L'acier HISTAR® d'ArcelorMittal optimise la structure en résille externe de la Tour "The Bow"

Information détaillée

Conception d'architecture façonnée par une analyse climatique

La « Bow Tower » devient ainsi un nouveau jalon dans l'horizon de Calgary, mais c’est aussi un projet à la fois pertinent en terme de logique urbaine, sociale et environnementale. La morphologie du bâtiment répond à une analyse du climat : la tour est orientée au sud, se courbant pour profiter du soleil et de la chaleur tout en optimisant le périmètre de sorte que tous les bureaux jouissent de vues sur les montagnes.

En tournant l'avant convexe dans la direction des vents dominants, les efforts structurels sont réduits au minimum, ce qui réduit aussi la quantité d'acier nécessaire pour former la structure triangulaire « en résille », concept  efficace. La structure externe « en résille» est constituée de sections triangulaires en acier, chacune d'entre elles couvrant six étages contribuant ainsi à réduire l'impact de la construction échelle.

 Étant le premier projet d'envergure du côté oriental de Centre Street, dans le centre-ville de Calgary, cette tour d’une hauteur de 58 étages établit également un lien avec les bâtiments environnants. La tour est reliée en deux points avec le réseau de passages couverts de la ville, servant de refuge contre les rudes hivers de la région. Le deuxième étage est également ouvert au public avec des magasins, des restaurants et des cafés.

Déjà à l'extérieur, la forme en arc du bâtiment donne lieu à une grande place publique avec des espaces verts et couronnée avec une sculpture de référence réalisée par l'artiste espagnol Jaume Plensa.

L'arc, qui est le plus haut immeuble de bureaux commerciaux à travers le pays, en dehors de Toronto, abrite aussi le siège social des entreprises EnCana et Cenovus, avec un total de 195 000 m² de surface bâtie au-dessus du niveau du sol, dont 1 375 places de stationnement, sur 6 niveaux au-dessous du niveau du sol (967 000 m²).

Les étages de bureaux sont ponctués par trois jardins en toit qui fournissent une ventilation naturelle, chacun d'eux étant de six étages. Dans la partie de l'immeuble qui s'incurve vers l'intérieur, la façade en verre s'ouvre pour créer une série de cellules  qui courent sur toute la longueur du gratte-ciel, en créant des zones tampons thermiques pour l'isolation du bâtiment. Les passerelles et les toits jardin aident à réduire sensiblement la consommation d'énergie du bâtiment.

Les toits jardin ont également une dimension sociale : chaque étage a été dimensionné pour accueillir une unité d'affaires entière, et donc l'idée de promouvoir la collaboration entre les entreprises s'imposait comme une nécessité : les trois jardins en toit qui se projettent dans les atriums des étages 24, 42 et 54 permettent un accès vertical aux étages de bureaux ; ils intègrent des arbres, des sièges, des salles de réunion, des installations de restauration et de noyaux d'ascenseurs locaux. On trouve un auditorium à l'étage supérieur.

Structure en acier innovante: formes structurelles plus petites grâce à l'acier Histar®

Compte tenu des objectifs d’ensemble et de développement durable, des exigences relatives à l'esthétique extérieure et intérieure de l’édifice, ainsi que de la géométrie du bâtiment, le choix de l’acier en charpente s’est imposé tout naturellement. L'utilisation d'aciers de structure à haute résistance présente des avantages supplémentaires, comme l'utilisation d'éléments porteurs verticaux plus petits (ce qui permet d’aménager des espaces occupés plus vastes et plus ouverts), de systèmes de planchers plus légers et moins profonds (ce qui permet d’aménager des surfaces sans poteaux plus spacieuses), sans oublier des fondations plus économiques grâce au poids réduit. 

La charpente périmétrique « en résille » caractéristique autour du bâtiment contribue au système de résistance aux charges latérales (LFRS en anglais). Ce concept repose sur un ensemble de trois contreventements principaux sur l'élévation recourbée du sud et les deux élévations orientées vers le nord, associés à des cadres rigides et des contreventements secondaires. Trois systèmes secondaires composés de contreventements classiques augmentent la rigidité latérale de la tour, une se situant autour du noyau de l'ascenseur central principal et deux le long des escaliers de base dans ce qu'on appelle les « extrémités » de l'immeuble.

Puisque la tour était placée au sud de la rivière Bow, une des priorités urbaines était de garder le bâtiment suffisamment bas pour éviter l’effet d’ombre sur la rivière en période d'équinoxe (Septembre). Afin d'éviter des problèmes avec le système de charge de gravité à cause de la limitation de la hauteur, le système est composé d'un réseau de poteaux intérieurs dans une configuration qui permet une profondeur des poutres de plancher inférieure à 485 mm (19 pouces)

Il s'agit du plus grand bâtiment en acier de charpente du Canada : un total de 39 000 tonnes d'acier et 90000 m2 de verre ont été utilisés. ArcelorMittal a fourni 4 900 tonnes de sections W14x16 x145-730, dont 3 320 tonnes ont été fournies en acier de qualité Histar®.

La dalle de radier de la fondation a été la plus grande coulée de béton unique dans l'histoire de la construction au Canada. Les fondations sont de 3 mètres d'épaisseur et contiennent 14 000 m3 de béton et 400 000 m3 de terre a été excavée.

Le développement durable comme objectif principal

Les objectifs environnementaux ont été considérés comme un enjeu important pour la conception du bâtiment : sa structure, ainsi que sa durée de vie sont conçues pour réduire l'empreinte environnementale de l'immeuble.

La forme du bâtiment dévie les vents dominants, ce qui permet une structure plus légère et donc la réduction du matériau employé et des fondations. 

La chaleur solaire captée dans les cellules est redistribuée tout au long de l'année au moyen de l'extraction pendant l'hiver et de l'échange de chaleur pendant l'été, ce qui réduit la charge sur les systèmes mécaniques.

Les grandes surfaces vitrées réduisent le besoin d'éclairage artificiel. Le bâtiment est muni d'un système de redistribution de la chaleur et la ventilation est déplacée par un plancher surélevé.