Musée des Confluences

En 1999, le Conseil Général décide de lancer le concours pour la réalisation du Musée des Confluences à Lyon. Ce bâtiment, situé à la confluence du Rhône et de la Saône doit abriter le musée des sciences et des sociétés. L’architecte autrichien Coop Himmelblau est désigné pour le concevoir. Le chantier, conduit par Vinci depuis 2010 est en cours et la fin des travaux est prévue pour 2013. TE France est en charge d’assurer la Maitrise d’œuvre structure de cet objet.
 

Description architecturale

Le projet de l’agence Coop Himmelb(l)au répond au projet culturel et scientifique : la composition du Musée combine le cristal et le nuage, symboles respectifs du connu et de l’inconnu, clarté de l’environnement familier d’aujourd’hui et flou incertain de demain. L’ensemble repose sur un socle, le nuage semblant flotter au-dessus du Jardin du Confluent à 8 mètres de hauteur. Il est revêtu d’une enveloppe métallique où se reflètent couleurs et lumière, et qui capte les multiples échos du ciel et de la ville, de l’eau et de la verdure. En contraste, la transparence du cristal marque l’entrée du Musée au Nord.
 

Description structurelle

La structure se décompose en trois entités : le socle, le nuage et le cristal. Le socle est un ensemble en béton comportant 1 à 2 niveaux.
Le nuage représente la majeure partie de l’ouvrage. C’est une structure acier de 7 étages (structure principale) « coiffée » par une enveloppe inox (enveloppe) qui vient s’appuyer sur le socle uniquement via 3 piles béton et 12 poteaux dits monumentaux, indépendants du socle. Le blocage horizontal de cet ouvrage ne se fait donc que par l’intermédiaire de ces piles et poteaux monumentaux.

Le cristal est une structure acier entièrement vitrée qui s’appuie en partie sur le socle et en partie sur le nuage. Il est constitué d’une structure secondaire appuyée par l’intermédiaire de potelets de liaison sur une structure primaire métallique. Les liaisons entre le nuage et le cristal autorisent le glissement entre les 2 structures.
L’ensemble de l’ouvrage est fondé sur pieux et micropieux pour le socle et sur barrettes pour les piles et les poteaux monumentaux.
 

Calculs réalisés avec Scia Engineer

Scia Engineer a été utilisé pour mener à bien plusieurs études :

• Mise au point de la structure du Cristal
• Dimensionnement de la structure primaire de l’enveloppe
• Mise au point des circulations du Cristal : calculs dynamiques
• Vérification de la charpente principale du nuage
• Vérification de la structure dans le modèle complet

Dans un premier temps les études ont porté sur des modèles séparés : cristal sur appuis avec les raideurs du socle, enveloppe (1.000 appuis), structure principale avec les piles et les poteaux monumentaux.

La structure, du fait de sa complexité, ne pouvant pas être appréhendé de manière conventionnelle, l’enjeu majeur était de regrouper l’ensemble de ces modèles pour vérifier l’intégralité de la structure avec des cas de charge concomitants (notamment effets du vent et de la température).
La mise en disponibilité de l’outil plaque de chargement a rendu possible l’établissement du chargement complexe du modèle complet.
Le phasage de construction (par exemple coulage des dalles dans le nuage sans le cristal) a été géré à travers la désactivation (absences) de certains éléments dans les cas de charge.

Le modèle complet gère en réalité 2 sous-modèles grâce également à des absences d’appui et de barres :

• Modèle dit fixe, les piles sont désactivées et des appuis rigides en tête de pile et en pied des poteaux sont activés
• Modèle dit variable, les piles avec leurs barrettes sont activées

Cette complexité dans la gestion des absences nous a permis de n’avoir qu’un seul modèle à faire évoluer au fil de la conception.
Le modèle complet comporte environ 27.000 nœuds, 32.000 barres, 7.000 plaques de chargement, 588 types de profilés utilisés.