La tour Mjøsa sera le bâtiment le plus haut du monde entièrement construit en bois. Haute de 85,4 m, elle comptera 18 étages hors sol. Vient ensuite l’accent technologique et structurel.
Située à environ 107 km au nord de la capitale norvégienne Oslo, la « Tour Mjøsa » s’apprête à devenir le plus haut bâtiment du monde entièrement réalisé en bois. Haute de 85,4 m, la tour comptera 18 étages hors sol, dépassant ainsi de 36,4 m le « Treet », actuel détenteur national du titre. Ce dernier, comme mentionné ci-dessus, situé en Norvège et précisément à Bergen, revendique un total de 49 m de développement vertical, mais comprend 14 étages. Actuellement encore en phase de construction, l’inauguration de « Mjøstårnet » est prévue pour mars 2019.
Tour Mjøsa ou Mjøstårnet : aspects technologiques et structurels
En construction dans la ville de Brumunddal, la « Tour Mjøsa » est destinée à devenir le plus haut bâtiment en bois à l’échelle internationale, battant de peu le HoHo en cours d’achèvement à Vienne (84 m et 24 étages).
La structure principale est de type charpente, donc avec colonnes, poutres et diagonales en bois lamellé. La section transversale des 4 colonnes d’angle est de 1.485 x 625 mm2, tandis que celles typiques des contreparties internes sont de 725 x 810 mm2 et 625 x 630 mm2. En ce qui concerne les poutres, elles ont une géométrie rectangulaire, avec des dimensions de 395 x 585 mm2 et 395 x 675 mm2 pour celles qui soutiennent les planchers en bois, tandis que pour celles similaires qui soutiennent les dalles en béton, on constate des augmentations allant jusqu’à 625 x 585 mm2 et 625 x 720 mm2. Au lieu de cela, la taille maximale de la section diagonale mesure 625 x 990 mm2.
Les classes de résistance de ces éléments « lamellé-collé » sont GL30c et GL30h selon la norme EN 14080:2013. Le CLT, quant à lui, est utilisé pour créer les cloisons de l’ascenseur et des cages d’escalier, sur lesquelles sont fixés des éléments de dalle constitués de poutres en bois lamellé-collé et de platelage LVL (Trä8, du fournisseur Moelven). La valeur de sa résistance à la flexion (fm,k) est égale à 24 MPa.
La tour norvégienne se targue cependant d’adopter une approche des matériaux plus puriste que la solution composite autrichienne : elle n’utilise que 2 600 m3 de bois lamellé épicéa, LVL et CLT plutôt que de combiner le bois (75 %) avec du béton. La solution hybride, donc obtenue en combinant un ou plusieurs noyaux en béton armé avec des structures à ossature CLT lamellée ou en forme de caisson, a déjà été utilisée dans d’autres solutions de conception, comme dans le Brock Commons à Vancouver. En réalité, même le bâtiment scandinave ne semble pas être entièrement construit en bois, comme nous le verrons dans les paragraphes suivants.
Le comportement et les phases de construction du gratte-ciel norvégien
Afin d’éviter les oscillations dues à l’action des charges latérales attribuables au vent (vitesse de 22 m/s), les étages supérieurs de la tour sont en effet soutenus par des dalles en béton coulé (s=30 cm) avec fonctions stabilisatrices. Le béton, uniquement dans les 7 derniers étages du gratte-ciel, rendra l’oscillation plus lente et moins perceptible pour les locataires grâce à l’apport de sa masse supplémentaire, pourtant détectable de l’ordre de 14 cm. Par conséquent, ce matériau aura pour fonction d’augmenter l’amortissement des structures, ainsi que d’éviter les problèmes de mal des transports pour ses occupants. Comme on le sait, le mouvement oscillatoire est coupable des phénomènes décrits ci-dessus, en raison des formes dynamiques imparties à sa structure même ; dans le cas présent, elle est égale à une hauteur de 130-140 m, mesurée du sommet du bâtiment jusqu’à la pointe des pieux reposant sur le substrat rocheux.
Le bois utilisé pour la construction de la tour provient des environs et est traité à seulement 15 minutes de route du chantier. Le gratte-ciel a été érigé selon un total de 5 phases de construction, chacune étant donnée par des macro-portions de 4 étages en élévation ; tout d’abord, la structure en bois lamellé-collé a été assemblée au sol, sur place, avant d’être élevée à la hauteur utile puis installée. De même, le même mode opératoire a été suivi pour les plaques horizontales, en utilisant des plaques d’acier S355 thermolaquées et du matériel métallique.
L’assemblage des éléments de la construction de Mjøstårnet a été réalisé sans recours à des échafaudages extérieurs, malgré la complexité des travaux réalisés en hauteur. A cette fin, on utilise principalement des grues, soutenues par des palans pour répondre à des besoins spécifiques. La superficie brute sera d’environ 640 m2 pour chacun des 18 étages, avec une emprise au sol de 17 m de largeur et 37,5 m de longueur dans le plan cartésien ; ceux-ci abriteront 35 appartements, 72 chambres d’hôtel, des bureaux et un restaurant, pour un coût d’environ 450 millions de couronnes.
Comportement au feu et constructions en bois dans le monde
Enfin, et concernant le comportement en cas d’incendie, quelques remarques. Les panneaux préfabriqués en bois présents en façade, de type sandwich avec isolation interposée, sont protégés de la libre propagation des flammes avec Firestop. L’ensemble du système structurel est conçu pour résister à 120 minutes de contact avec les flammes, tandis que les éléments secondaires, comme les planchers, doivent pouvoir résister à 90 minutes. Les plaques d’acier et les fiches des connexions sont noyées dans le bois (≥ 85 mm). De plus, un système d’extinction automatique d’incendie est intégré au bâtiment et chaque pièce à l’étage a été conçue comme une seule cellule, afin de limiter la propagation d’un éventuel incendie.
À l’heure actuelle, selon le CTBUH (Council on Tall Building and Urban Habitat), qui fait autorité, il existe 32 bâtiments d’au moins 7 étages en élévation qui utilisent des éléments structurels en CLT et/ou stratifiés, à l’échelle mondiale. Le rapport, daté de 2017, comprend des complexes à plusieurs étages achevés ou en voie d’achèvement, tels que la Timber Tower de SOM, Dalston Lane de Waugh Thistleton Architects et le Tamedia Center de Shigeru Ban, déjà évoqués précédemment dans les colonnes de » Engineers.info « . Parmi les propositions de projets, se distingue par son intérêt le gratte-ciel français « Baobab », haut de 120 m et haut de 35 étages, conçu pour la ville de Paris par DVVD et Michael Green Architecture.