Suivre La Chronique

HiLo: une toiture de béton fine et incurvée

HiLo: une toiture de béton fine et incurvée

Curiosité, objet architectural, prouesse technique: la toiture HiLo est tout cela à la fois! Développée par des chercheurs de l’ETH Zürich dirigés par Philippe Block (professeur d'architecture et de structures) et Arno Schlueter (professeur d'architecture et de systèmes de construction), elle combine les particularités d’être légère, fine et incurvée, tout en étant faite de béton.

Il a fallu plus de quatre ans aux scientifiques pour produire cette toiture hors norme, notamment parce qu’ils souhaitaient intégrer plusieurs partenaires au projet. L’objet a pour vocation d’être installé sur le Nest, un bâtiment modulaire qui sert de «laboratoire» de test et d’innovation pour l’Empa (Laboratoire fédéral suisse d'essai des matériaux et de recherche) et l’Eawag (Institut fédéral suisse des sciences et technologies aquatiques).

La réalisation sur site de la toiture HiLo ne devrait pas prendre plus de huit à dix semaines, mais la construction préalable d’un prototype à l’échelle a, quant à elle, mobilisé les équipes durant six mois. L’ouvrage, démonté depuis lors pour laisser place à d’autres expériences, avait une hauteur de 7,5 mètres, une superficie de 160 m2 et une épaisseur moyenne de 5 cm.

Structure de textile et de câbles

Pour donner à la toiture sa forme et sa finesse, les scientifiques ont mis au point une technique spécifique de construction. Ils ont misé sur l’aspect durable avec un réseau de câbles en acier étiré dans une structure d’échafaudage réutilisable plutôt qu’un coffrage en bois ou en mousse à usage unique. Un textile en polymère a été posé sur le filet de câbles afin de constituer un coffrage, ce qui a permis d’économiser beaucoup de matériaux de construction mais aussi de tester de nouveaux types de conception.

Etant donné que les câbles représentaient un poids de 500 kg et le textile de 300 kg, cela signifie que seulement 800 kg de matériaux ont été nécessaires pour supporter les 20 tonnes de béton humide qui ont été pulvérisés sur la structure du prototype HiLo. Il a fallu pour cela recourir à des techniques de calcul et de fabrication de pointe. Le réseau de câbles a en effet été conçu pour prendre la forme souhaitée sous le poids du béton humide et ce, grâce à une méthode de calcul spécifiquement mise au point par les chercheurs du projet. Des algorithmes garantissent également que les efforts sont bien répartis entre les différents câbles en acier.

Design et technologie

Le projet a aussi nécessité le recours au savoir-faire de plusieurs artisans, qui ont par exemple contribué à l’élaboration d’une méthode spécifique de pulvérisation du béton afin que le textile résiste à la pression de l’action. Il a également fallu déterminer un bon mélange de béton afin que celui-ci soit assez fluide pour être pulvérisé, mais suffisamment visqueux pour ne pas s’écouler du coffrage en tissu – notamment dans les zones verticales. 

Outre son originalité architecturale, le toit HiLo se veut aussi technologique. Il est en effet constitué de multiples couches pouvant accueillir de l’isolant, des serpentins de chauffage et de refroidissement ou encore des cellules photovoltaïques. Cette toiture hors norme s’intègre dans le concept plus global de l’unité HiLo, qui rassemble des éléments de construction ultra-légers ainsi que des technologies intelligentes et adaptatives. L’ensemble est prévu pour produire plus d’énergie qu’il n’en consomme.

Nous vous recommandons

Look et performance pour le nouveau verre Guardian

Look et performance pour le nouveau verre Guardian

Guardian Glass, fabricant de verres à hautes performances, vient de mettre sur le marché un nouveau produit: un verre de contrôle solaire à double couche d’argent. Avec son aspect gris neutre, il entend[…]

22/10/2018 | Verre
Le CLT, une technique de construction qui a le vent en poupe

Le CLT, une technique de construction qui a le vent en poupe

Le centre de données Kbc à Malines ou l’art de faire du flambant neuf avec du vieux

Le centre de données Kbc à Malines ou l’art de faire du flambant neuf avec du vieux

Le Reynaers Campus, fleuron européen des centres de recherche

Le Reynaers Campus, fleuron européen des centres de recherche

Plus d'articles