Nouvelle toiture en acier sur une salle du patrimoine à Zagreb

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Global 3D model of the structure}}}\]

À propos du projet

Le cinéma Europa, construit en 1924–1925 et réputé pour son intérieur ornemental, fait l'objet d'une restauration et d'une modernisation à la suite d'un élargissement du périmètre du projet, déclenché par les effets du récent séisme à Zagreb. Le bâtiment est classé monument protégé, ce qui a considérablement orienté la stratégie d'ingénierie. Dans le cadre des travaux d'entretien d'urgence, l'ensemble de la toiture et du plafond de la salle principale sera remplacé, garantissant la sécurité tout en préservant le caractère architectural. Les combles, auparavant un vide léger au-dessus de la salle, seront aménagés pour accueillir des équipements CVC améliorés et de nouveaux systèmes techniques. Cette modification a augmenté les charges permanentes par rapport à la structure d'origine, rendant inévitable une reconsidération complète de la structure de toiture.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Main structural truss system}}}\]

Le nouveau système repose sur des éléments principaux en acier combinés à des chevrons secondaires en bois. Cette approche hybride préserve la continuité esthétique de l'intérieur tout en offrant la rigidité et la capacité portante nécessaires. La géométrie originale en auge du soffit est respectée, maintenant l'impression visuelle depuis l'intérieur de la salle. Les poutres principales, des fermes en acier complexes espacées d'environ 3,0 m, utilisent des profilés HEB pour les membrures, des poteaux et diagonales en SHS, des contreventements en CHS dans les deux directions, et sont reliées longitudinalement par des pannes en acier supportant des chevrons en bois. L'ensemble du processus de montage a dû être conçu pour un site en centre-ville dense avec un accès limité aux grues, ce qui a conduit à la décision d'utiliser des assemblages boulonnés montés sur site.

Défis d'ingénierie

Travailler à l'intérieur d'un monument culturel protégé exigeait une intervention minimale dans la maçonnerie existante tout en coordonnant de nombreuses parties prenantes et des équipements techniques modernes. Les ajustements fréquents en phase avancée, dictés par les besoins multidisciplinaires et les exigences de conservation, ont fait du dimensionnement des éléments de ferme et des nombreux assemblages sur mesure une cible mouvante. La géométrie devait intégrer la préservation du plafond en auge tout en logeant des unités CVC de taille importante, ce qui a considérablement modifié le régime de chargement par rapport à la toiture d'origine.

Les autorités du patrimoine ont exigé des solutions non intrusives minimisant les ancrages dans les murs historiques, compliquant davantage les vérifications de stabilité. Les fermes devaient franchir la salle principale sans introduire de poussées importantes dans la maçonnerie. Le détail des appuis et des paliers nécessitait donc un équilibre minutieux entre les conditions d'encastrement et les tolérances admissibles. Les normes de sécurité incendie ont ajouté une dimension supplémentaire, l'espace des combles dissimulé devant accueillir en toute sécurité des éléments en acier dans un environnement compartimenté.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Example of steel connections}}}\]

Parallèlement, la logistique du site confiné et l'urgence liée au séisme ont exercé une pression sur la rapidité de conception et la constructibilité. Le transport de grands composants dans des rues étroites du centre-ville, la coordination des travaux provisoires pour le montage et la garantie de résilience face aux répliques sismiques étaient tous au cœur du défi d'ingénierie. Ces contraintes ont amplifié l'importance de flux de travail numériques efficaces et d'outils logiciels fiables.

Solutions et résultats

L'analyse globale et le dimensionnement des éléments ont été réalisés dans SCIA Engineer, avec des vérifications normatives détaillées des assemblages effectuées dans IDEA StatiCa Connection. Le lien BIM entre SCIA et IDEA StatiCa a permis le transfert des éléments et des efforts intérieurs déterminants pour chaque nœud, réduisant considérablement la ressaisie manuelle et le risque d'erreurs de transcription. La possibilité de synchroniser les modifications de conception entre l'analyse globale et la vérification locale des assemblages signifiait que chaque ajustement tardif de géométrie ou de distribution des charges pouvait être revérifié sans repartir de zéro.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Example of steel connections}}}\]

Les contraintes de levage et d'accès sur site favorisant des sous-ensembles de petite taille, tous les assemblages ont été conçus comme boulonnés, permettant une stratégie de montage en kit de pièces. Cette approche a réduit les risques liés au soudage en espaces restreints et a permis à l'entrepreneur de planifier une séquence d'installation claire. La capacité d'IDEA StatiCa à évaluer de nombreuses combinaisons de charges en une seule opération a accéléré l'optimisation, tandis que l'interface intuitive a raccourci la courbe d'apprentissage pour l'équipe et a facilité les revérifications rapides à chaque modification du tracé de la ferme ou de la coordination CVC.

Le projet a été réalisé selon un flux de travail basé sur l'Eurocode pour les éléments et assemblages en acier, IDEA StatiCa assurant la vérification normative des assemblages et SCIA Engineer maintenant le modèle structurel global. Ce processus intégré a abouti à un système de toiture robuste et facile à installer, qui respecte le profil patrimonial de la salle et intègre les équipements modernes sans renforcement intrusif de l'enveloppe historique. Ce faisant, la conception assure non seulement la sécurité du bâtiment, mais permet également l'utilisation culturelle à long terme de l'un des monuments les plus chers à Zagreb.

Conclusion

Le cinéma Europa est l'un des symboles culturels de la ville de Zagreb, et il mérite d'être préservé
pour les générations futures. Le projet de maintenance d'urgence modernisera l'ensemble du bâtiment
et améliorera significativement la sécurité tout en prolongeant sa durée de vie.

IDEA StatiCa a apporté une contribution significative au calcul des structures en acier. Ce programme est un outil idéal pour le calcul d'assemblages complexes, simplifiant considérablement la conception et l'optimisation de la structure, tout en permettant un gain de temps. C'est l'un des premiers projets où la société a utilisé IDEA StatiCa, et elle continuera certainement à l'utiliser à l'avenir.

À propos d'Intrados Projekt d.o.o.

Intrados Projekt d.o.o. est une société spécialisée dans la conception et la supervision, principalement dans le domaine de la rénovation et de la reconstruction de structures existantes. Elle est particulièrement spécialisée dans les travaux sur les bâtiments du patrimoine culturel protégé. La société a été fondée en 2016 par Martina Vujasinović et Hrvoje Podnar, concepteurs expérimentés titulaires d'une autorisation du ministère de la Culture pour l'exécution de missions liées à la protection et à la préservation du patrimoine culturel.