La seconde technologie, en fort développement, pour l'emploi de textile et de membranes à l'extérieur des bâtiments est le coussin. Il peut être utilisé en façade ou en toiture…

Au salon Techtextil de Francfort, Dyneon, filiale de 3M, met en avant ses solutions et réalisations en  membrane ETFE (éthylène tétrafluoroéthylène). Elle est utilisée en façade ou en toiture en remplacement du verre.

Cette membrane est à la fois beaucoup moins coûteuse que le verre et moins lourde : son poids atteint à peine 1% de celui de verre. La membrane ETFE affiche un facteur de transmission lumineuse TL de 85% et une transmission des UV de 95%.

Ses performances d'isolation thermique sont élevées : 2,94 W/(m².K) pour un coussin composé de deux membranes (une seule chambre), 1,96 W/(m².K) pour un coussin à trois membranes (deux chambres). Elle résiste aux UV, à une traction de 400 fois son propre poids et atteint une durée de vie respectable d'environ de 50 ans.

Des coussins gonflés partout

Une surface en ETFE est non-adhérente. En langage profane, cela veut dire que les précipitations atmosphériques la nettoient. Il est possible d'imprimer des motifs sur une membrane ou de la colorer dans la masse. Elle est parfaitement recyclable.

Seul inconvénient majeur : en cas de combustion, elle dégage des vapeurs d'acide hydrofluorique (HF), corrosives et dangereuses. Son classement feu Euroclass est Bs1d0 (M2 en vieux français). Son point de fusion se situe à environ 270°C.

Elle peut être utilisée pour des températures comprises entre -80 et +150°C. Les membranes ETFE sont utilisées pour constituer des coussins, formés de deux à quatre membranes tendues sur un châssis acier ou aluminium.

Ce chassis permet de constituer un à trois compartiments ou chambres, séparés qui seront gonflés à l'air ou par un mélange d'air et d'azote. Les chambres ne sont pas étanches, la pression est maintenue par des ventilateurs.

La puissance nécessaire est de 50 W environ par 1000 m² de membrane et par chambre. S'il y a deux chambres par coussin, compter 100 W pour 1000 m², etc.

Des coussins sur des bâtiments emblématiques

Plusieurs bâtiments emblématiques utilisent des coussins en ETFE en façade : le Water Cube à Pékin (3000 coussins), le stade Allianz-Arena à Munich (2800 coussins), Media-Tic à Barcelone, etc.

Dans ce dernier projet, lorsque la température extérieure augmente et dépasse 25°C, les coussins se gonflent d'un mélange d'air et d'azote. Ce qui les opacifie et améliore l'isolation thermique, réduisant les besoins de climatisation.

En dessous de 20°C, ils ne sont gonflés qu'à l'air pour absorber le maximum de chaleur solaire et réduire les besoins de chauffage. Le Centre William Rappard qui, à Genève, abrite le siège de l'organisation mondiale du commerce (World Trade Organization), a été rénové grâce aux membranes Nowflow et 6235Z de Dyneon (3M) par le cabinet d'architectes Wittfoh de Stuttgart.

Le but était à l'issue de la rénovation, d'atteindre le Standard Minergie-P qui correspond au standard Passivhaus allemand. La cour intérieure ouverte a donc été couverte d'une toiture en coussins ETFE Dyneon à triple membranes (2 chambres) par l'entreprise suisse Texlon. La nouvelle toiture, translucide, est formée de 104 coussins de 26 dimensions différentes.

 

 

Coup de projecteur sur le stade Allianz Arena

 

©Allianz Arena

 
Conçu par Herzog & de Meuron, construit par Alpine Bau Deutschland entre 2002 et 2005, le stade Allianz Arena à Munich a coûté 285 millions d'Euros. Il accueille 66 000 spectateurs. 2760 coussins en ETFE pour une surface totale (toiture + façade) de 66 500 m².

Les membranes ont une épaisseur de 0,2 mm, une densité de 350 g/m². Les coussins affichent des surfaces de 7,6 à 40,7 m², pour des longueurs de 3 à 10 m, des hauteurs de 1,9 à 4,6 m et une diagonale maximale de 17 m.

Des ventilateurs gonflent les coussins avec une pression d'air moyenne de 350 Pa. Une pression maximale de 800 Pa est admissible pour résister à la pression extérieure du vent. En toiture, les coussins résistent à une épaisseur de neige de 1,6 m.

 

Renforcer, alléger et réparer le béton

 

 

Sous forme de grilles, les fibres de verre, de polyester ou de carbone prennent une place croissante dans le béton, soit pour remplacer totalement les armatures structurelles dans des ouvrages à faibles charges, soit pour les compléter dans des ouvrages à fortes charges.

Dans les deux cas, les fibres valorisent leurs atouts par rapport à l'acier traditionnellement utilisé : incorrodabilité, légèreté et forte résistance mécanique. La gamme C-Grid du français Chomarat était exposée à Techtextil.

Les grilles C-Grid sont utilisées en renfort pour des bétons décoratifs, en réparation d'ouvrages en béton fissurés, en sous-couche d'enduits extérieurs pour éviter les micro-fissures, en renfort des membranes d'étanchéité à l'air et à l'eau devenues si courantes en bâtiment, renfort des ouvrages préfabriqués sur site ou en usines : panneaux de murs sandwich isolants haute performance, revêtements architecturaux, double-T, éléments de toiture, murs de terre stabilisés, murs antibruit.

 

 

Coussins & Architecture

 

©

WTO

 

La toiture transparente se compose de 104 coussins Dyneon en ETFE, dont 22 sont montés sur des cadres ouvrants et motorisés. Ils servent à la fois à la ventilation haute et à l'exutoire des fumées.

 

©Municipalité de Beijin

 

La construction de la plus grande structure jamais réalisée en pneus ou coussins à base de membrane ETFE a commencé à Pékin en 2004. Réalisée après concours par les agences PTW, CSCEC, CCDI et ARUP, elle abrite le stade aquatique, utilisé pour les jeux olympiques.

 

©Municipalité de Beijin

 

Les 110 000 m² de la façade du Water Cube sont constitués de 3000 coussins, montés sur des polygones acier de 10 formes et dimensions différentes. Leur face interne et externe est recouverte par des coussins ETFE. Ce qui ménage un espace tampon entre les deux surfaces recouvertes, qui assurent l'isolation thermique et acoustique du bâtiment. L'air circule dans cet espace tampon : il absorbe l'énergie solaire, puis est extrait pour contribuer au chauffage de l'eau et du bâtiment.
doc. Municipalité de Beijin.

 

©Municipalité de Beijin

 

La façade du Water Cube exploite les propriétés de transparence des membranes ETFE. Elle est équipée d'un éclairage par Leds, monté dans les profilés soutenant les coussins. Ce qui garantit des effets d'éclairage spectaculaires.

Source : batirama.com / Pascal Poggi