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La toiture de pente 0 degré fait ses classes

La toiture de pente 0 degré fait ses classes

Implanter une école maternelle dans un programme de revalorisation urbaine, dense et très contraint, tout en répondant à un cahier des charges précis et particulièrement exigeant au niveau environnemental? Pari audacieux, relevé avec brio dans le 13e arrondissement de Paris par les agences LA Architectures et Atelier Desmichelle grâce à l’utilisation intelligente de matériaux biosourcés et à un certain penchant pour des solutions innovantes. 

 

Contigu au boulevard Vincent-Auriol et au métro aérien, l’îlot où se déroulent les travaux d’aménagement met en pratique le principe de la densification urbaine. La butte arborée sur laquelle se trouvait auparavant une école de trois classes construite en béton préfabriqué dans les années 1950 laisse place à une opération mixte: logements sociaux en R+8 et école maternelle de six classes. La conception de cette dernière a été prédéterminée par les résultats d’une consultation organisée avec des habitants du quartier et concernant aussi bien les volumétries que les implantations de futurs bâtiments. Ainsi, le projet est à l’opposé du schéma traditionnel de l’école alignée sur rue et repliée sur elle-même, avec une cour intérieure.

« Le processus participatif mis en place a abouti à une fiche de lot très précise pour l’école maternelle, organisant sur cette parcelle polymorphe l’implantation de la cour sur rue, d’un bâtiment en cœur d’Î/ot, des relations avec les logements existants et à construire, ainsi que des continuités végétales dans lesquelles devait s’inscrire l’école, expliquent les architectes. Elle occupe l’espace central et est plongée dans un système centripète qui dépolarise complètement ses façades. » 
La conception du bâtiment répondait par ailleurs aux fortes ambitions environnementales du maître d’ouvrage, précisées dans l’appel à candidatures: surfaces végétalisées en toiture; qualité de l’air intérieur, compte tenu de la proximité du boulevard et du métro aérien; bilan carbone faible du projet grâce notamment à l’utilisation de matériaux biosourcés et à « une attention particulière» portée aux énergies grises de construction et de fabrication.
En plus de la proximité immédiate du boulevard Vincent­Auriol et du métro aérien, les auteurs du projet ont été confrontés à un « problème de taille» la mitoyenneté avec un immeuble d'habitation R+8. Un challenge au niveau des vues et des apports solaires pour un bâtiment en R + 2 ! © Charly Broyez

Bois, béton, acier : distribution des rôles 

C’est donc tout naturellement que le bois s’est imposé sur ce chantier comme matériau principal, couplé – compte tenu de certaines contraintes – à des éléments en béton armé et en acier. Le béton armé a été notamment utilisé pour la réalisation des murs porteurs du rez­-de-jardin, semi-enterré, et du rez-de-chaussée.
Les poutres de reprise en acier, quant à elles, ont été « inévitables », selon les architectes, pour résoudre le problème de la complexité des volumes. La mixité bois-métal a permis entre autres de réduire les hauteurs de plancher. Préfabriqués en atelier, les murs à ossature bois qui constituent les façades du bâtiment intègrent plusieurs composants: un bardage et ses liteaux, un pare-pluie posé sur un panneau Fermacell de 12,5mm d’épaisseur, un isolant biosourcé en bottes de paille (lambda de 0,052W/m.K), une ossature bois supportant des panneaux OSB et un doublage acoustique isolé avec de la laine de chanvre. Les murs intérieurs sont réalisés en panneaux de bois lamellé-croisé, à l’exception des murs de la cage d’ascenseur, en béton armé. « Ce projet a nécessité en tout cinq mois d’études et nous avons consacré trois semaines aux calculs 30, explique l’entreprise Goubie, chargée de la structure bois. En tout, nous avons mis en place 120m3 de bois lamellé-collé, 39 tonnes de ferrures pour les connecteurs, 600m2 de murs ossature bois et 2000m2 de panneaux KLH 3 plis ou 5 plis. Comme le bâtiment ne présente pas beaucoup de symétries, pratiquement tout a été fait sur mesure au niveau de l’assemblage. La réalisation de l’ensemble de la structure a demandé environ 3500 heures de travail.» 
Plan masse © LA Architectures

Toiture-terrasse innovante 

 
La présence de toitures-terrasses en bois a été une des difficultés de ce projet. Pour assurer une parfaite étanchéité, les panneaux en bois massif contrecollé KLH de pente 0° ont été associés à l’isolation thermique en plaques de verre cellulaire de pente intégrée 3°.

 

Il s’agit d’un système innovant qui permet d’éviter de tailler les panneaux KLH afin d’obtenir la pente à 3° demandée par la réglementation, comme cela a été le cas sur le chantier d’Aqualagon de Villages Nature Paris (77). Lors de cette précédente collaboration, les sociétés Lignatec et Foa mg las n’ont pas pu modifier la structure porteuse du bâtiment et la solution avec l’isolation pentée en plaques de verre cellulaire a été refusée par le bureau de contrôle. « Cette expérience nous a amenés à nous rapprocher sur le projet de l’école maternelle, explique Thomas Baehrel, président de Lignatec. Nous avons travaillé en amont pour proposer à l’équipe de maîtrise d’œuvre un système couvert par une Enquête de technique nouvelle. L’ETN a été établie  par la société Alpha Contrôle et validée en décembre 2017, avant le début du chantier. » Par ailleurs, le fournisseur des panneaux KLH est intervenu en deux phases sur ce projet:
d’abord sur les calculs et la faisabilité du projet avec le bureau d’études structure bois Gaujard Technologie, puis en accompagnant l’entreprise Goubie pour les détails de la mise en œuvre de la structure.

 

Composé de cellules de verre hermétiquement closes, Foamglas Tapered T3 est insensible à l’humidité, incompressible, incombustible (A1) et atteint une valeur lambda de 0,036W/(m.K). « Le fait que la pente soit réalisée par un isolant rend la mise en œuvre de ce dernier plus complexe, explique la société Cibétanche. Il fallait partir d’un endroit bien précis pour pouvoir terminer correctement dans les angles comme c’était prévu sur le plan de calepinage. »
Pour faciliter le travail de l’entreprise, Pittsburgh Corning France a livré des blocs numérotés avec flèches indiquant le sens et le gradient de la pente. L’isolant Foamglas a été ensuite recouvert d’une étanchéité bitumineuse bicouche appliquée à chaud et de terre végétale.

Une école-promenade 

 
L’école accueillera les élèves à la rentrée 2019. Le nouvel équipement se caractérise par sa conception inhabituelle avec, notamment, une rue intérieure et des volumes« sculptés» ne laissant que peu de place aux angles droits.
« Au rez-de-chaussée, le parcours depuis la rue jusqu’à l’escalier menant aux classes, en fond de parcelle, est une alternance de volumes pleins en brique regroupant les espaces techniques ou les bureaux et de volumes vitrés ouverts sur la cour de récréation, expliquent les architectes. La rue intérieure éclairée en plusieurs points dessert tout au long du parcours les différents espaces fonctionnels et pédagogiques. » 
Au premier niveau, où se trouvent les six salles de classe, les grandes ouvertures permettent de rester en relation avec l’environnement extérieur largement végétalisé. Au second niveau, la même approche a été appliquée au pôle médico-social et à la salle de lecture.
La volumétrie complexe et les grandes ouvertures n’ont pas été un frein pour que  le bâtiment respecte les standards du passif. Niveau BaSE (Bâtiment sobre en énergie) de La Maison Passive France, l’équipement sera aussi certifié HQE, BBCA et bénéficiera du label « Bâtiment biosourcé » 2• niveau, associé à un label E+C-.
Le nouveau complexe recouvre les 680m² de toiture sur trois niveaux. © Foamglas
La composition du complexe de la toiture­ terrasse : panneau structurel KLH de pente nulle, isolant Foamglas Tapered, étanchéité à l'eau, couche séparative, couche de protection éventuelle (gravier, dalles sur plots, végétalisation ... ). © Foamglas
Les murs intérieurs, les planchers et le support des toitures végétalisées ont été réalisés en panneaux CLT. © Charly Broyez
Les façades ont été revêtues d'un bardage en mélèze. © Charly Broyez

PROGRAMME 

Programme : construction d’une école maternelle de six classes, 90 boulevard Vincent Auriol, Paris 13• Calendrier : consultation concours restreint : juil­let 2015; début des travaux : août 2017; livraison : juin 2019
Maîtrise d’ouvrage : Semapa
Maîtrise d’œuvre : LA Architectures (architecte mandataire), Atelier Desmichelle Architecture
(architecte cotraitant), Volga (paysagiste)
Bureaux d’études: Gauj ard Technologie (struc­ture bois), Mecobat (structure béton, VRD),
Al Environnement (fluides, HQE), ELEcallard Économiste, COB Acoustique, Quassi (CSSI) Entreprises : Urbaine de Travaux (mandataire), Goubie (cotraitante)
Surfaces : 1 876 m2
Coût de construction : 5 900 000 euros