Verrière de toiture

Projet primé

Vidéo de présentation du projet Capital C

Le bâtiment a reçu le prestigieux Prix MIPIM 2020 dans la catégorie « Meilleur bâtiment rénové » lors de la Semaine de l'immobilier de Paris. Plus récemment, le bâtiment Capital C a également reçu le Prix national néerlandais de l'acier 2020. 

Octatube (Delft, Pays-Bas) a utilisé des outils de calcul avancés pour trouver, optimiser et effectuer la vérification normative de la forme et des éléments de cette toiture unique en verre et acier couvrant un bâtiment historique à Amsterdam. IDEA StatiCa combiné à RFEM a permis de résoudre cette tâche techniquement complexe.

Structure et conception

Le système structurel de la toiture peut être décrit comme une coque en treillis cylindrique avec deux dômes à chaque extrémité. En raison du bâtiment adjacent sur la toiture et de l'ouverture pour l'entrée de la façade, des parties ont été supprimées de la forme de la coque en treillis. En principe, le dôme ne comporte qu'un seul assemblage structurel répétitif, mais la forme libre fait que chaque nœud est différent et utilise des pièces uniques. Au total, environ 1 000 composants en acier variés et 200 panneaux de verre ont été utilisés.

Pour les projets complexes, un logiciel d'analyse flexible est nécessaire : un programme capable de modéliser une large gamme d'éléments uniques. Pour cette raison, RFEM a été utilisé en combinaison avec Rhinoceros (Rhino), Grasshopper et IDEA StatiCa. Lors des phases de conception préliminaire et finale, le modèle filaire Rhino-Grasshopper de l'architecte a constitué le point de départ. Dans ce modèle, les lignes principales et les lignes secondaires ont été définies.

Les lignes de grille et la courbure de ce modèle ont été soigneusement analysées et optimisées. Le modèle filaire et les charges structurelles issues de Grasshopper ont été connectés à RFEM, de sorte que le modèle a été optimisé structurellement. Les charges sur la structure ont été générées par un lien direct entre Rhino et un script développé sur mesure. Pour cela, le lien indirect entre Grasshopper et RFEM via Excel a été utilisé. La condition imposée était que les panneaux de verre de forme quadrangulaire soient parfaitement plats, comme la face d'un diamant.

Grâce à l'analyse réalisée avec RFEM et IDEA StatiCa Connection, les formes des tubes (RHS) ont été validées. La rigidité en rotation étant essentielle, deux modèles de l'ensemble de la structure et de ses assemblages ont été utilisés pour modéliser de manière adéquate la rigidité et la résistance de la coque en treillis. Ces modèles ont été utilisés comme limites supérieure et inférieure des déformations et de la rigidité. Le modèle à limite supérieure a été utilisé avec tous les assemblages idéalement rigides afin de déterminer les effets de charge sur les assemblages. La limite inférieure de la rigidité en rotation a été déterminée de manière itérative entre RFEM et IDEA StatiCa Connection pour chaque type d'assemblage. 

Ce modèle avec des assemblages plus souples est intéressant pour la vérification de la rigidité et de la stabilité de la coque en treillis. Dans ce modèle, la structure porteuse située sous la coque en treillis a été ajoutée pour la détermination correcte des charges. Cela était nécessaire car l'hypothèse de la rigidité de ressort des appuis verticaux aurait été trop chronophage en raison du processus itératif important qu'aurait impliqué une rigidité différente pour chaque cas de charge.

Caractéristiques de la structure

Dimensions de la structure

 Logiciels utilisés

• RFEM 3D, RF-STEEL Members, RF-STEEL EC3 et RF-STABILITY
• IDEA StatiCa Connection
• Grasshopper
• Rhinoceros (Rhino)

Vidéo

Ce projet a également été largement présenté lors d'un webinaire organisé par la Société néerlandaise de l'acier (vidéo en néerlandais) :

En savoir plus

Retrouvez plus d'informations sur le projet Capital C.  

Crédits photos et vidéos : ZJA Zwarts & Jansma Architects & Octatube