Laboratoire d'innovation de Winterthur

Construction CPC
La méthode de construction préfabriquée CPC (Carbon Prestressed Concrete) établit de nouvelles normes dans le domaine de la construction de bâtiments en combinant durabilité et efficacité technique. L'utilisation d'une armature en carbone présentant une résistance élevée à la traction et à la corrosion permet de réaliser des structures porteuses élancées, légères et pourtant très solides, qui nécessitent jusqu'à 75 pour cent de matériaux en moins que les méthodes de construction en béton traditionnelles. Un premier projet pilote – le laboratoire d'innovation de Winterthur – démontre de manière impressionnante le potentiel polyvalent des plaques CPC: de la réduction du bilan CO₂ à la réutilisation du matériau de construction, en passant par l'étonnante marge de manœuvre en matière de conception. Ce mode de construction porteur d'avenir peut améliorer considérablement l'aspect durable du secteur de la construction et contribuer de manière significative à la promotion de l'économie circulaire.

Projet
Le pavillon ouvert d'un étage avec plate-forme panoramique a été construit sur un terrain municipal en friche près de la gare de Grüze. Il sert aujourd'hui de centre d'accueil pour les visiteurs du grand chantier du «Querung Grüze» (pont Leonie-Moser) et, à plus long terme, de lieu de manifestation et de rencontre polyvalent dans la zone de développement de Grüze. Le quartier va changer durablement son caractère actuel de zone industrielle pour devenir un quartier urbain d'habitation et de services grâce à une multitude de projets de construction dans les années à venir.

La structure porteuse du toit en béton, réduite et soutenue au minimum, s'étend sur 130 mètres carrés et couvre une salle de réunion ouverte à usage multifonctionnel. Le volume de la construction, placé directement sur la route de passage, forme un filtre avec la zone de jardin nouvellement aménagée située derrière, qui sert de café d'été et de point de rencontre du quartier pendant la saison chaude. L'ouvrage est conçu comme un «gros œuvre utilisable» qui met en scène la tectonique du nouveau mode de construction. La sous-face du plafond et le mur porteur principal sont caractérisés par des joints de plaques et des assemblages à cames en méandres, qui apparaissent de manière ornementale à l'intérieur. Le mode de construction permet ainsi de créer une expression architecturale spécifique qui lui est propre. Un escalier en colimaçon ouvert donne accès à la toiture, qui offre une vue sur le chantier du pont en construction au-dessus de la ligne de chemin de fer et permet aux spécialistes d'observer la construction visible de la toiture.

Structure porteuse
La structure porteuse du plafond nervuré se compose d'une plaque inférieure en CPC de 40 millimètres d'épaisseur qui absorbe les forces de traction. L'assemblage Zip développé par les ingénieur·e·s en construction de la ZHAW (imbrication en escalier entre les différents éléments préfabriqués) permet une transmission efficace des forces de traction, de cisaillement et de flexion ainsi que l'addition sans soudure de différents éléments pour former un plafond sans fin. La plaque de traction est complétée par des nervures de compression verticales situées en haut, constituées de plaques CPC de 70 millimètres d'épaisseur et de 520 millimètres de hauteur. Celles-ci sont disposées orthogonalement tous les 1,20 mètre, s'imbriquent dans la plaque de traction et permettent des portées de plus de 9 mètres.

Utilisation des matériaux
Le «Carbon Prestressed Concrete» est fabriqué en tant que produit semi-fini en grandes plaques (3,5 x 17 mètres). La précision lors de la fabrication et du traitement joue un rôle central: des machines à commande numérique et la technique du jet d'eau assurent une découpe exacte selon les données de planification en 3D. 80 éléments individuels ont été pré-assemblés dans l'atelier pour former 14 grands éléments et ont été assemblés au mortier. Grâce à une planification logistique détaillée, les grands éléments ont été posés au millimètre près sur le lieu de construction, dans des conditions météorologiques difficiles, et assemblés en un seul ouvrage par le remplissage au mortier des joints de 5 millimètres d'épaisseur.

Les torons de carbone précontraints et disposés orthogonalement dans les panneaux offrent une grande résistance à la traction et une bonne résistance chimique. Ils assurent la fonction d'acier d'armature et confèrent au béton une résistance à la traction sans se corroder. Le béton présente d'excellentes résistances à la compression et au cisaillement, il est robuste, résistant aux intempéries et au feu. Dans le plafond nervuré conçu, les deux matériaux se complètent idéalement en étant utilisés précisément là où ils offrent leurs performances maximales. Cela permet d'économiser des ressources matérielles considérables.

Durabilité
La durabilité revêt une grande importance à différents niveaux dans le projet de laboratoire d'innovation. Le pavillon, en tant que point de rencontre du quartier, assume une fonction importante pendant la phase de transformation du quartier urbain et contribue ainsi à la création d'une identité sur le nouveau site. Le moment venu, la construction provisoire laissera la place à un complément architectural définitif. L'utilisation de la méthode de construction durable CPC a permis d'économiser les trois quarts du béton traditionnel lors de la construction, sans compromis sur la stabilité ou la durabilité. Parallèlement, une réutilisation ultérieure durable de la construction est prévue: Les éléments de construction sont repris par le fabricant lors du démontage du pavillon. Les panneaux CPC utilisés pour le laboratoire d'innovation sont simplement loués pour une durée déterminée et, après leur utilisation à Grüze, ils sont traités et réutilisés ailleurs. Des éléments de construction ReUse ont été utilisés pour des éléments complémentaires (revêtements de sol, escalier, structure du toit). Un simple meuble de bistrot (conception «Kollektiv Zebra», Zurich) est composé de briques d'argile non cuites sans mortier et de panneaux de bois réutilisés et peut être entièrement démonté ultérieurement. De même, l'aménagement des alentours est conçu comme un terrain d'essai innovant. Avec une série de tests de différentes structures de sol et de plantations, Stadtgrün Winterthur cherche à acquérir des connaissances sur l'aménagement résilient de l'environnement sur le territoire de la ville. Une installation expérimentale étudie en outre le principe de la «ville-éponge» afin de pouvoir faire face à l'avenir à des périodes de chaleur et à de fortes pluies.

Le projet de gadolaringli architekten a été soumis dans le cadre du Swiss Arc Award 2025 et publié par Nina Farhumand. La version française a été revue par Estelle Gagliardi.