La toiture dynamique et colorée de la garderie de jour de Geislingen grâce aux revêtements de façade et de toiture d'ArcelorMittal

Information détaillée

Exigences architecturales

La solution utilisée est basée sur le système K'energy d'ArcelorMittal Contruction. Il fournit une solution efficace, tout en respectant toutes les exigences architecturales et d'économies d'énergie en termes d'isolation thermique.

La ville de Geislingen an der Steige, telle est son nom officiel, est située entre Stuttgart et Ulm, à environ 15 km au sud-ouest de Göppingen. Cette nouvelle garderie a été construite dans le but d'atteindre une faible consommation d'énergie. Elle a été conçue par l'architecte Klaus Bock, qui a utilisé sa connaissance des conditions locales pour créer ce design, en mettant l'accent sur la surface du toit.

Concours d'architecture et conception gagnante

La ville de Geislingen a organisé une compétition entre les architectes pour la construction de la garderie afin d'augmenter le nombre de sites de garde d'enfants. Au début, le dossier proposait une conception pour une garderie d'enfants de trois ans et plus, divisée en quatre groupes, dont le coût n'excède pas deux millions d'euros au total.

Par la suite, les exigences seront élargies, avec la construction d'installations pour les enfants jusqu'à l'âge de trois ans, ainsi qu'un lieu de rencontre avec les familles. Le site disponible pour le projet est situé dans le haut Filstal, un site résidentiel des années 1960. La zone est entourée de tous les côtés par les rues publiques avec un trafic local, créant des espaces vides entre les immeubles d'habitation du quartier. En mai 2009, le jury a choisi la conception d'un bâtiment a un étage élaborée par le bureau d'architecture de VON BOCK et l'élaboration du dossier du permis de construire lui a été confiée. Dans un énoncé détaillant les raisons de sa décision, le jury a fait l'éloge de la logique organisationnelle et de la grande fonctionnalité des solutions polyvalentes, ainsi que de la conception de l'éclairage. Le jury a également apprécié le fait que le bâtiment avait un seul étage, avec son toit divisé caractéristique abritant quatre baies, chacune avec un toit à pignon. Conçu d'une manière très équilibrée entre les blocs d'appartements environnants, ce toit a une pente peu profonde et est conforme à la longueur des différentes baies du bâtiment.

Dans son design, l'architecte a mis l'accent sur la surface du toit, car il est clairement visible des bâtiments environnants et de loin, ce qui constitue un facteur important dans l'apparence du nouveau bâtiment. La structure du toit cherche à évoquer l'image d'un champ de fleurs à feuilles persistantes  avec des éléments de différentes couleurs. En ce qui concerne la sélection du matériau pour le toit, la seule solution était une structure à base d'éléments en tôle d'acier, vu l'exigence de la variété et de l'intensité des couleurs souhaitées.

L'assistance technique d'ArcelorMittal répond aux exigences particulières

Pour mettre en œuvre cette idée dans le budget établi, l'architecte a consulté des experts en industrie chez ArcelorMittal Contruction, en liant une collaboration qui a duré tout le projet.

En raison de la géométrie du bâtiment, de la capacité de charge requise et des exigences en matière de performance de la structure, les gestionnaires du projet ont opté pour une solution basée sur des panneaux sandwich. Les panneaux sandwich permettent également une installation rapide et une excellente isolation thermique (coefficient de transfert thermique U <0,18 W / m²K) et sont étanches aux intempéries. L'intention initiale d'installer les surfaces de toit avec des éléments de couleurs différentes, ressemblant à une mosaïque, a été rejetée pour plusieurs raisons suite aux consultations avec les spécialistes d'ArcelorMittal, qui ont rapporté leur expérience dans la construction de façades et de toits. Tout d'abord, il aurait été trop coûteux de fabriquer ces petits éléments en plusieurs couleurs. Ensuite, du point de vue de la résistance mécanique, la division de la tôle entre la crête et la gouttière aurait nécessité des connexions compliquées entre les feuilles.

Toiture dynamique et colorée

La solution alternative et la plus rentable était d'utiliser une structure du toit standard avec des panneaux sandwich continus sur lesquels les éléments colorés sont superposés. Les panneaux sandwich (Ondatherm® 1001, 120 mm d'épaisseur d'ArcelorMittal) ont été fabriqués en seulement deux nuances différentes de vert (similaire au RAL 6011 et RAL 6005), fournissant ainsi environ 1000 mètres carrés comme couleur de base pour le "champ de fleurs". Les 635 éléments de couleur montés sur cette base ont été fabriqués dans des plaques de 600 x 1000 mm, également en provenance d'ArcelorMittal, qui ont ensuite été revêtues individuellement.

Le système utilisé pour l'installation de ces plaques a d'abord été développé sous le nom de «Kalypso», conçu à l'origine pour faciliter l'installation de systèmes d'énergie solaire sur les toits avec des panneaux sandwich. À l'aide de ce système, les éléments colorés n'étaient pas directement attachés aux panneaux sandwich, mais à un profil en tôle de 1,5 mm spécialement profilé avec un revêtement aluminium-zinc. 

Ce profil, appelé Ondafix, était placé à l'endroit où les plaques colorées devaient être placées, montées et vissées sur les nervures longitudinales reliant deux panneaux sandwich simultanément à l'érection normale de ces panneaux. Une telle solution a évité un perçage supplémentaire de la feuille extérieure, créant en même temps un support stable parallèlement à la pente du toit pour les plaques Createc. Cette solution ne compromet pas le drainage de l'eau ou la protection contre la corrosion. Le placement des éléments colorés sur les panneaux sandwichs verts crée un toit vibrant et varié.

Conception légère: joints spéciaux

ArcelorMittal a également conseillé l'architecte sur la conception détaillée des joints entre les panneaux et ceux créés par les ouvertures du toit, d'une grande importance pour la conception de l'éclairage. En plus des dessins détaillés correspondants à l'exécution de la conception, ArcelorMittal Contructionl a fabriqué et fourni les rails latéraux pour les bords des panneaux. Ce service a assuré une correspondance parfaite entre les rails latéraux en acier et les panneaux sandwich.

Le fabricant d'acier était également responsable des travaux préliminaires pour la conception et la planification, ainsi que l'exécution du système du drainage du toit. Etant encore en production, l'épaisseur du noyau de polyuréthane et de la doublure intérieure des panneaux sandwich a été réduite à une extrémité, de sorte que la plaque supérieure dépasse de quelques centimètres, assurant ainsi que l'eau coulait correctement dans la gouttière. La coupe sur le noyau a été scellée avec une finition appropriée et le bord de la plaque supérieure du panneau a été fini avec une section angulaire positionnée perpendiculairement pour des raisons esthétiques.

Transition harmonieuse entre la façade et le toit

Une conception similaire a également été utilisée pour la gouttière le long de la façade, permettant une transition harmonieuse entre la façade et le toit. Pour la façade du côté de la rue, la gaine était également fournie par ArcelorMittal Contruction. Elle se composait d'environ 180 mètres carrés de panneaux du systeme linéaire Pflaum de 300 mm de haut. Les éléments de  façade correspondaient aux plaques du toit Createc en longueur et en couleur. La façade est inclinée à la ligne des avant-toits, dissimulant la gouttière. Ainsi, les éléments colorés du toit, qui sont relativement nombreux, se connectent directement à la façade, formant une transition élégante entre les deux surfaces.

Fourni par ArcelorMittal sous le nom de «Toit K'energy», le système innovant de toiture offre une économie d'énergie avantageuse (coefficient de transmission thermique U inférieur à 0,15 W / m²K), ainsi qu'un montage rapide et sécurisé. D'un point de vue architectural, il convient de souligner que le système permet de nombreuses solutions créatives, réalisables pour la conception d'un toit.