien que notre portefeuille de projets couvre un large éventail de structures de bâtiments, cette tour est typique de notre façon de penser et de travailler », conclut Koen Coelus. « Depuis 1985, j’ai vu le secteur de la construction évoluer de manière spectaculaire. C’est uniquement en restant attentifs à ces changements que Stedec NV est devenu ce qu’il est aujourd’hui. Ouvrir de nouveaux horizons, voilà ce qui compte pour nous. Ou peut-être serait-il plus juste de dire : ouvrir de nouvelles lignes d’horizon ? »
FAQ
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Stedec (Part of Sweco)
çStedec est un bureau d’ingénierie structurelle spécialisée dans le calcul de structures de bâtiments en béton et en acier. En Flandres Occidentales le bureau Stedec est devenu un des bureaux d’études le plus important à propos de la stabilité. Chaque année ils réalisent des études de bâtiments aussi bien pour l’intérieur que l’extérieur pour une valeur de plus de 300 millions d’euros.
Le bureau d’études de stabilité joue un rôle très important dans l’équipe d’un projet. En étroite collaboration avec le maître d’ouvrage, l’architecte et l’entrepreneur recherchent toujours, pour chaque projet, la structure la plus optimale et économique possible. En raison de délais toujours plus courts et du manque d’ ouvriers qualifiés, une structure préfabriquée devient de plus en plus indispensable.
Stedec ne réalise pas seulement des études de stabilité classique, avec des plans de coffrages dessinés, pour une structure en béton préfabriqué, Elle a de la même manière le savoir-faire de dessiner les plans de production des éléments en béton préfabriqué. Ces plans peuvent être immédiatement mis en œuvre dans la production de nos préfabricants. L’étude de la transformation d’une structure en béton coulé sur place, dans une structure préfabriquée, est également réalisable.
Un model BIM joue un rôle de plus en plus important dans le processus de construction. Stedec possède le know-how et software nécessaire pour partager au model BIM dans chaque projet.
Stedec a été fondée en 1985 par ir.-arch. Koenraad Coelus et a été acquis depuis le 1er janvier 2018 par VK Engineering, membre du groupe VK Architects & Engineers.
VK Architects & Engineers fait partie de SWECO depuis 2023.
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