Écologisation d’un centre de congrès

Les économies d’énergie comptent parmi les avantages durables des toitures en acier inoxydable austénitique
Par Carrol McCormick

Revue Nickel, juin 2008 -- Votre toit fait plus que vous protéger contre les intempéries. Lorsqu’il est adéquatement isolé, il garde aussi la chaleur à l’intérieur l’hiver et vous en abrite l’été. Comme l’acier inoxydable S30400 à teneur en nickel est un faible conducteur de chaleur, il peut aider à isoler un toit et rendre un bâtiment éconergétique. Les architectes qui le choisissent à titre de matériau pour toiture pourraient bientôt être en mesure de tirer avantage de ces qualités de même que d’autres propriétés de l’acier inoxydable, grâce au système d’attribution de cote des bâtiments écologiques du LEED (Leadership in Energy and Environmental Design).

Lorsque le centre des congrès David L. Lawrence Convention Center (Pittsburgh, Pennsylvanie) a ouvert ses portes en 2003, il s’agissait du plus grand bâtiment aux États-Unis ayant obtenu une cote
« or », conformément au système d’attribution de cote LEED.
Cette certification reconnaît le nouveau centre à titre de réaménagement d’une friche industrielle, la mise en service d’un mode de transport alternatif, l’utilisation réduite d’eau, le rendement éconergétique, l’utilisation de matériaux qui dégagent peu de toxines sinon aucune et la conception innovatrice. « Si on avait tenu compte pleinement de tous les aspects durables de l’acier inoxydable au nickel, dans l’optique du système LEED, le projet aurait très bien pu obtenir la cote « platine », déclare
M^me Catherine Houska, première chef du développement des marchés (market development manager) de la société TMR Architectural Metals Consulting (Pittsburgh) et experte-conseil auprès du Nickel Institute.

« La structure du toit s’inscrit dans une initiative de conception durable qui favorise la ventilation naturelle à l’intérieur de la grande salle d’exposition, indique M. David Roland, directeur de projet de la société Rafael Viñoly Architects PC à New York (New York, É.-U.). On a choisi l’acier inoxydable pour ses qualités esthétiques, sa durabilité et parce qu’il requiert peu de maintenance; c’est aussi un hommage au patrimoine de
Pittsburgh. »

Le toit, qui mesure 280 sur 96 mètres (m), est recouvert de
23 000 mètres carrés (m2) de tôles d’acier inoxydable S30400 de
0,6 millimètre (mm) d’épaisseur (no 24) (et pèse environ
136 tonnes). Les coefficients de réflexion solaire et d’émission thermique (voir l’encadré à la page 10) étant inférieurs à ceux qui étaient requis conformément à la norme LEED en 2003, la toiture d’acier inoxydable ne peut être cotée à titre de réducteur d’îlots thermiques. Par ailleurs, celle-ci n’a pas été reconnue pour sa contribution à la réduction de consommation d’énergie du bâtiment.

Comme en témoigne l’émergence de projets de conception verts, les gens prennent de plus en plus conscience du fait que les bâtiments doivent consommer moins d’énergie et utiliser des matériaux ne présentant pas de risque pour la santé des occupants et du milieu naturel. Lorsque les membres du U.S. Green Building Council (USGBC) ont élaboré le système d’attribution de cote LEED, leur intention était de créer un moyen de guider la conception et de reconnaître la réalisation de bâtiments durables de tous les types, tout en mettant l’accent sur les stratégies d’avant-garde quant à l’aménagement durable, aux économies d’eau, à l’efficacité énergétique, au choix de matériaux et de ressources, ainsi qu’à la qualité de l’environnement intérieur.

Le système d’évaluation du LEED, établi en 2000, est aujourd’hui utilisé pour certifier des bâtiments partout dans le monde. L’évaluation porte sur diverses facettes de la construction, y compris les bâtiments nouveaux, les bâtiments existants, l’intérieur de bâtiments commerciaux, les écoles et les domiciles. Elle touche également l’aménagement, la gestion de l’eau, l’énergie, l’utilisation de matériaux et la qualité de l’environnement intérieur. Selon le nombre de points LEED obtenus, un bâtiment peut être admissible à une cote bronze, argent, or ou platine. Depuis sa création, le système a évolué pour prendre en compte les concepts et les technologies de bâtiments durables construits par le passé et il continue de le faire. En mai 2008, le USGBC a fait appel aux observations du public au sujet de la dernière ébauche définissant la norme LEED 2009. Cette initiative a donné à l’industrie de l’acier inoxydable un délai de 30 jours pour suggérer des modifications importantes (voir l’article intitulé Comment l’acier inoxydable peut décrocher un rôle important).

La norme LEED ne fournit aucune indication précise sur l’utilisation de l’acier inoxydable, mais trois secteurs d’application peuvent aider les architectes à gagner des points : la réutilisation de matériaux de construction provenant de structures existantes, la récupération de métaux autrement destinés à devenir de la ferraille et la teneur en matières recyclées des « nouveaux » aciers inoxydables.

La forte teneur en matières recyclées (60 à 85 % selon l’emplacement géographique) de l’acier inoxydable austénitique compte pour beaucoup dans le total des matières recyclées faisant partie des matériaux utilisés pour la construction de nouveaux bâtiments. Selon l’organisme The Speciality Steel Industry of North America, les 300 variétés d’aciers inoxydables contiennent en moyenne de 75 à 85 % de matières recyclées après consommation. Mme Houska est d’avis que l’industrie de l’acier inoxydable pourrait du moins être aussi proactive que les autres en informant les concepteurs et les architectes sur la teneur en matières recyclées de ses produits.

La réduction des îlots thermiques, ces régions urbaines considérablement plus chaudes que les environs ruraux non développés, constitue un autre domaine où l’industrie de l’acier inoxydable pourrait jouer un rôle prépondérant. Le système LEED actuel attribue des points pour les toitures conformes aux exigences du Solar Reflectance Index (SRI), dans les catégories des toits à faible pente et à pente raide.

On a tendance à croire que seules les toitures enduites d’une peinture spéciale peuvent répondre à ces exigences, mais des tests récents, subventionnés par Contrarian Metal Resources (Pennsylvanie, États-Unis), ont prouvé que tel n’est pas le cas : le revêtement de tôles en acier inoxydable au fini InvariMatte® de la société a été jugé conforme aux exigences du SRI dans la catégorie des toits à pente raide.

Le fini non directionnel du revêtement utilisé sur le toit du centre des congrès de Pittsburgh a été créé par la société J&L Specialty Steel Inc., également de Pittsburgh. Ce revêtement mat, obtenu par projection abrasive, s’appelle Architex®. Il est aujourd’hui produit par la société Allegheny Technologies Inc., pour le compte de Contrarian Metal Resources, sous le nom commercial de InvariMatte.

Les sections du toit, soutenues par des câbles ou construites en porte-à-faux aux extrémités des murs, forment des courbes semblables à celles des câbles du pont qui enjambe la rivière Allegheny, située à proximité.

Des puits de lumière pratiqués à l’emplacement des câbles intérieurs permettent à la lumière de pénétrer dans la grande salle d’exposition tout en laissant voir la structure du toit.

Les plaques de toiture utilisées mesurent 7 mètres (m) de longueur. Elles ont été pliées en profilés continus qui sont fixés à un assemblage composite fait de papier colophane, d’une substance imperméabilisante, d’un support formé de panneaux de copeaux orientés (OSB) et d’un isolant rigide appliqué sur un platelage en tôle. Les tôles sont maintenues en place au moyen de liteaux d’acier inoxydable fixés dans le profilé qui sert de rail permettant l’expansion et la contraction. Selon M. James Mersich, directeur de l’entreprise de construction de toits Overly Manufacturing Company (Greensburg, Pennsylvanie), toute eau qui s’infiltre dans la toiture s’écoule par les profilés, là où commence l’avant-toit ou la gouttière.

À la base du toit, une gouttière large et peu profonde recueille toute l’eau d’écoulement. Elle a été fabriquée à partir d’acier inoxydable S30403 utilisé en tôles de 1,2 mm (no 18) avec un fini 2B (semi-lustré). De grandes sections ont été assemblées par soudage à l’usine, puis soudées de nouveau sur place, en sections de 9,1 m, entre des joints d’expansion.

L’ensemble de garde-neige, comportant équerres, attaches de liaison, boulons, rondelles et écrous faits d’acier S30400, empêche la neige et la glace de tomber du toit, ce qui pourrait endommager les gouttières ou d’autres parties du bâtiment, ou même blesser des piétons.

Carroll McCormick est un rédacteur indépendant établi à Montréal.

ILLUSTRATIONS : Rafael Vinoly Architects PC

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