Depuis quelques années, la tour Imec est devenue un véritable point de repère pour ceux qui arrivent à Louvain par l’ouest. Tant la forme inhabituelle de cette tour de 70 mètres de haut que sa façade en verre attirent le regard. Placée comme un point d’exclamation dans le paysage, cette impressionnante tour souligne le statut particulier d’ Imec en tant que leader mondial de la recherche, du développement et de l’innovation dans le domaine de la nanoélectronique et de la technologie numérique.
Une structure pleine de défis
Le bâtiment comprend un parking souterrain sur 4 étages, un laboratoire s’étendant sur 2 étages et un immeuble de bureaux de 16 niveaux pouvant accueillir 450 personnes. De bas en haut, cette structure est remplie de défis structurels.
La conception structurelle de la superstructure est la plus remarquable. Cette superstructure est conçue comme un double noyau qui s’élargit vers le haut. Tous les étages sont suspendus en porte-à-faux au-dessus du noyau, étant donné qu’il n’y a pas de colonne dans les façades de la tour qui puisse supporter structurellement les dalles de plancher. « Le modèle de calcul Diamonds 3D était évidemment indispensable pour estimer les effets du vent sur une telle structure de tour », explique Jan Van Aelst.
« Mais ce qui rend ce projet très spécial, ce sont les exigences strictes imposées à la déflexion des éléments de la façade. Ces éléments en verre sont fixés à des colonnes en acier qui servent d’entretoises entre les étages. Pour être sûrs à 100 % que la distance entre les dalles de plancher reste pratiquement constante (de sorte que la flexion des éléments de façade soit suffisamment limitée), nous avons accordé beaucoup d’attention à la différence de flexion entre les dalles de plancher supérieures et inférieures.
Modélisation structurelle du processus de construction
Par exemple, Diamonds a été utilisé pour estimer l’influence de la qualité du béton sur la déflexion des dalles de plancher. L’accent a été mis sur l’évolution de cette déflexion dans le temps, en tenant compte de la fissuration et du fluage du béton. Le but ultime de cet exercice était de fournir une assurance suffisante que les différences de déflexion entre les planchers des étages restent toujours dans certaines limites, en particulier le long des bords où les éléments de la façade sont suspendus.
Selon Jan Van Aelst, « cela nous a permis d’utiliser ce type de modèle pour calculer les différences de déflexion entre les planchers des étages tout au long des étapes successives du processus de construction ». Si des éléments de façade sont placés au niveau d’un étage particulier, la dalle de plancher à ce niveau fléchira par rapport aux étages inférieurs et supérieurs. Cette déformation dépend du moment où les éléments de façade sont installés et ne peut être estimée de manière fiable qu’à l’aide d’un outil de calcul qui tient compte des propriétés de déformation du béton en fonction du temps.
« Ainsi, avec Diamonds, nous avons modélisé non seulement la structure », poursuit Jan Van Aelst, « mais aussi la manière dont elle est réalisée, y compris l’application temporaire de charges auxiliaires compensatoires pour contrôler les différences de déflexion ».
Étudier l’impact sur les structures environnantes
Il va sans dire que les fondations de ce bâtiment étaient également très complexes. La première préoccupation a été d’estimer les effets du tassement des fondations sur les structures environnantes. Pour ce faire, une étude géologique a permis d’obtenir une estimation précise des tassements attendus des fondations. Dans le modèle de calcul Diamonds 3D, un sous-sol élastique a ensuite été défini pour reproduire les modèles de tassement prévus.
Cette approche nous a permis d’évaluer les effets et les moments qui se produisent dans les structures environnantes et qui sont dus aux différences de tassement du sous-sol », a déclaré Jan Van Aelst. « C’est une approche que nous utilisons relativement souvent. Plus généralement, Diamonds nous permet d’ajuster très rapidement les conditions limites et de déterminer très rapidement l’influence de ces conditions limites sur la structure. C’est particulièrement important pour les fondations, car les propriétés du sol comportent intrinsèquement une certaine incertitude. Nous pouvons donc nous assurer que le résultat final offre les garanties nécessaires, tout en tenant compte des incertitudes liées aux propriétés du sol.
Cabinet de conseil en ingénierie Jan Van Aelst
La pensée structurale comme marque
« Le cabinet d’ingénierie Jan Van Aelst (Anvers, Belgique) a eu pour mission de concrétiser, par un projet de structure, les plans architecturaux élaborés par les architectes de renommée internationale Baumschlager Eberle. Pour Jan Van Aelst, ingénieur diplômé, c’était un défi passionnant : « Collaborer étroitement avec les architectes et les entrepreneurs pour concevoir la structure d’un bâtiment, tout en contribuant à son esthétique : voilà notre approche depuis plus de 30 ans, et c’est ce qui nous distingue. Cette approche est très appréciée par les nombreux architectes de renom avec lesquels nous travaillons, tels que Baumschlager Eberle, Crepain Binst et SVR-ARCHITECTS », explique-t-il.
« Nous collaborons également fréquemment avec des promoteurs immobiliers tels que CORES Development et Immpact. Pour concevoir des bâtiments esthétiquement agréables, nous travaillons en étroite collaboration avec eux afin de déterminer la structure la plus adaptée et d’évaluer son impact sur le coût. Pour chaque projet, il est possible de concevoir facilement une dizaine de structures différentes. Grâce à un logiciel d’analyse de structures en 3D, nous pouvons rapidement explorer diverses options et choisir la solution qui répond le mieux aux besoins et aux attentes de notre client. Nous utilisons depuis de nombreuses années le logiciel Diamonds de BuildSoft. Pour notre équipe de cinq ingénieurs en structure, cet outil s’est avéré indispensable pour la conception de structures de plus en plus complexes, comme on en trouve dans de nombreux projets d’architecture contemporaine. »
Répondre à des attentes très élevées
« L’analyse structurelle en 3D s’est avérée être un outil essentiel pour valoriser l’architecture des bâtiments sur lesquels nous travaillons dans le cadre de chacun de nos projets », conclut Jan Van Aelst. « Depuis que nous avons commencé à utiliser cette méthode avec le projet de la Maison du Savoir, son utilisation n’a cessé de croître. Aujourd’hui, notre équipe de cinq ingénieurs en structure utilise quotidiennement le logiciel Diamonds pour tous les projets qui nous sont confiés par nos clients. Et entre-temps, nous faison partie de M-gineers»
La simplicité d’utilisation était un critère de choix primordial lorsque nous avons commencé à utiliser le logiciel d’analyse de conception structurelle de BuildSoft, il y a environ 20 ans. Dans un environnement d’analyse 3D offrant de nombreuses fonctionnalités et options, cette simplicité d’utilisation est plus importante que jamais. En fait, c’est le juste équilibre entre les capacités d’analyse de pointe et la facilité d’utilisation de Diamonds qui nous permet d’identifier rapidement les points critiques de toute nouvelle conception et de trouver des solutions efficaces. Cela peut paraître cliché, mais l’analyse de conception structurelle en 3D nous aide à répondre aux attentes élevées de nos clients et partenaires.
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