Complexe scolaire de 700 élèves et extension de la caserne des pompiers à Yverdon-les-Bains

2015
2ème prix

ingénieur civil / 2M ingénierie civile sa, Yverdon-les-Bains
ingénieur chauffage-ventilation / R.G. Riedweg et Gendre SA, Le Mont-sur-Lausanne
ingénieur sanitaire / BA Consulting SA, Etagnières
ingénieur électricité / INGENIEURS-CONSEILS SCHERLER SA, Le Mont-sur-Lausanne
images / PixelProd

Le projet se situe sur les anciens arsenaux de la caserne d’Yverdon-les-Bains, le site est bien connu de la part des Yverdonois pour sa géologie particulière. En effet, le site a la particularité de combiner une mauvaise qualité des sols, un risque de pollution très élevé et la proximité de la nappe phréatique. Ce sont pour ces diverses raisons qu’un bâtiment hors sol, sans aucune partie enterrée a été privilégié.

La structure porteuse du nouveau collège est prévue en béton armé : un système de poteau-dalle en façade complété de voiles bétons pour les cloisons intérieures. Les murs forment également le contreventement au vent et au séisme de la structure. Le système porteur en façade permet d’être très libre dans le choix de l’enveloppe. Les éléments ponctuels verticaux rythment la pose d’éléments préfabriqués fixés en applique sur la structure. Des dalles épaisses à chaque étage permettent de franchir des portées élevées en limitant au maximum les porteurs. Les plus grandes portées (12m) engendrées par les voies de circulation, de surcroît percées par les puits de lumière, nécessitent la mise en place localement de câbles de précontrainte. Pour les deux porte-à-faux aux entrées principales du bâtiment scolaire et pour la charpente de la salle de gym deux systèmes statiques à part sont prévus.

Les porte-à-faux des deux entrées principales font près de 8 mètres. Cette grande portée ne pouvant pas être reprise uniquement par les dalles, un système de voile drapeau perpendiculaire à la façade a été mis en place sur l’entrée sud. Pour l’entrée nord la volonté architecturale de garder des salles de classe spacieuses (dessin/musique), nous a amené à élaborer un autre système statique pour suspendre le porte-à-faux. Pour cette entrée, la structure du voile drapeau a été épurée jusqu’à garder uniquement le minimum de matière nécessaire à suspendre les dalles. La structure se limite donc à un système de bielle-tirant, pouvant s’apparenter à un système de corbeau. Les charges des dalles sont suspendues par la façade et ramenées par le cadre sur l’appui.

La toiture de la salle à de gym a une portée de 29 mètres et doit être construite à plus de 9 mètres de haut. Pour résoudre ces deux impératifs, un système mixte (acier-béton) semble être la solution la plus pratique et économique. Des profilés métalliques préassemblés sur place pour faciliter les transports sont posées à un intervalle variant entre 3 et 4 mètres. Entre les profilés, des prédalles sont mises en place, ce qui permet d’économiser le coffrage et d’éviter un étayage compliqué. Le surbéton peut ainsi être facilement coulé pour compléter les prédalles. Le système final mixte (acier-béton) permet de limiter les déformations, reprendre les charges de poids-propre et les charges additionnelles de la toiture.

Afin de répondre aux exigences accrues en termes de résistance et d’aptitude au service de la caserne, il est prévu de créer un joint de dilatation entre la partie caserne/gymnastique et le reste de l’établissement scolaire. Ainsi un concept indépendant pour cette zone sensible peut être réalisé, tout en garantissant un comportement contrôlé lors d’un séisme de l’entier du bâtiment. Un système hybride (voile-cadre) a été choisi pour le calcul parasismique. La partie arrière (locaux techniques/vestiaires) constituée de beaucoup de voiles en béton dans les deux directions principales forme un noyau rigide. Mais pour éviter une excentricité trop importante du centre de cisaillement par rapport au centre de masse, la façade avant est réalisée comme un cadre béton. Enfin, deux ceintures béton au niveau de la dalle de toiture et de la dalle intermédiaire complètent ce concept parasismique en garantissant un bon comportement d’ensemble des différents contreventements.

Les circulations intérieures s’organisent autour de vides contenant les escaliers principaux en cascade qui distribuent les différents étages selon deux orientations différentes. Les services ainsi que les cages d’escaliers de secours s’insèrent dans les angles rentrants de la forme correspondant à l’espace avec le moins de lumière naturelle. Grâce à des portes coulissantes et aux cages d’escalier secondaires, chaque volume peut fonctionner indépendamment, notamment la salle de gymnastique et les locaux parascolaires. Enfin des espaces de repos s’insèrent dans les poches donnant sur l’extérieur.

Concept caserne

Elle est pensée comme une grande halle non chauffée profitant de l’emprise au sol importante de la salle de gymnastique. Un tunnel de rétablissement permet de desservir les différents garages mais aussi les ateliers afin de faciliter le rétablissement des véhicules à l’abri de la bise et du vent. Le parcours rationnalise le rétablissement en offrant le nettoyage et l’accès aux différents espaces de stockage à l’entrée Sud. Une enfilade d’ateliers et de garages partagés à droite et à gauche conduit à l’espace extérieur composé des stocks et de la station essence. En marge du système, les différents locaux administratifs, vestiaires et chambres profitent du côté calme du site.

Par une recherche de synergie d’utilisation et de compacité, le projet tend à réduire au maximum sont impact sur l’environnement. La grande surface de toiture est idéale pour la pose de panneaux solaires photovoltaïques et thermiques. Les toitures les plus basses seront quant à elles végétalisées afin de fournir un cadre idéal aux classes donnant sur celle-ci. La technique du bâtiment est concentrée au maximum au dernier étage de la salle de gymnastique, la préservant du terrain gorgé d’eau et favorise la distribution des flux dans les différents volumes.