Pierre Mary
Louis Kahn définit l’architecture comme « le seuil entre le silence et la lumière » (between silence and light). De fait, la lumière et ses jeux tiennent, depuis toujours, une place de choix dans l’architecture, et le verre, dans sa relation privilégiée à la lumière, a été utilisé de multiples façons, de plus en plus audacieuses : au Moyen Âge, les vitraux (référence à Jean l’Évangéliste, dans le Nouveau Testament, présentant le Christ comme la lumière venue dans le monde ?) montés au plomb faisaient l’admiration de tous ; à la Renaissance, de larges baies étaient ouvertes en lieu et place des épaisses murailles de l’époque précédente ; au XIXe siècle, des structures de verre et de métal dégageaient d’immenses espaces couverts : halls d’expositions (dont le célèbre Crystal Palace), musées, gares...
Jusqu’à notre époque, le verre, jugé fragile, était utilisé en panneautage, remplissage dans un cadre de pierre, de bois, de métal. Or il peut transférer d’importants efforts et résiste remarquablement à la compression. De ce fait, il a pu être utilisé dans de nombreuses structures secondaires telles qu’escaliers, contreventements, façades vitrées, garde-corps et même, planchers. Il faut aussi mentionner les nombreux meubles et autres aquariums que les techniques de collage par polymérisation aux ultraviolets permettent.
Ces applications n’ont pu être réalisées que grâce à des progrès considérables de l’industrie et de la chimie du verre permettant sa consolidation par différents procédés (verre recuit, verre durci, verre trempé thermiquement ou chimiquement, verre feuilleté réalisé par interposition de films spécifiques entre les différents volumes verriers…).
Aujourd’hui, les deux grands types de pose de façades en verre « innovantes », et dont la mise en œuvre est encore soumise à débats, sont les façades VEA (verre extérieur agrafé) et VEC (verre extérieur collé). Les volumes verriers d’une façade VEA sont tenus par des boulons articulés comme des rotules qui reprennent les efforts mécaniques (poids de la structure, vents...) et thermiques (chaleur, froid…), tandis que ceux d’une façade VEC sont collés à une structure intérieure : de l’extérieur, seul les panneaux sont visibles. Ces deux montages nécessitent en outre des joints performants pour assurer l’étanchéité à l’air et à l’eau entre les volumes. Grâce à eux, seul un cordon de silicone est visible et non plus une structure pierre, bois, métal... Si fine serait-elle, cette structure serait très présente en façade ; les mauvaises langues affirmeraient d’ailleurs que c’est un des seuls détails d’architecture des nombreuses tours de bureaux : le dessin du profil porteur.
Le verre constitue ainsi, à lui seul, la façade du bâtiment. Mieux encore, il peut être structurel : sous la forme de poteaux ou de poutres, il assure la structure même du bâtiment. Ainsi dans les deux exemples suivants, remarquables, couronnés par la fondation Dupont Benedictus Awards :
- le talus du temple, de Dirk Jan Postel pour Kraajjvanger Urbis construit en 2001 en Bourgogne
Ce qui est remarquable avec ce projet, c’est le contraste entre deux matériaux : la pierre du soubassement, brute, épaisse, lourde, et l’acier de la couverture très fine et de forme pure. Aucun mur maçonné ou poteau métallique ne les relie ni n’atténue leur contraste. L’emploi d’une structure en verre quasi invisible conserve la dualité des éléments. La couverture flotte littéralement au-dessus du soubassement, exacerbant l’opposition des deux éléments reliés par leur géométrie (base carrée du plan).
Les panneaux en verre trempé et feuilleté (10/10/2 : deux épaisseurs de glace de 10 mm et deux films intercalaires, épaisseur de l’ensemble 2 cm environ !) de 2,30 m de haut, soutiennent un toit de 2 tonnes construit préalablement au sol. Le verre remplace ici les murs de pierres ou une structure métallique tant pour la descente des charges (efforts verticaux, poids propre de l’ouvrage et surcharges d’exploitation ou climatiques) que pour le contreventement de l’ouvrage (efforts horizontaux, vents…).
- l’extension du musée du Verre à Kingswinford de Brent Richards pour Design Antenna, réalisée en 1995
Ce projet représente une véritable prouesse technique. L’intégralité de l’extension est en verre : façades, porte, structures verticales et horizontales, toiture. Avec ce projet, une limite est atteinte dans le « tout verre ». Techniquement, cela est donc possible.
L’extension de 11 m de long, 5,7 m de large et de 3,5 m de haut, comporte une structure de poteaux et poutres en verre feuilleté de 10/10/10/2 assemblés par collage et tenons et mortaises. Les pieds de poteaux ainsi que les accrochages de poutres sur le pavillon existant sont sur sabots métalliques.
Onze poutres de 5,70 m de portée et de 30 cm de hauteur portent sur des poteaux de 3,50 m de haut et de 20 cm de large. Le toit est constitué de dix panneaux de 5,70 m sur 1,10 m collés sur les poutres. Un joint de silicone assure l’étanchéité entre les panneaux.
À Paris et ses environs, des architectes Brunier et Saunier, sont visibles :
- le Laboratoire de recherches chalcographiques du musée du Louvre, réalisé en 1993
La verrière extra-plate permet, sans dénaturer le lieu (Grand Louvre), d’amener de la lumière naturelle dans les niveaux de bureaux situés en sous-sol. Le choix d’une structure en verre optimise les apports lumineux en évitant les ombres portées et la réduction de la surface utile de la verrière.
La verrière est composée de plaques de verre feuilleté (15/15/15/2 de 47 mm d’épaisseur) montées en VEC sur des cadres en aluminium. Les onze poutres de verre feuilleté recuit (15/15/15/15/3 avec intercalaires en Butyral de polyvinyle – PVB) ont une portée de plus de 6 m et peuvent reprendre 14 tonnes chacune.
Un résilient sépare les poutres des cadres en aluminium de la verrière.
La façade intérieure est composée de VEA et agrafée sur les nez de dalles.
- le centre administratif de Saint-Germain-en-Laye réalisé en 1994
Une immense verrière (750 m2) supportée par des poteaux de verre permet d’installer en sous-sol des surfaces de bureaux, l’espace à rez-de-chaussée restant libre de toute contrainte. Un patio dont les verres sont de forme conique permet de trouver une façade au niveau bas.
Les poteaux en verre feuilleté de 10/15/10, de 3,25 m de haut, redescendent chacun une charge de 6 tonnes.
Chaque poteau, de section cruciforme de 22 x 22 cm, est constitué d’une lame continue et de deux demi-lames, et encastré en tête et en pied dans des sabots métalliques, des cales en néoprène assurant la désolidarisation.
Ainsi le verre structurel a permis d’atteindre de façon littérale un des objectifs principaux des architectes de la période gothique, à savoir la « dématérialisation » des parois pour laisser entrer la lumière ; la Sainte-Chapelle, à Paris, en est l’une des plus belles illustrations.
La question de la transparence absolue étant résolue, c’est sur la façon de la travailler qu’il convient aujourd’hui de réfléchir : comment contrôler la luminosité, le cadrage des vues, les échanges thermiques, l’acoustique...
Demain, les recherches permettront sans doute d’utiliser des verres pouvant se teinter avec la lumière, et même autonettoyants grâce à leurs surfaces aux qualités hydrophiles et photocatalytiques, voire biocides. Le verre apparaîtra sous toutes ses formes : bombé, coloré, gravé, buriné, sablé, sérigraphie... Les façades profiteront des possibilités mécaniques du verre pour s’enrichir d’épaisseurs nouvelles, de profondeurs inhabituelles... et même de doubles peaux (deux parois vitrées séparées par une lame d’air ventilée) dont les performances thermiques et acoustiques sont recherchées dans la démarche Haute Qualité environnementale (HQE).
En savoir plus
Bibliographie
- Le Vitrail, L. Lee, G. Seddon, F. Stephens Artists House.
- Les Cahiers techniques du bâtiment, n° 244, juin-juillet 2004.
- Revue AMC, n° 99, juin-juillet 1999, et n° 143, mai 2004.
Sites
Le site de la revue Laminated Glass New.
www.dupont.com/
Sur le site id verre :
- la fiche sur le centre de Saint-Germain-en-Laye
- la fiche sur le laboratoire du Louvre.
www.idverre.net/
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