Les poutres Vierendeel, clé du succès de la nouvelle école de Wädenswil-Au

Image: Beat Bühler Photographie

La nouvelle construction du complexe scolaire Ort, Au Wädenswil, est un projet exigeant sur le plan architectural et statique - et en même temps un exemple de l'art moderne de la construction en bois. La solution innovante de la structure porteuse en bois mérite d'être soulignée: des salles de classe ont été construites au-dessus d'une salle de sport divisée en trois parties, l'ensemble de la construction étant systématiquement réalisée en bois - sans poutres métalliques. Au centre de cette solution se trouvent des poutres Vierendeel en bois spécialement conçues, qui jouent un rôle central dans la transmission des charges et la formation de l'espace.

Le principal défi consistait à franchir les quelque 28 mètres de portée du gymnase sans avoir recours à des poutres métalliques conventionnelles. Cela a été possible grâce à une solution de structure porteuse à plusieurs couches: la construction du plafond au-dessus du gymnase a été réalisée avec une surélévation allant jusqu'à 9 cm. Cette pré-courbure géométrique a été dimensionnée de manière à ce que la construction se mette à niveau sous les charges propres et utiles après la mise en place de la sous-couche et qu'une surface plane soit créée comme base pour les salles de classe.

^© Images: Beat Bühler Photographie

Pour supporter les charges du toit à l'étage de l'école, on a utilisé sur cette base des poutres Vierendeel - une construction en treillis sans entretoises diagonales, qui permet de grandes ouvertures tout en conservant une grande rigidité. Les poutres ont été disposées selon une trame de 7 à 8 mètres et permettent de créer de vastes espaces sans piliers.

Les poutres sont entièrement en bois : les membrures supérieures et inférieures ont été fabriquées en bois lamellé-collé d'épicéa, les éléments de remplissage verticaux en bois lamellé-croisé d'épicéa (CLT). Ces derniers agissent comme des plaques de poussée qui assurent la transmission horizontale des forces entre les membrures. Pour que le système fonctionne comme une unité, un assemblage performant était nécessaire - et c'est là que réside le véritable art de l'ingénierie de ce projet.

^© Images: Beat Bühler Fotografie et Timbatec Holzbauingenieure Schweiz AG

La liaison entre les parois CLT et les membrures en bois est assurée par ce que l'on appelle des cames de poussée, qui sont fraisées directement dans le sens de la longueur dans le contreplaqué de planches. Ces cames transmettent les forces de poussée par complémentarité de forme dans le système porteur. La performance de ces cames a été démontrée de manière impressionnante par des essais approfondis à l'EPF de Zurich: Une seule came peut absorber des forces de poussée allant jusqu'à 30 tonnes.

Planifiée avec précision, cette solution d'assemblage permet une capacité de charge très élevée. Les poutres en bois lamellé-collé ont été fabriquées en usine chez Hüsser Holzleimbau AG, Bremgarten, puis combinées avec les panneaux CLT sur le chantier. Les composants préfabriqués avec précision peuvent être installés rapidement sur le chantier. Cela réduit considérablement le temps de construction.

Résultats des essais de poussée

• Comportement ductile
• Compression des panneaux CLT (comportement plastique)
• Assemblage très rigide sans glissement
• Pas de dommages ou de fissures visibles de l'extérieur
• Application uniforme de la charge dans la came de cisaillement CLT

^© Images: Timbatec Ingénieurs en construction bois Suisse SA