Bibliothèque Nationale Roi Fahad

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La mission du maître d'ouvrage

En 2002, le bureau d'architecture Gerber a été invité à participer à un concours international pour la construction de la bibliothèque nationale d'Arabie Saoudite, dont il a remporté le premier prix. L'objectif était de concevoir un bâtiment adapté à la culture arabe et rendant hommage à ce lieu traditionnel. Le bâtiment historique existant devait être conservé pour l'essentiel. Le projet sert d'impulsion centrale pour un réaménagement urbain et combine les défis de la construction dans l'existant avec le respect de la culture arabe. Le bâtiment iconique en forme de parallélépipède entoure l'ancienne bibliothèque existante de tous les côtés et formule ainsi la bibliothèque nationale comme une nouvelle image architecturale dans l'espace urbain de Riyad. L'ancien bâtiment sert de librairie à l'intérieur et devient ainsi, en tant que coffre au trésor voilé, le centre de la nouvelle bibliothèque globale. La façade en verre du nouveau bâtiment carré est enveloppée d'une façade textile filigrane avec des voiles tendues dans une structure de câbles en acier, qui s'inspire des formes de construction traditionnelles du Moyen-Orient et les combine avec les dernières avancées technologiques.

Description de la structure porteuse principale

La structure du bâtiment existant a été complétée de manière à ce que les charges supplémentaires dues à la nouvelle utilisation puissent être transmises de manière uniforme aux fondations existantes. Le nouveau toit repose sur les étages supérieurs du nouveau bâtiment, ses charges sont transmises par huit colonnes principales et 56 colonnes extérieures, dont les poutres de rive sont reliées à la poutre principale par des poutres diagonales. Perpendiculairement à la poutre principale, il y a de chaque côté 13 poutres en treillis qui s'étendent depuis les poteaux de bord sur la poutre principale jusqu'à un anneau intérieur central qui entoure la coupole existante. Avec une distance de 4,80 m par rapport à la façade en verre, l'enveloppe translucide sert de protection solaire efficace tout en permettant des vues latérales. Des éléments en fibre de verre tissée de la hauteur d'un étage et d'environ 5 mètres de diamètre sont fixés sur les côtés à des tubes ronds. L'ossature sur deux niveaux parallèles est composée d'environ 400 câbles en acier galvanisé qui sont suspendus au toit par des sangles en acier et tendus vers les plafonds en béton du premier et du deuxième étage.

Le choix des matériaux de construction

L'ensemble du complexe de bâtiments est recouvert d'une structure en acier avec une couverture de toit trapézoïdale. Le dôme en béton armé existant a été réaménagé en une structure d'acier et de verre qui recouvre désormais le nouveau toit. Un plafond en membrane textile de 15 000 m² tendu sous le toit filtre la lumière du jour qui pénètre par de longues lucarnes et fournit à toutes les pièces une lumière uniforme et non éblouissante. Les câbles en acier de la structure de la façade sont précontraints afin de minimiser les mouvements horizontaux des quelque 1000 surfaces de membrane sous les charges de vent. En raison des énormes différences de température entre le jour et la nuit, des recherches particulières ont été nécessaires sur les matériaux de la façade. L'acier, par exemple, peut s'échauffer jusqu'à 80° ; Celsius sous l'effet direct du soleil et se dilater en conséquence. La nuit, en revanche, les températures descendent même en dessous du point de congélation pendant les mois d'hiver, ce qui entraîne un rétrécissement du matériau et, dans ce cas, se répercute sur le degré de tension des câbles d'acier. La forte exposition au soleil exigeait en outre une résistance particulière de la membrane aux UV.

Explication du projet

La nouvelle bibliothèque enveloppe l'ancien bâtiment en le protégeant et s'y associe de manière inhabituelle selon des aspects de conservation du patrimoine. Alors que l'ancienne bibliothèque est intégrée comme une maison dans la maison, son dôme existant &ndash ; à l'origine en béton &ndash ; est maintenant reconstruit en acier et en verre et reste le symbole culturel de la bibliothèque. L'élément iconographique et communicatif du bâtiment est la façade textile. Son élément déterminant est une robe ornementale de voiles textiles en forme de losange, spécialement conçue pour le nouveau bâtiment et caractérisée par un jeu d'ouverture et de dissimulation. Des surfaces de membranes blanches tendues, maintenues par une structure tridimensionnelle de câbles d'acier soumis à une traction, servent de protection solaire et interprètent la tradition arabe de la structure de tente d'une manière technologiquement moderne. L'addition de l'ancien et du nouveau crée une image architecturale uniforme et représentative aux formes caractéristiques. La nuit, la façade s'illumine d'un blanc doux et devient le phare culturel de la ville.

Une performance d'ingénierie particulière

Une tâche particulière a consisté à développer les nœuds et les détails complexes de la structure en acier, notamment les géométries exigeantes aux angles du bâtiment. Six éléments de membrane différents ont été développés et, en plus des éléments standard, les découpes correspondantes pour les socles, les gouttières et les angles. L'impression tridimensionnelle des éléments résulte du fait que la pointe arrière des membranes textiles en forme de losange est orientée vers le haut et la pointe avant vers le bas. Le résultat est une structure complexe qui protège l'intérieur du soleil avec une transmission de lumière de seulement 7 pour cent, évite les charges thermiques et permet en même temps la transparence avec des vues dans les deux directions. Des simulations complexes, un transfert de connaissances intensif - notamment avec l'entreprise locale de construction métallique et membranaire - et une planification intégrale ont permis de réaliser, même dans ces conditions particulières, un bâtiment durable répondant à des exigences architecturales élevées, à des exigences d'utilisation multiples et au respect nécessaire de la culture régionale.

Quels sont les effets positifs de la performance particulière de l'ingénierie?

L'architecture peut influencer le changement culturel dans des pays très conservateurs et les orienter vers un avenir moderne. La King Fahad National Library soutient ce changement culturel, la libéralisation et le progrès en reprenant des éléments traditionnels de la culture arabe et en les transposant de manière moderne, de sorte qu'ils transmettent un message. Tradition et progrès caractérisent la vie en Arabie saoudite. Le projet est l'un des premiers bâtiments à haute efficacité énergétique et durables dans le monde arabe et a été produit et exporté en Arabie saoudite avec des matériaux de construction techniquement adaptés par des fabricants allemands. Sous la direction des chefs de projet de Gerber Architekten, une exécution irréprochable a ensuite été garantie par des entreprises saoudiennes sur place. Le processus de travail du projet s'est en outre distingué par une approche intégrale de la planification de la structure et de la façade. Cela concernait notamment l'intégration de l'ancien bâtiment dans le nouveau et la gestion des conditions climatiques extrêmes.

Rapport explicatif de Gerber Architekten pour la soumission au Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis 2015