BauBuche pour un atelier de production de tous les superlatifs

Avec la construction de l'atelier de production de SWG à Waldenburg, un bâtiment unique en son genre a vu le jour. La toiture en BauBuche extrêmement résistant à la charge enjambe d'énormes portées dans une construction filigrane et traduit ainsi le concept architectural de la meilleure des manières. Outre le bois dur, les moyens d'assemblage associés à des assemblages de menuisier ont également contribué à la réussite du projet.

De l'atelier de production de SWG en détail

Maître d'ouvrage

SWG Schraubenwerk Gaisbach GmbH – Geschäftsbereich Produktion, Waldenburg, DE

Lieu de construction

Waldenburg

Architecte

HK ArchitektenSchwarzach, AU

Construction bois

 Schlosser Holzbau GmbH, Jagstzell, DE

Planification de l'ossature

SWG-Engineering, Rülzheim, DE (Construction bois)

BHM-Ingenieure Engineering & Consulting GmbH, Feldkirch, AU (Construction solide)

Protection contre le feu 

Portz Brandschutz, Fellbach, DE

Gestion du site

gapp Groß Architekten GmbH, München, DE

Direction du projet

Mahl Projektsteuerung, Schwäbisch Hall, DE

Photo, Plan

HK Architekten, SWG Produktion, Susanne Jacob-Freitag, SWG Engineering

Dans le parc industriel Hohenlohe sur l'autoroute A6, la société SWG Schraubenwerk Gaisbach GmBh (secteur production) a créé un ensemble d'immeubles unique en son genre réunissant atelier de production, immeuble de bureaux et pavillon d'exposition, sur le site de son siège social de Waldenburg. Avec le nouvel atelier, l'entreprise a accru ses capacités, mais elle a également réalisé une construction d'ingénierie en bois, un projet pionnier prometteur.

L'architecture en bois crée une élégante simplicité

L'ensemble immobilier a été conçue et planifié par l'équipe évoluant autour de Hermann Kaufmann de Schwarzach (Vorarlberg, Autriche) et de ses partenaires Christoph Dünser, Roland Wehinger et Stefan Hiebeler, qui signent ensemble sous le nom de HK Architekten depuis début 2018. Le choix du matériau « bois » pour l'ossature et de « tôle et métal » pour la façade se veut le reflet du secteur d'activité de SWG Produktion et des domaines d'utilisation des vis pour les secteurs du bois et du métal.

Avec des dimensions considérables de près de 96,50 m de large et 114 m de long, le nouvel atelier de 12 m de hauteur occupe une surface de 11 000 m2. L'atelier abrite cinq nefs et il est coiffé d'un toit en forme de peigne. Les nefs de l'atelier mesurent environ 18,50 m de largeur. Leurs toitures plongent à intervalles réguliers vers le bas, où elles se prolongent sur environ 5 m pour revenir ensuite à leur hauteur initiale. Ces indentations régulières divisent, d'une part, l'immense atelier et, d'autre part, ont la même fonction que des sheds (toitures à redans partiels) : elles font entrer énormément de lumière naturelle à l'intérieur de l'atelier ; en version inverse uniquement, raison pour laquelle Hermann Kaufmann les désigne également comme fosses shed.

Schnitte SWG

Jusqu'à présent, la structure porteuse est unique en son genre en termes de dimensions et d'exécution. Les poutres en treillis de la structure du toit sont fabriquées à partir de BauBuche extrêmement résistant à la charge. Elles enjambent partiellement d'énormes portées, comme par exemple les treillis principaux de 82 m de long et de 3,80 m de haut dans le sens longitudinal des nefs de l'atelier. Reposant uniquement sur un pilier en BauBuche, elles couvrent une grande travée de 40 m et une 42 m, sous forme de poutre à deux travées. Les poutres en treillis secondaires de 1,50 m de hauteur enjambent en diagonale une longueur de 18,30 m et reposent sur les treillis principaux.

Le BauBuche a permis, en raison de sa résistance élevée, de réaliser des sections extrêmement étroites malgré ces longueurs traversées, une option qui a séduit Hermann Kaufmann dès le départ : « Les poutres en BauBuche ont apporté un gain pour l'aménagement. Elles présentent des dimensions formidablement faibles, qui sont même plus étroites que des poutres en acier, et paraissent encore plus filigranes pour le spectateur une fois montées, tout en haut dans la toiture », s'extasie-t-il. Avec le bois dur, la quantité de bois nécessaire a pu être réduite à un minimum, dans le respect des ressources.

Connexions et grande portée

Les concepteurs de l'ossature du bureau d'ingénierie « SWG Engineering » de Rülzheim, propre à SWG, ont conçu le nombre majoritaire de raccords et de nœuds d'assemblage comme des connexions de menuisier, mais ils les ont adaptés au matériau, variés et optimisés, en raison de l'utilisation du BauBuche. En guise de connexion par compression, destinée à transférer les efforts de compression, les ingénieurs ont utilisé particulièrement souvent le déport des marches « prolongé », une version optimisée du joint de butée oblique connu depuis des siècles. Pour les connexions par traction, en revanche, des raccords vissés ont principalement été utilisés. Afin d'être aussi filigranes et économes en matériau que possible, ils ont, en outre, exploité au maximum la capacité de charge des composants en BauBuche. Dans le secteur du nœud d'assemblage de la ferme en treillis principale au-dessus du pilier central, elle est même de 99,9 pour cent. Dans ce cadre, le défi particulier était de transférer des forces élevées sur de petites sections. Avec cette exigence contradictoire au fond, les concepteurs de l'ossature ont également exploré des terres vierges. En effet, les forces présentes étaient de l'ordre du décuple, et parfois même du centuple, des forces habituellement constatées sur des projets. Mais, à la fin ils ont trouvé une solution pour tous les nœuds.

« Raccord puzzle » pour un transfert optimal des forces sur le pilier central

Anschlüsse StützeSi l'on choisit, par exemple, le nœud déjà mentionné situé au-dessus du pilier central dans la ferme en treillis principale, appelé « raccord puzzle », et que l'on observe les dimensions de section par rapport à la force à absorber, la « disproportion » est évidente : pour des dimensions de poteaux, ainsi que de membrures inférieures et supérieures, de 28 cm de hauteur et 32 cm de largeur, ou de diagonales avec un rapport h/l de 24 cm x 32 cm, le poteau sous pression absorbe certes « uniquement » près de 200 kN de forces normales, mais il s'agit déjà pour les membrures supérieures de plus ou moins 1,2 MN sur les deux côtés et les forces diagonales atteignent une valeur gigantesque de 2 MN. En conséquence, le pilier central en deux parties doit absorber une charge de 2,8 MN. Il est également réalisé en BauBuche et possède des dimensions de 2 x 28 cm de large et 32 cm de profondeur, ce qui correspond à la largeur de la membrure inférieure.

Un matériau de construction élégant doté d'un potentiel d'économies et de confort

Le bois laissé apparent à l'intérieur de l'atelier crée une atmosphère naturelle et agréable, même si cet aspect est rarement pris en compte pour la construction d'ateliers. Le maître d'ouvrage avait également une autre bonne raison d'opter pour le bois : SWG Produktion veut offrir à ses collaborateurs passant leurs journées dans les bâtiments une ambiance de travail agréable avec une excellente qualité de vie. C'est une réussite pour ce nouveau bâtiment qui peut être attribuée à la toiture discrète en BauBuche. Elle irradie de légèreté et d'élégance architecturales.

BauBuche a cependant permis de réaliser le projet architectural à la perfection, mais il a également eu une influence positive sur grand nombre de facteurs de coûts. Un effet secondaire économique a même pu être constaté : grâce aux sections étroites des composants en BauBuche, les hauteurs des poutres en treillis ont pu être nettement réduites par rapport à d'autres matériaux, ce qui a entraîné une baisse de la hauteur du bâtiment et donc une réduction des matériaux nécessaires pour l'enveloppe de la construction.

Au total, près de 1 800 m3 de bois ont été montés, dont environ 420 m3 de bois dur spécial, ce qui correspond à une économie de CO2 d'environ 3 600 tonnes par rapport à une construction conventionnelle, rapportée à une durée d'utilisation de 50 ans. En outre, l'utilisation de bois domestiques a également eu un effet sur la création de valeur locale.

La production démarre en mai 2020 sous le plus grand toit en BauBuche du monde

Avec la décision volontaire de construire en bois, SWG Produktion affiche un symbole et suggère l'effet positif de ce matériau naturel sur la protection du climat grâce au stockage de CO2. Grâce à cette nouvelle construction, l'entreprise prévoit également d'envoyer un signal fort au-delà des frontières du pays. En effet, elle montre au grand public les dimensions dans lesquelles la construction en bois moderne des ingénieurs évolue.

L'entreprise appartenant au groupe Würth, fondée en 1967, compte parmi les fabricants de vis majeurs en Europe. Avec environ 230 employés, elle fabrique jusqu'à 12 millions de vis par jour, avec une tendance à la hausse. La construction de l'extension tient compte de cette évolution positive. SWG Produktion comptant sur une poursuite de l'augmentation de la consommation de vis pour la construction en bois et l'ingénierie au cours des prochaines années, les architectes ont conçu l'atelier de manière à pouvoir agrandir le bâtiment de 11 000 m2 supplémentaires. Mais la production débutera en mai 2020 dans l'atelier juste achevé, sous la toiture en Baubuche la plus vaste au monde, une construction en bois d'ingénieurs de tous les superlatifs.

-Text by Susanne Jacob-Freitag-

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