Depuis mi-2018, l’entreprise suisse SIGA est dotée d’un nouvel atelier de production à Schachen, commune de Werthenstein dans le canton de Lucerne. Il s’agit en l’occurrence d’une extension du bâtiment existant. La forte croissance du chiffre d’affaires des produits SIGA en Suisse et en Allemagne a conduit à prendre la décision d’augmenter les capacités. À la suite de cela, un atelier de près de 10,65 m de haut a vu le jour, avec des dimensions au sol de 36 m de large et 67,50 m de long environ. En outre, l’aide de bureaux a été surélevée d’un étage. Le bureau d’architectes zurichois Dubach Holzinger, dont les architectes avaient déjà construit le premier atelier de production pour l’entreprise familiale en 2000, a conçu l’agrandissement. Ils ont réuni atelier de production et aile administrative dans un volume homogène. Il est doté d’un habillage composé de clin en pin Douglas non traité et brut de sciage. Ainsi, le nouveau bâtiment tranche sur l’environnement, que ce soit dans ses dimensions, ses matériaux et sa forme de toiture.

Construire un atelier industriel à moindre coût avec du bois

Bien entendu, le nouvel atelier devait être économique, ce qui a soulevé la question suivante lors de la décision du choix de matériaux : « Construction en bois : oui ou non ? ». Mais, les coûts ne devaient pas être le seul élément déterminant. En qualité de fournisseur de renom dans le secteur de la construction à partir d’éléments préfabriqués en bois et de l’industrie des fenêtres (bandes adhésives, films, étanchéité), cela devait donc également être prouvé par le choix des matériaux, au moins pour les pièces essentielles. Et c’est ainsi que le choix s’est porté sur un système de matériaux mixte : une charpente en bois sur des appuis préfabriqués en béton armé.

Afin de pouvoir mieux enjamber l’atelier de 36 m de large, les concepteurs n’ont pas seulement disposé des appuis en béton armé dans les axes des parois longitudinales de l’atelier, mais ils ont aussi prévu une rangée d’appuis centrale. Ainsi, la portée a pu être divisée par deux pour être ramenée à 18 m.

Étant donné qu’il s’agit d’un atelier industriel et que la qualité visuelle n’était pas la première des priorités, il a été possible de choisir différentes essences de bois pour la charpente en fonction des exigences et des critères statiques. En guise de géométrie appropriée pour une solution tout aussi porteuse et esthétique qu’économique, les concepteurs de l’ossature de l’équipe d’ingénieurs de PIRMIN JUNG Schweiz AG de Rain (Suisse) n’a pas choisi pour l’ossature primaire des poutres en contreplaqué (les sections et la hauteur de construction auraient été véritablement imposantes) mais en BauBuche extrêmement porteur. Ses valeurs de résistance élevées et ses propriétés ont permis, malgré la portée et les charges importantes créées par la toiture végétalisée, d’opter pour des sections particulièrement fines et donc pour un aspect filiforme : ainsi, les poutres en treillis en BauBuche de 17,40 m de long affichent une hauteur de construction réellement faible vec 2,6 m, et des sections de membrures de 30 cm par 30 cm seulement. La hauteur des poutres en treillis baisse même encore à 2,40 m vers l’appui central, car l’évacuation d’eau est effectuée au milieu du toit.

Deux treillis s’étendent à une distance de 9,60 m sous forme de poutres à simple travée des appuis extérieurs vers l’appui central. Ils reposent sur les poteaux en béton armé échancrés au niveau des appuis extérieurs, les membrures supérieures faisant la liaison au niveau des poutrelles périphériques en contreplaqué orientées sur l’axe longitudinal de l’atelier au-dessus des têtes de poteaux en béton armé échancrés. Les poteaux en béton armé comme les membrures inférieures sont équipés en usine de plaques en acier au niveau du point d’appui inférieur de la console / de la poutre en treillis. Celles-ci ont été physiquement soudées les unes avec les autres sur le chantier.

Pour les poutres transversales de la toiture secondaire, les concepteurs de toiture ont ensuite utilisé du contreplaqué à base d’épicéa et de sapin.

Un duo solide : poutres en treillis en BauBuche et technique d’assemblage GSA

La technologie dite GSA (GSA : ancrages à tige filetée) est un élément essentiel de la toiture. Le système d’assemblage par forme et par force a été développé par la société « Neue Holzbau » de Lungern, qui a également fabriqué et livré la charpente en bois. Il s’agit ici de connecteurs en acier collé qui, d’une part, se caractérisent par leur résistance à la charge élevée, leur rigidité et leur comportement ductile, et qui, d’autre part, sont faciles à monter sur le chantier. Notamment en cas d’utilisation du BauBuche, qui s’avère certes extrêmement résistant à la charge, mais aussi difficile à traiter sur place, cet atout est particulièrement important. Ainsi, deux GSA-R (bagues) ont été respectivement posées au niveau des points de raccordement des poutres transversales avec les fermes en treillis et une pièce de liaison en acier spécialement développée pour ce projet a été utilisée comme contre-partie au niveau des poutres en treillis. Elles ont pu être emboîtées les unes avec les autres sur le chantier et fixées à l’aide d’un boulon comme une simple connexion enfichable. La technologie GSA a également été utilisée pour la fabrication des poutres en treillis en BauBuche. Cela signifie que tous les nœuds du treillis ont été réalisés avec des connecteurs GSA au lieu de tôles en acier entaillées avec des connexions à broches.

Pour la transmission des forces de traction et de pression, les poutres en treillis ont été équipées de six étaiements diagonaux et de sept poteaux verticaux. Les poutres transversales sont reliées à ces derniers, afin d’introduire les charges issues de la toiture auxiliaire de manière optimale dans les appuis par le biais de la toiture principale. En regardant en diagonale par rapport au sens longitudinal, c’est-à-dire latéralement sur la rangée d’appuis centrale, il apparaît qu’une diagonale est établie entre la tête des poteaux en béton armé et la poutre transversale dans chaque deuxième travée et l’enserre comme une pince. La fonction de ces diagonales est de fixer les poutres en treillis sur les appuis afin que le point de raccordement n’agisse pas comme une articulation sur le plan statique.

Montage successif et aucune exigence en matière de protection contre le feu

Le montage de l’atelier a été réalisé par travées : après la mise en place de six poteaux préfabriqués en béton armé, les poutres en treillis correspondantes ont été raccordées. La fixation des poutres transversales a été réalisée ensuite. Elles ont été raccordées plus profondément aux poutres en treillis de l’épaisseur des éléments de toiture par rapport au bord supérieur de la poutre en treillis, de telle manière que les deux affleurent avec la surface au niveau des extrémités.

En ce qui concerne la protection contre le feu, il n’existe aucune prescription légale pour les ateliers d’un étage en Suisse. Le maître d’ouvrage a toutefois équipé l’atelier d’une installation d’asperseurs.

Les murs, plafonds et éléments porteurs totalement préfabriqués ont permis un montage de l’intégralité de l’atelier de production en seulement quatre semaines. La totalité de la durée de planification et de construction s’est étendue sur 14 mois.

– Texte de Susanne Jacob-Freitag –