Toujours plus haut
Même les géants ont besoin d’air
Des exigences élevées en matière de désenfumage et ventilation dans les gratte-ciel.
Personne ne s’émerveillerait aujourd’hui de la Tour de Babel, qui s’élevait vraisemblablement à 90 mètres : le plus haut bâtiment actuel du monde, le Burj Khalifa, situé à Dubaï et culminant à 828 mètres, devrait être détrôné en 2020 en Arabie Saoudite par un gratte-ciel de 1 007 mètres, la Jeddah Tower. Même si en comparaison, les bâtiments européens atteignent des hauteurs moins vertigineuses, l’Europe reste leader des technologies de désenfumage et de ventilation.
Découvrez dans cette édition de « Toujours plus haut » les défis présentés par la conception et la mise en œuvre de technologies de désenfumage et de ventilation dans les gratte-ciel et en hauteur de manière générale. Avec D+H, vous misez sur une qualité optimale, que ce soit en matière d’assistance à la conception, de maintenance d’installations de désenfumage et de ventilation à très grande hauteur ou de moteurs de fenêtre et commandes haute performance garantissant la sécurité de ces géants architecturaux.
Interview
Lakhta Center – La tête dans les nuages... et au-delà
D+H a équipé la plus haute tour de bureaux d’Europe de plus de 2 400 moteurs de fenêtre pour ventilation naturelle et fourni une solution de montage spécifiquement adaptée.
À Saint-Pétersbourg, le Lakhta Center ne se contente pas de frôler les nuages : bien souvent, suivant les conditions météorologiques, la pointe de cette tour de bureaux se retrouve en plein dedans. Avec ses 460 mètres, le nouveau siège social du groupe énergétique russe Gazprom est situé dans la plus haute tour de bureaux d’Europe, qui est également la plus haute au monde à être dotée d’une aération naturelle. L’intégration des solutions de ventilation naturelle a été confiée à des spécialistes, depuis la conception jusqu’à l’exécution. Il a en particulier fallu tenir compte des charges d’aspiration et de pression du vent élevées pour choisir les moteurs de fenêtre adaptés.
Des ouvertures de fenêtre électriques ont dû être intégrées à la façade d’une surface de près de 100 000 m² dans cinq atriums à deux étages, toutes commandées directement par la Gestion Technique de Bâtiment. Ronald Schwan, Senior Key Account Manager du groupe D+H, nous a accordé un entretien pour répondre à nos questions concernant ce projet hors du commun.
Quelles exigences nos maître d’ouvrage ont-ils fixées à D+H ?
Tout d’abord, un calendrier ambitieux pour un bâtiment aussi gigantesque : notre client, l’entreprise de renommée mondiale spécialisée dans les structures de façade Josef Gartner GmbH, ainsi que toutes les parties prenantes du projet disposaient de très peu de temps pour la réalisation, car le bâtiment devait être livré pour le Championnat du monde de football en juin 2018. Une fois achevé, il est presque devenu la tribune la plus haute de la compétition, car on y bénéficiait d’une vue plongeante sur le stade de Saint-Pétersbourg. Le bâtiment représentait donc une priorité absolue non seulement pour les investisseurs et les utilisateurs, mais également pour la ville.
L’architecture de la tour a fait l’objet d’exigences particulièrement élevées. Visualisez le bâtiment comme une grande aiguille. Rétréci tout d’abord en sa base, le Lakhta Center atteint seulement au premier quart de sa hauteur son diamètre maximal, pour ensuite finir en pointe. Pour obtenir cette silhouette élégante, la façade devait être inclinée vers l’extérieur dans les étages inférieurs et vers l’intérieur dans les étages supérieurs. Mais ce n’est pas la forme originale de La façade qui a rendu ce projet aussi passionnant : la hauteur du bâtiment représentait elle aussi un défi à part entière. Pour vous donner une idée des dimensions dont nous parlons : la façade s’étend sur une surface de 100 000 m², soit 14 terrains de football mis bout à bout. Des solutions de ventilation naturelle devaient être intégrées dans cinq étages. Et ce n’est pas une mince affaire à partir d’une hauteur supérieure à 400 mètres. En hauteur, les charges d’aspiration et de pression du vent sont très différentes. On préfère y mettre en place un moteur de verrouillage supplémentaire pour maintenir l’étanchéité des fenêtres.
Quelles solutions techniques concrètes avez-vous mises en œuvre ?
La forme de construction dynamique a été travaillée avec du verre déformé à froid qui peut être courbé jusqu’à 40 millimètres. La façade ne présente donc aucun angle ni aucun bord sur toute sa longueur. En tout, huit types de façade différents, avec au total 16 505 éléments individuels différents, ont été fabriqués. La pointe de la tour est en acier et a été revêtue d’un filet et de profilés en acier inoxydable. Son design élégant offre une transparence similaire à celle de la façade en verre, ce qui lui permet de s’intégrer harmonieusement au bâtiment.
Le Lakhta Center peut être ventilé naturellement par des vantaux de 1,2 mètre de haut et de 93,8 centimètres de large insérés dans la façade. La façade repose sur des traverses en acier qui présentent une légère torsion et s’appuient sur deux étages. D’un point de vue motorisation, 1 240 boîtiers à chaîne D+H de la Série KA avec une course de 600 millimètres ainsi que des moteurs de verrouillage D+H de Série VLD ont été intégrés aux fenêtres. Les boîtiers à chaîne de la Série KA sont apparents tandis que les moteurs de verrouillage de la Série VLD ont été intégrés dans le profilé. Un revêtement recouvre les boîtiers à chaîne de manière à ce qu’ils soient invisibles de l’intérieur. Il s’agit de fenêtres à vantaux qui s’ouvrent à 45 degrés vers l’intérieur. Pourquoi cet angle d’ouverture élevé ? Les fenêtres du Lakhta Center sont particulièrement profondes et s’isolent donc mutuellement de chaque côté. Pour atteindre la section de ventilation requise, un angle d’ouverture particulièrement élevé était nécessaire. D+H a conçu pour cela une console rotative spéciale qui aurait pu permettre d’obtenir un angle d’ouverture pouvant atteindre 80 degrés.
Quels ont été les défis majeurs présentés par ce projet ?
Une phase préparatoire longue et très détaillée s’est avérée nécessaire. La conception ainsi que la mise en place ultérieure de moteurs de fenêtre adaptés représentaient évidemment un défi supplémentaire afin de maîtriser les charges d’aspiration et de pression du vent puissantes qui règnent à cette hauteur. Pour garantir l’étanchéité des fenêtres, nous avons opté pour une combinaison de moteurs de fenêtre et de moteurs de verrouillage. Grâce aux moteurs de verrouillage, les charges aux ferrures sont transférées en toute sécurité dans les profils du dormant avant d’être déchargées dans les boîtiers à chaîne et les charnières de fenêtre. Les fenêtres restent donc bien fermées malgré la pression du vent élevée à cette hauteur. Il était primordial pour nous de concevoir une solution économiquement viable pour les clients et accordant la priorité absolue à la fiabilité.
Dans quelle mesure avez-vous fourni votre assistance lors de la conception du Lakhta Center ?
Notre client Gartner avait formulé des exigences strictes concernant notre préparation. Nous avons ainsi généré un vantail en 3D et conçu nos moteurs ainsi que leur fixation sur les profilés. Du côté de notre client, un prototype de vantail a été équipé de notre technologie, puis sa fiabilité et son étanchéité ont été testées en profondeur.
Pourquoi a-t-il été décidé de faire appel à D+H sur ce projet très prestigieux ?
Nos moteurs de fenêtre ont rempli toutes les exigences des textes du cahier des charges et notre maître d’ouvrage avait eu l’occasion d’apprécier la qualité de nos produits lors de précédents projets.
C’était d’autant plus important sur ce projet. Imaginez, un collaborateur de maintenance obligé d’aller remplacer un moteur de fenêtre défectueux là-haut à tout bout de champ. Une perspective loin d’être réjouissante !
Notre réseau de maintenance international a également contribué à notre participation à ce projet. Il fallait une équipe sur place en Russie capable d’effectuer la maintenance des moteurs de fenêtre. Pour faire tomber les barrières linguistiques avec les responsables du Lakhta Center, nous avons travaillé main dans la main avec D+H Russie. L’équipe locale nous a notamment traduit les fiches techniques russes. Cela nous a été d’un grand soutien.
Projets
De l’air frais pour les gratte-ciel
Les 5 bâtiments de référence D+H les plus hauts
Après la Tokyo Sky Tree, la Canton Tower et la CN Tower, la tour Ostankino de Moscou constitue, avec ses 540 mètres, la quatrième tour de télévision la plus haute du monde (selon le classement CTBUH) et ainsi le plus haut bâtiment de référence D+H. La deuxième place de ce classement revient à la plus haute tour de bureaux d’Europe, le Lakhta Center. Le bâtiment, siège social de Gazprom, est situé à Saint-Pétersbourg et s’élève à 462 mètres. Derrière elle avec près de 100 mètres en moins se distingue un autre bâtiment russe, la Russian Federation Tower à Moscou, qui se dresse fièrement à 374 mètres. La quatrième place est occupée par un bâtiment autrichien. Haute de 250 mètres, la DC Tower de Vienne dépasse la célèbre cathédrale Saint-Étienne qui s’élève seulement à 136 mètres. Le Warsaw Spire de Varsovie vient compléter ce top cinq, avec ses 220 mètres.
La tour Ostankino – Cette tour de télévision de 540 mètres a été érigée en 1967 et constituait une attraction touristique de premier ordre pour quelque 200 000 visiteurs chaque année jusqu’à un incendie tragique en août 2000. Elle est à nouveau ouverte au public depuis 2009, après avoir fait l’objet de rénovations. Durant les travaux, D+H a équipé la salle des serveurs de boîtiers à chaîne de la Série KA. En cas d’incendie, un système d’extincteur à poudre se met en marche. En cas d’incendie, la centrale de désenfumage DAC de D+H commande, conformément aux dispositions, la fermeture des fenêtres à frappe par les moteurs de fenêtre avant l’activation du système d’extinction. Photo : Service RP de la tour de télévision d’Ostankino
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Lakhta Center – Avec sa plate-forme d’observation située à 360 mètres de haut, le siège social du groupe énergétique russe Gazprom est au cœur du quartier d’affaires de Saint-Pétersbourg. Pour assurer la ventilation naturelle du bâtiment, D+H a équipé le Lakhta Center de plus de 2 400 moteurs de fenêtre de la Série KA et de la Série VLD.
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Russian Federation Tower – Conçu dans le style architectural postmoderne par les architectes allemands Sergei Tchoban et Peter Schweger, ce complexe se compose de deux tours. La plus haute de ces deux tours compte 95 étages et culmine à une hauteur de 374 mètres. À des fins de ventilation naturelle, 560 fenêtres à ouverture parallèle avec boîtiers à chaîne synchronisés de la série VCD ont été montées.
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DC Tower – Le gratte-ciel conçu par l’architecte français de renommée internationale Dominique Perrault domine l’horizon de Vienne avec ses 250 mètres et pose de nouveaux jalons avec sa certification LEED Platine qui correspond au plus haut niveau en matière d’efficacité énergétique. En matière de désenfumage et de ventilation naturelle, les responsables du projet ont opté pour les ouvertures de fenêtre de la Série KA de D+H. Les solutions de désenfumage de cage d’ascenseur de BlueKit Factory, filiale de D+H, contribuent à renforcer la sécurité du bâtiment.
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Warsaw Spire – Avec ses 220 mètres, la tour de bureaux du complexe Warsaw Spire représente le deuxième bâtiment le plus haut de Pologne. Seul le Palais de la Culture surpasse ses dimensions. D+H Pologne a équipé les portes du bâtiment de 69 moteurs pour ouverture de portes de la Série DDS 54/500 et de centrales de désenfumage DAC de la Série RZN-M. Ces centrales garantissent l’ouverture des portes par les moteurs pour ouverture de portes en cas d’incendie, et des voies d’évacuation et d’accès sûres pour les sapeurs-pompiers, ainsi que de l’air frais.
Produits
Des moteurs pour des performances de haut niveau
Quels moteurs de fenêtre sont indiqués pour des charges élevées ?
Pour choisir des moteurs de fenêtre adaptés, il convient de tenir compte de plusieurs facteurs. Outre les prescriptions en matière de concept de protection contre l’incendie, de plan de câblage ainsi que les exigences techniques relatives à la force et à la course, il faut tenir compte de l’emplacement de montage dans le bâtiment. Jusqu’où les moteurs de fenêtre peuvent-ils empiéter dans la pièce d’un point de vue esthétique ou fonctionnel ? Quelle classe de protection doivent-ils atteindre, s’ils sont par exemple exposés à l’humidité ? Afin de remplir au mieux les exigences spécifiques respectives des concepteurs et des architectes, D+H propose deux types principaux différents de moteurs de fenêtre électriques : des boîtiers à chaîne haute performance et des vérins à crémaillère haute Performance.
Tandis que les boîtiers à chaîne haute performance ouvrent les fenêtres et les châssis à frappe lourds grâce à une chaîne autoportante, les vérins à crémaillère haute performance les ouvrent et les ferment à l’aide d’une robuste crémaillère. En raison de leur forme de construction avec guidage de chaîne intérieur, les boîtiers à chaîne haute performance n’empiètent pas à l’intérieur du bâtiment, car ils peuvent par exemple être facilement combinés avec des systèmes d’ombrage intérieurs. Ceux qui souhaitent combiner puissance et esthétique opteront, pour les fenêtres très lourdes et grandes, pour les boîtiers à chaîne de la Série CDP-TW. Si vous attachez davantage d’importance à la résistance à l’humidité et aux produits chimiques ou à une très grande longueur de course, les vérins à crémaillère haute performance de la Série DXD représenteront alors le choix idéal. Ils disposent en effet d’une classe de protection supérieure à celle des boîtiers à chaîne et sont également disponibles en version WS pour une utilisation en piscine et en version W pour le montage en extérieur.
S’ils présentent des caractéristiques différentes, ces deux types d’ouverture de fenêtre possèdent en revanche un point commun majeur : ils offrent des performances de très haut niveau avec une force poussée pouvant atteindre 3 000 Newton.
Maintenance
Toujours plus haut pour la chancelière : que faire lorsque le moteur de fenêtre n’actionne plus l’ouverture ?
Une anecdote de maintenance de Svend Leisering, D+H Mechatronic AG
Un châssis pour éloigner la pluie, ou comment une situation de crise donne naissance à un nouveau proverbe. Si nous n’avions pas réussi à fermer le châssis défectueux très rapidement, nous ne pourrions pas déguster un sandwich 25 mètres au-dessus des voies ferrées de Berlin avec vue sur le Parlement. Une agréable pause-déjeuner sur le toit de la gare centrale. La matinée du 31 mai 2006 a commencé sur les chapeaux de roue, avec un véritable défi.
Nous avions reçu un appel deux jours auparavant, en provenance de la capitale. « Monsieur Leisering, un châssis de la 2e section ne se ferme plus. L’inauguration a lieu dans deux jours et Mme Merkel doit prononcer un discours à cette occasion dans le hall d’entrée. Le châssis ouvert qui ne veut absolument pas se fermer se situe juste au-dessus. » Tandis que j’écoutais l’inquiétude légitime du maître d’œuvre percer dans sa voix, j’ai regardé par la fenêtre. Il pleuvait des cordes. J’ai rapidement mis fin à notre conversation. Avec une motivation à toute épreuve et la volonté de résoudre ce problème, j’ai rassemblé l’équipement nécessaire et j’ai foncé en direction de la Lehrter Bahnhof, aujourd’hui gare centrale de Berlin. La première section de bâtiment comptait près de 2 000 vérins à crémaillère spéciaux de la Série ZA en version 230 V et environ 870 vérins à crémaillère de la Série DXD étaient intégrés dans la deuxième section. Un projet véritablement passionnant. Notamment parce que l’un des vérins DXD ne voulait visiblement pas répondre à une commande externe.
Il s’est avéré lors de l’opération de réparation effectuée sur le toit que la commande non accessible avait provoqué des défaillances dans le vérin. Notre modèle DXD n’était pas du tout en cause : impossible pour lui de déterminer s’il devait déclencher l’ouverture ou la fermeture. Le châssis « Angie » (surnom d’Angela Merkel), comme nous l’avions affectueusement surnommé, restait tout simplement ouvert. Quatre heures et plusieurs litres de sueur plus tard, le danger était éloigné : le châssis était de nouveau raccordé et se fermait de nouveau. L’estrade n’était plus inondée. Et la véritable « Angie » est restée bien au sec elle aussi lors de son discours, le lendemain. Quelques années ont passé depuis l’inauguration de la gare centrale de Berlin. Des années durant lesquelles nous n’avons cessé de gagner en expérience, de renforcer nos relations de confiance et durant lesquelles les solutions de D+H sont restées uniques. Aussi uniques que mon souvenir de pause-déjeuner à 25 mètres de hauteur, sur le toit de la gare centrale de Berlin, dont le châssis fermé continue aujourd’hui encore de protéger de la pluie les voyageurs, et plus seulement notre chancelière.