Pour le cabinet d’architecture Bjarke Ingels (BIG) de renommée internationale, le futur de la construction durable engage de multiples réponses et approches novatrices. A l’instar de deux récents projets emblématiques conçus par les célèbres architectes danois n’hésitant pas à habiller leur nouveau siège social en béton bas carbone dans la zone portuaire de Copenhague, ou en bois composite lamellé croisé pour le Skypark Business Center à l’aéroport de Luxembourg. Outre les exigences élevées en matière de durabilité, de préservation des ressources et d’efficacité énergétique, ces deux réalisations possèdent un autre point commun : des vitrages isolants intégrant les intercalaires Super Spacer®.
A Copenhague, l’ancienne zone portuaire de Nordhavn, depuis plusieurs années, se métamorphose en un quartier durable, véritable terrain d’expérimentation des technologies vertes et d’optimisation de la circulation pour ses 40 000 personnes. Pourtant, lorsque BIG dévoile les premiers plans de son nouveau siège social à la pointe portuaire de Sundmolenpier à Nordhavn, la municipalité décline le projet, rejetant l’approche architecturale de ce monolithe en béton de 27 mètres de haut, le considérant trop éloigné du modèle écologique qu‘ambitionne de représenter la ville avec un objectif de neutralité carbone d’ici 2050.
De prime abord, le parti pris esthétique brutaliste imposant le béton en de larges bandes et corniches en pleine façade, rappelle l‘époque où ce matériau symbolisait plutôt le déni et une faible conscience environnementale dans le bâtiment. Les quatre étages dessinent ici une façade puriste mariant verre et béton, laissant courir en autant de lignes de fuite les balcons reliés en ce même matériau élémentaire par un escalier de secours se déroulant en spirale du sol jusqu’au jardin sur le toit. Point de vue où le regard plonge sur l’Öresund en une spectaculaire vue panoramique.
Parfaitement ancré à la superficie restreinte du terrain s’affinant jusqu’en tête de la jetée, ce bâtiment trapézoïdal adapte et optimise l’espace totalisant 4 800 m² de bureaux, les sept demi-étages descendant en cascade et dont le savant décalage désoriente la vision spatiale en une dynamique visuelle aléatoire particulièrement réussie. A l’intérieur, les colonnes centrales en pierre naturelle, granit nordique et marbre italien soutiennent en force les étages, les escaliers empilant organiquement les différents niveaux.
Le vitrage isolant haute performance combine isolation thermique, protection solaire et transmission lumineuse
Eiler Thomsen Alufacader s’est chargé de la fabrication des murs-rideaux de la façade et des traverses et montants en aluminium brut extrudé. De son côté, Glaseksperten A/S a fourni les quelque 500 unités de triple vitrage de 500 à 2 879 millimètres de haut, ainsi que les portes coupe-feu en verre et portes coulissantes tout verre de trois mètres de haut.
Pour la façade qui présente une valeur U de 0,18 W/(m²K), la valeur Ug du vitrage affichant 0,6 et la valeur Uw des fenêtres atteignant 0,8 W/(m²K), le choix s’est porté sur le Pilkington Suncool 70/40 concernant le vitrage isolant, dont le verre à couche très performant s’allie à une excellente isolation thermique, ainsi qu’à une protection solaire et une transmission lumineuse élevées. Autant de caractéristiques d’importance face à la rigueur des hivers scandinaves peu lumineux et à l’inverse, de longues journées ensoleillées en été. Louise Præstholm, directrice marketing de Glaseksperten, explique par ailleurs pourquoi le Super Spacer® T-Spacer™ Premium Plus d’Edgetech/Quanex s’est avéré l‘intercalaire warm edge idéal : « Grâce à son caractère flexible et sans métal, Super Spacer se révèle très efficace dans la production par la simplicité de son installation, et donc le recours limité à des opérations manuelles. Sa flexibilité structurelle permet en outre un ajustement précis lors de l’assemblage, réduisant ainsi les charges exercées sur le verre. Enfin et surtout, Super Spacer contribue à l’efficience énergétique et à la durabilité du produit final en améliorant les performances thermiques et minimisant la condensation ».
Un béton à très faible teneur en CO2
A la suite du refus de sa demande de permis de construire, le cabinet d’architectes BIG a ouvert le dialogue et détaillé son concept de durabilité. Afin d’obtenir le meilleur bilan carbone possible sur l’ensemble du cycle de vie de son projet, et dans l‘objectif de la certification DGNB Gold, le béton utilisé sur le Sundmolenpier voit ainsi sa production de CO2 réduit pour près de 70 %.
Depuis 2017 déjà, date à laquelle émergeaient les premiers plans du nouveau siège social, les architectes étaient en discussion avec le cimentier danois Aalborg Portland qui menait des recherches sur un ciment peu émetteur de CO2. Aujourd‘hui commercialisé sous le nom de FUTURECEM®, ce matériau génère désormais jusqu’à 30 % d’émissions de CO2 en moins que le ciment conventionnel, 35 % de la composition énergivore étant remplacée par du calcaire et de la farine d’argile calcinée.
Par ailleurs, le béton vert présentant un aspect un peu plus visqueux, des procédés de fabrication spécifiques ont été développés en collaboration avec le fabricant de gros œuvre LM Byg A/S et le fournisseur de béton Unicon, afin de pouvoir couler sur place les murs et les mégapoutres, pouvant peser jusqu’à 100 tonnes. Quant aux poutres, d’environ 3,6 mètres de haut et 20 mètres de long, elles s‘incorporent en une construction sandwich composée de 500 millimètres de béton armé porteur, 350 millimètres de couche isolante et 100 millimètres de parement en béton apparent.
Pourquoi ce choix d‘une construction en béton et non en bois? Le bâtiment devait s’intégrer à un environnement industrialo-portuaire tout en faisant face aux agressions salines d’un climat marin particulièrement rude ; pour les équipes de BIG, il eût été plus difficile de résoudre les problèmes de corrosion et d’humidité avec une structure en bois. Autre atout, « Le béton a la capacité de stocker la chaleur; ainsi exposé, il utilise sa masse thermique et la ventilation passive pour chauffer et refroidir le bâtiment ». Autant de sources d’énergie vertueuse, la pompe à chaleur étant alimentée en électricité via son propre système photovoltaïque.
Les architectes soulignent également l’intérêt du non traitement des surfaces, qui au-delà de l’aspect esthétique, permet au béton apparent de lier à nouveau la nocivité du CO2 par carbonatation. Le dioxyde de carbone réagissant avec l’hydroxyde de calcium présent dans le béton, forme alors du carbonate de calcium, c’est-à-dire du calcaire, pour un moindre impact dans le bilan écologique.
L‘ imposante construction hybride en bois du Skypark Business Center South
A l’aéroport de Luxembourg-Findel, également conçu par Bjarke Ingels Group, le Skypark Business Centre South oppose au minimalisme brut du siège social de BIG, la majestueuse noblesse de l’une des plus grandes constructions en bois d’Europe. Modèle d’économie circulaire et bâtiment durable exemplaire, les parties souterraines construites principalement en béton armé à très faible consommation d’énergie soutiennent la puissance de la superstructure en bois de 30,5 mètres de haut. Le parti-pris d’élever deux bâtiments de trois étages serpentant en une élégante ligne sinusoïdale de 365 mètres, optimise non seulement la surface utilisable, mais crée également le mouvement d‘une astucieuse géométrie en autant de patios lumineusement exposés se reliant au terminal 1.
La conception de la structure supérieure orientée à 180 degrés accueille la superposition de toitures et terrasses végétales sur trois niveaux ; un biotope propice à offrir un espace d’épanouissement à la flore et la faune, à collecter l’eau de pluie, et d’une manière générale, à générer un microclimat favorable à l’amélioration de la qualité de l’air dans le bâtiment.
Façade double peau pour une protection solaire, lumineuse et acoustique optimale
Réalisé avec une façade double peau à haute performance énergétique, le Skypark déroule l’arabesque de ses éléments tout verre transparents et opaques, en une efficace barrière acoustique et climatique (vent, intempéries). A l’intérieur, les poutres traversantes et le triple vitrage assurent l’isolation thermique et la protection solaire avec des stores à commande individuelle intégrés entre les verres. L’arrondi de l’ensemble du bâtiment et le verre structurel captent en toute transparence et légèreté, du rez-de-chaussée jusqu‘aux étages supérieurs, la fluidité de l’horizon au coeur de l’aéroport.
Les vitrages isolants cintrés, concaves et convexes épousant les courbes formant la façade de l’édifice ont été fabriqués par le transformateur de verre Finiglas (Münsterland), région située en Rhénanie-du-Nord-Westphalie, à la demande du constructeur de façades Kyotec Luxembourg.
Ici, chaque angle se compose de quatre vitrages de 2 999 x 4 861 mm et d’un rayon de 7 698 mm. Le délicat montage des unités bombées sous débord de 2602 mm, s’est vu attribué à l‘expert Heavydrive qui s’est rendu sur place avec son système d’aspiration sous vide VSG 1300 KR et son système de contrepoids Konter 3000.
Seul un triple vitrage avec couches de protection thermique et solaire spécifiques pouvait répondre aux performances requises du verre pour une valeur Ug inférieure à 0,5 W/m²K. Et c’est le verre structurel Guardian Ultra Clear qui s’est imposé, composé de verre de sécurité feuilleté 13,52 mm et différentes couches, incluant protection solaire sur la face exposée aux intempéries, isolation thermique avec une épaisseur de 6 mm pour le vitrage central, ainsi qu’un verre feuilleté de sécurité de 17,52 mm d’épaisseur en partie avec un film PVB pour une isolation phonique performante.
Mirko Heeringa, chef de projet chez Finiglas, pointe techniquement des unités non insérées dans un cadre, mais fixées dans le joint périphérique à l’aide du joint Siltal, couramment utilisé au Benelux: « La façade verre en arêtes est ici réalisée en tant que vitrage structurel, car l’adhérence est assurée par le joint périphérique et seule la vitre en verre de sécurité feuilleté côté intérieur est intégrée sur le montant ».
Super Spacer®, une gamme d‘intercalaires aux atouts combinés, entre productivité et performance du vitrage isolant
Même si Finiglas maîtrise la transformation de verres grande dimension, la production de triple vitrage requiert une attention et expertise spécifiques. Chacune des 160 unités environ de triple vitrage isolant bombé livrées au Luxembourg par Finiglas, pèse plus de 1 300 kilogrammes. Un véritable défi technique : « Les exigences particulièrement élevées en matière de faisabilité et de manipulation pour ce chantier nous ont engagé à nous adapter. Pour assembler 130 unités, laminées et isolées avec la plus extrême précision, nous avons pris en charge individuellement cinq éléments verriers, qui suspendus à la grue pesaient chacun jusqu’à 600 kg. Nous avons dû ainsi concevoir des outils et organiser un dispositif sur mesure par rapport à l’importance du poids et des dimensions », souligne Mirko Heeringa.
Côté intercalaire, Finiglas a utilisé le « Super Spacer® TriSeal™ Flex noir » 16 mm d’Edgetech/Quanex. « Le Flex présente pour nous de conséquents avantages au cours de la production du vitrage isolant », indique Mirko Heeringa, qui relève : « Il fait partie des plus résistants de la gamme Super Spacer® que nous utilisons habituellement, et nous apprécions sa stabilité et précision lors de la mise en place des deuxième et troisième verre ». Christoph Rubel, directeur technique chez Edgetech Europe GmbH à Heinsberg, souligne les propriétés du Super Spacer® pour le vitrage isolant : « Les impacts du vent et des variations climatiques s’accordent très bien à un espace de 16 millimètres entre les verres. C’est dans ce contexte que la flexibilité et la résilience d’un intercalaire en mousse de silicone structurelle comme Super Spacer® TriSeal™ prend tout son sens. L’élasticité du silicone maintient dans son intégrité le joint périphérique garant ainsi de l‘efficacité énergétique et la durabilité du vitrage isolant ».
