réfection des façades revêtues de pierre -...

AKT él . 04 91 50 49 57 F ax . 04 91 50 52 92Adresse . 15, rue Kléber . 13003 Marseille . FrAnce

a t e l i e r d e l a r u e K l e b e rsas d’Architecture Architectes Urbanistes Associés

Conseil Régional Provence-Alpes-Côte d’Azur Maître d’Ouvrage

AREAMaître d’Ouvrage Mandataire

réfection des façades revêtues de pierre

ly c e e c o l b e rt à m a r s e i l l e - 13


atelierdelarueKlebersas d’Architecture Architectes Urbanistes Associés

Email . [email protected] web . www.atelierdelaruekleber.com

réfection des façades lycee colbert, marseille - 13

Maître d'Ouvrage

Maître d'Ouvrage Mandataire

architecte Mandataire

cO-traitants

PrOgraMMe

surface

cOût des travaux

cOût/M2

etudes et chantier

MissiOn

adresse

cOntrôle exterieur

entrePrises

RégionProvence-Alpes-Côted’Azur

SEMADER-A.R.E.A

AtelierdelarueKléber,SARLd’Architecture

ValérieDécot&Jean-LucRolland,ArchitectesDPLG

BETSICA-Ingénieriestructure

Réfectiondesfaçadesrevêtuesdepierre-Recherchesdesolutionsoriginales

1662m2defacades,hauteurde22m

901 800 € HT

Réparation et béton architectural : 418 € HT/m2

Réfectiondesfaçades:2001-2006

Base(ConceptionetChantier)

13rueCapitaineDessemond13007Marseille

Laboratoire“LeLERM”,Arles

Freyssinet(Bétonprojeté),Vivian(Posedepierres)

1- Présentation générale, Historique

Le Lycée Technique COLBERT, Centre d’apprentissage commercial et Industriel a été réalisé entre les an-nées 1952 et 1954, par Fernand POUILLON et René EGGER. Il est constitué de deux corps de bâtiment réalisés en L autour de la cour centrale. Le corps de bâtiment principal, présente une façade NORD urbaine ouvrant sur le Boulevard Dessemond, qui lui donne son caractère de bâtiment public. L’ensemble pré-sente un caractère architectural certain et significatif du travail de Fernand POUILLON dans ces années là. Il a fait l’objet d’une 1ère opération de réhabilitation en 1992 par les Architectes Ferrand et Poissonnier. Nous avons également mené plusieurs opérations comme le remplacement des menuiseries exterieures. L’opération présentée, relève du traitement des façades, en réparation de la pierre de revêtement, devenue non adhérente. L’ensemble de l’opération a été réalisée en site occupé, au-dessus de l’accès principal du lycée.Le bâtiment, situé en bord de mer présente des pathologies de son béton structurel, liées à la mauvaise qualité des matériaux de l’après-guerre, dont il est constitué, et des phénomènes de corrosion très importante de ses aciers d’ossature.

Galerie d’accès au Lycée - côté rue Dessemond





Façades, Vues Nord et Est

Façade, Vue Nord-Ouest

Vue sur la Cour

Vue sur la façade Est

Vue sur la façade Sud-Est

Vue sur la façade Sud-Ouest Les Arcades de la Galerie d’accès

2 - etat des lieux avant intervention





3 - apparition des désordres et 1eres mises en sécurité

Le système constructif n’est pas conforme au DTU 55.2 “Conception des revêtements muraux attachés en pierre mince “

Décollement des pierres de façade essentiellement aux chaînages d’angle, de planchers, et de corniches du bâtiment

Mise en sécurité par dépose des pierres décollées de la façade de + de 1cm; balisage des zones dangereuses. Sondages et recherches du système constructif d’origine





Fernand POUILLON met au point le procédé qu’il nomme «la pierre banchée» qui consis-te à poser la pierre en fond de coffrage du béton. Ce procédé a été utilisé pour le Lycée Colbert, comme pour le groupe de logements de la Tourette, sur le vieux port de Marseille.

Les façades existantes sont revêtues de 2 types de pierres :

Une pierre de parement qui semble être de la pierre d’ESTAILLADE. Particulièrement poreuse, elle est déconseillée en bord de mer, car elle favorise la migration des eaux de pluies chargées de sel marin et d’acides de la Zone Industrielle de l’étang de Berre. Une pierre froide, plus dure et claire ( pierre de Cassis) posée en soubassement de la façade Nord

en partie courante, PIErrE TENDrE : ESTAILLADE

en soubassement, PIErrE DUrE : pierre de CASSIS

Pierre déposée La pierre de parement est maintenue au béton, au coulage et par 2 pitons en acier doux scellés à l’arrière

Principe constructif de la pierre banchée(extrait de «Fernand Pouillon» de jean-Lucien BONILLO)

4 - recherches sur le mode constructif initial : la pierre banchee de fernand pouillonP.16

FACADE NORD sur Rue - Echelle 1/200° - Relevé Etat existant Relevé du calepinageFACADE NORD sur Rue - Echelle 1/200° - Relevé Etat existant Lycée COLBERT - MARSEILLE - Projet de réfection des façades - Février 2006 - PRO - Relevé du Calepinage existant avant dépose des pierres

0,45

3,5

0,45

3,5

0,45

3,5

0,45

3,5

0,45

40,

45

90/55 65/60 70/3270/60 65/32

70/6565/6590/6565/60 60/6550/65 80/145 80/35

65/55 70/5590/60

RELEVÉ DES ARCADES DE LA GALERIE:

3,6 m2Face NORD

A A'

Autres arcades FaceEST et OUEST

1ère arcade FaceEST et OUEST

6,01 m2

Face INTRADOS

A

A'

Face ESTet OUESTTRUMEAUX

Face NORDTRUMEAUX

SOUBASSEMENT EXISTANT ENPIERRES FROIDES TYPE DE

CASSIS (sur les 3 premiers rangs):

RELEVÉ DU CALEPINAGE DU SOUBASSEMENT

CITE TECHNIQUECOLBERT

CENTRE D'APPRENTISSAGE COMMERCIALCENTRE D'APPRENTISSAGE INDUSTRIEL

Le Procédé innovant de La Pierre BancHée mis au Point Par Fernand PouiLLon :

Façade nord - reLevé du caLePinage existant des Pierres :

reconnaissance de la pierre sur le site du lycée





5 - identification des désordres et etat des bétons derrière les pierres de parement

L’origine des désordres :

Béton très hétérogène, de très mauvaise qualité, laissant apparaitre les granulats non liés au ciment car non vibré

Dosage au ciment du béton de 200 kg / m3

avec un rapport eau/ciment > 1

Béton présentant une faible cohérence : résistance à la compression de l’ordre de 10 MPa.

Béton carbonaté, jusqu’à 7 cm de profondeur

Béton présentant une porosité comprise entre18 et 25 % Migration d’eau de mer par les pierres de parement (pierre d’Estaillade très poreuse)

Fers affleurants derrière les pierres, profondeur d’enrobage existant de 1 à 3 cm (pour 5 cm mini règlementaires aujourd’hui) Foisonnement des fers derrière les pierres, provoquant leur décollement

Présence de soufre et de chlore correspondant à une contamination liée aux sulfates et aux chlorures détéctés sur des profondeurs comprises entre 50 et 80 mm

Pitons en acier doux scellés derrière les pierres, corrodés, cassants

Joint de dilatation dans la façade, inexistant dans le parement pierre

Coulage successif du béton par épaisseurs de 30 cm environ - béton mal vibré et hétérogèneAciers apparents derrière la pierre et fers en chaînage d’angle corrodés





6 - Diagnostic approfonDi Du lerm sur l’état D’alteration Du béton

Réalisation de mesuRes in situ et de caRottages :

Représentation Cartographique du décollement des pierres calcaires sur les arcades

Façade Sud : Cartographie de la corrosion des façades par mesures de potentiel en millivolts

Détection par radar des armatures des façades

Détection par radar du décollement des dalles

Investigation sur site : prise de mesures radar

Photographie des prélèvements par carottages

diagnostic du laboRatoiRe le leRm, aRles (mai 2000) :

AKAAT él . 04 91 50 49 57 F ax . 04 91 50 52 92Adresse . 15, rue Kléber . 13003 Marseille . FRANCE

atelierdelarueKlebersas d’Architecturee Architectes Urbanistes Associés


RÉFECTION DES FAÇADESLYCEE COLBERT, MARSEILLE - 13

7- RECHERCHES DE SOLUTIONS EN PAREMENT PIERRE

RECHERCHE DE SOLUTIONS TECHNIQUES ET ARCHITECTURALES DE RÉPARATION ET DE FINITION

1 - Réparer la structure. Eliminer les bétons carbonatés surtout autour des cadres d’armature . Remplacer les fers trop corrodés, parfois rompus par la corrosion, et sabler à nu les fers existants pour éliminer les parties trop dégradées. Projeter du béton très dense autour des fers . Projeter une couche de béton très dense pour homogénéiser la surface de la façade et refermer la surface

2 - Réaliser une fi nition . En pierre ? . En béton ? . Faire une autre façade sur l’existante ?

Objectif : réparer les façades tout en assurant la fi nition

IL FAUT RENTRER DANS L’INTIMITÉ DE L’ŒUVRE DE FERNAND POUILLON POUR APPORTER UNE RÉPONSE ADAPTÉE :

L’utilisation de la Pierre chez Fernand POUILLON :. Comme alternative à l’Industrialisation dans la gestion totale d’unprocessus qui va de la carrière au chantier . L’usage de la pierre, synonyme de pérennité, qui s’inscrit dans latradition, avec de nouveaux modes de mise en œuvre expérimentaux. . La pierre pour la peau de l’édifi ce, un matériau naturel, noble, qui accroche la lumière.

Fernand POUILLON, lui même en situation d’avoir à réhabiliter unbâtiment comme le CREPS d’Aix en Provence dira“La réhabilitation n’a pas besoin d’être archéologique, et peu importe leprofi l des menuiseries ou le choix de la tuile. L’essentiel est ailleurs, dans les grandes masses. Ce qui compte ce sont les pleins et les vides et l’environnement immédiat“.

Pierre courante 65x60cm

Ancrage de joncsen matériau inerteaux 4 angles

VUE EN ELEVATION

VUE EN COUPE

Percements non perceptibles depuis l'extérieur

Joncs en materiau inertescellés dans la pierreà la résine epoxyaux 4 angles,puis scellésdans la façade béton

Profondeur de scellement à déf inirVide à déf inir

Dimension des jointsà déf inir

5 2

7

1 - PIERRE SCELLÉE (PROCÉDÉ RENOFORS PIERRE) : Scellement des pierres de parement ( 3 cm d’epaisseur) par des joncs en fi bres de verre, déjà scellés dans la pierre pour éviter les rebouchages des percements traversants Materiau inerte et non sujet à la corrosion

2 - PIERRE POSÉE SUR RAIL : problème d’épaisseur du complexe compris entre 10 et 15cm en saillie / fi ni pierre d’origine : problèmes à proximité des modénatures + nouveau risque

RECHERCHE DE SOLUTIONS :

PROCÉDÉ ROCAMAT PROCÉDÉ CAREA PROCÉDÉ CAREA





8 - LE BÉTON PROJETÉ ASPECT PIERRE

Choix du béton projeté pour les parties courantes. Béton de Finition projeté, avec recherche d’un aspect texturé qui devra accrocher la lumière, comme la pierre

Mur prototype réalisé par l’entreprise FREYSSINET : recherche d’une fi nition «matière pierre» sur béton projeté de réparation

Recherches de teintes et de matières pour accrocher la lumière comme la pierre, dans les tons du parement pierre d’origine

Elaboration du béton projeté sur site, au seau,avec 2 sables issus de carrières différentes

VUE EN PLAN D'UN CADRE D'ARMATURE DANS LES VOILES BÉTON

ETAT EXISTANT

PRINCIPE D'INTERVENTION SUR UN CADRE D'ARMATURE DANS LES VOILES BÉTON EXISTANTS

VUE EN PLAN

Mur béton existant

Cadre d'armature existant repéré sur les façadesactuelles

Zone de purge systématiqueet de réparationdes ferraillages

10 10

3

Extension de la purge en profondeur jusqu'à l'obtention d'un acier sain

Mur béton existant

Cadre d'armature existant repéré sur les façadesactuelles

Parement pierre initialépaisseur 4cm

PRINCIPE DE RÉPARATION DES ARMATURES ET DES VOILES BÉTON EXISTANTS

VUE EN PLAN

Mur béton existant

Cadre d'armature existant

Zone de réparationremplissage de béton projeté

10 10

3

Projection de béton structurel e=3cmBéton aspect Pierre de Fontvieille e=1cm

Projection de bétonen partie courante=4cm (3+1cm)

44

DETAILS DE PRINCIPE DE REPARATION DES FAÇADES BÉTON

LE CHOIX DÉFINITIF DU BÉTON PROJETÉ COMME LA SOLUTION DE RÉPARATION ET DE FINITION

Couche 1 : Béton de réparation structurel Couche 2 : Béton de fi nition





9 - recherches sur le calepinage des joints de fractionnement du béton projeté





Coupe sur acrotère dernier niveau - Echelle: 1/20

13

45

6,0

43

4

Béton projeté ép. 3cm

Finition revêtement béton projetéaspect pierre ép. 1cm

Corniches, acrotèreet modénatures à réparer

63

18

11

,54

45

24

28

10

,16

45

87

24

6,1

41

74

51

3,2

2

13

5

CDI

Coupe transversale sur le CDI - Echelle: 1/20

Retour linteau fenêtre CDI

Appuis de fenêtre existant conservéhydrofugé incoloreconsolidépar f ixation mécanique

Béton projeté + mortier teinté pierre

Coupe transversale sur soubassement (sous CDI) Echelle: 1/20

RéfectoireCantine

4

3,9

0

Fourniture et pose d'un Parement pierre de Cassis à agrafer polochoner+ bourrage ciment blanc

Marches latérales conservées à réparer

Partie horizontalePierre existante conservéeà réparer

Etanchéité

Pierre existante conservée,à réparer et à consolider par f ixations mécaniques

Pièce spécif ique Inox ép.2mmà f ixer en arrêt de la projection

Nu pierre existantconservé

Pierre existante conservée à consolider par f ixations mécaniquesPierre en linteau à doublerpour fond de coffrage aubéton projeté

Trumeau béton repris

44

Habillage zinc à poser

46

Pièce de f inition en surfaceperforée pour ventilation du vide arrière

Poteaux réparés avec béton projeté + f inition aspect pierreépaisseur 4cm

Pièce de rive type Rivnet à poser

Traitement soubassement façade Nord (hors CDI) - Echelle: 1/10Pierre de cassis agrafée polochonée

3

Traitement relevé d'étanchéité (toiture CDI) - Echelle: 1/10

Reprise d'Etanchéitéet Relevé à réaliser

Protection d'étanchéité existante

51

9

60

Isolant polystyrène existant

Pierres en soubassementépaisseur 4cmagrafées polochonées+ bourrage ciment blanc

Béton projeté + Finition aspectpierre 3cm + 1cm

3

Vide d'air ventilé

2 4

Pierres en parties courantesépaisseur 3cmagrafées polochonées

Couvertine Pierre de cassis

Pièce formant "arrêt d'enduit" et solin à poser

Béton projeté + f inition aspect pierre

15

4

10 - ETUDES DU PROJET

CITE TECHNIQUECOLBERT

CENTRE D'APPRENTISSAGE COMMERCIALCENTRE D'APPRENTISSAGE INDUSTRIEL

Vanne Gaz

60,5

+15,30

12,1

2

2

12,2

510

,4

Joints de façade à réaliser dans le béton projeté

Partie de mur existant à traiter

Pierre de Cassis à poser en soubassement - Dimensions identiques à l'existant

Partie de mur existant à peindre

Grilles à remplacer par des grilles en acier galvanisé thermolaqué

Parement pierres "existant" à protéger non inclus dans l'opération

Pignon Ouestà traiter égalementen béton projeté

Niche avec vanne Gaz à protéger - à laisser accessible pendant le chantier

Joint de dilatation à traiter

Corniches et modénatures à réparer - habillage zinc

Inscriptions existantes à reconduire (Option N°2)

Volume du CDImodénatures à réparpierres à remplacertableaux à traiterEtanchéité à reprend

Façades à réaliser en béton projeté, finition aspect "Pierre"Réparation et Traitement des tableaux

+21.96

1200 540

Joints de façade à réaliser dans le béton projeté

Corniches et modénatures à réparer - habillage zinc

Réparation et Traitement des tableaux

Façades à réaliser en béton projetéf inition aspect "Pierre"

LE PROJET - CALEPINAGE DÉFINITIF DES JOINTS ET DÉTAILS TECHNIQUES





11 - chantier de dépose des pierres

suite à un rapport du contrôleur technique qui conclu à un danger imminent, le maitre d’ouvrage donne ordre déposer les pierres sur le champ...

Les pierres seront déposées au marteau piqueur

Les pierres déposées sont irrécupérables

La façade principale après dépose des pierres





12 - Phases du chantier

1 - Purge de la façade : Purge des bétons carbonatés

- Démolition des bétons autour des cadres d’armature au marteau piqueur - Mise à nu des fers de structure

2 - Point d’arrêt Contrôle des niveaux de purge et de l’état des bétons par le laboratoire Le LERM

3 - Mise en place des fers de remplacement

4 - Projection du béton structurel

à la lance à béton et réglages de surface par des ouvriers qualifiés “Porte Lance ASQUAPRO“

5 - Réglage des baguettes

pour dessin des joints avant projection du béton “Aspect texturé Pierre“

6 - Elaboration du béton projeté sur site,

au seau, avec 2 sables différents choisis par l’Architecte pour un aspecttexturé ressemblant à la pierre

7- Talochage du béton projeté

“Aspect texturé Pierre “ à la main Finition du béton projeté contre les joints

8 - Traitement du joint de dilatation

par profilé encastré sous le béton projeté





Prototype de mise en place des pierres en tableau

13 - TRAITEMENT DES TABLEAUX DES FENÊTRES

Tableau existant avant dépose

Pierre débordante formant coffrage du béton

Tableau réalisé

CHOIX DE LA PIERRE ET MISE AU POINT D’UN CHANFREIN EN RIVE DE LA PIERRE SERVANT DE COFFRAGE AU BÉTON PROJETÉ

Contre-cloison

Vide

Mur béton existant

Pierre existante, conservée réparée,fixée mécaniquementprof. 27cm, hauteur : 60cm - épaisseur 3cm

Châssis Existant - Vue en planFaçades Nord et Est - Echelle: 1/10

430

127

Détail supposé sur relevés visuels - sondages à réaliser par l'entreprise pour confirmation

Pierre rapportée à tailler à 45° pour accroche béton projetécf recomm. ASQUAPRO à tenir en retrait pour maintenir une ventilation du dormant existant, à coller et fixer mécaniquement

3

Bourrage en maçonnerie ancienne / béton brut de la façade

Châssis Existant - Vue en élévationFaçades Nord et Est - Echelle: 1/10

Epaisseur Béton projeté = Epaisseur Pierres de façade existantes = 4cm

Châssis Existant réhabilité (Opération de remplacement des menuiseries extérieures)

Pierres existantesen tableau épaisseur 3cm

50

Con

tre-

cloi

son

Vid

e

Mur

bét

on e

xist

ant

Pierre neuve en tableaucollée et maintenue parfixations mécaniques traversantes

43277

Pièce d'appui pierre existanteparfois endommagée lors des déposesscellée sur maçonnerie compositesur élément de gros-Œuvre à réparer et scier contre la façade

33

Béton projeté 3cm + 1cmépaisseur totale 4cm

Traitement des Tableaux Projetvue en coupeFaçades Nord et Est - Echelle: 1/10

36,7

Pièce d'appui aluminium thermolaqué (fourniture et pose par entreprise ALQUIER)

Réparation au mortieraux résines

Béton projeté + finition aspect pierreépaisseur totale : 4cm

Pièce d'appui Pierre existanteendommagée lors des déposesà habiller par appui tôle laquée

70 3

Pierre existante, prof. 27cm, hauteur : 60cm, épaisseur 3cmconservée réparée, taillée à 45° pour accrochagebéton projeté cf recomm. ASQUAPRO

70

120

36

çDétails de principe du traitement des tableaux





14 - le traitement des arches

La galerie d’Accès au lycée avant intervention

Dépose en cours - Vue des pierres taillées en arc, autoportant

Les arches en béton projeté

Dessin du calepinage des futures arches en béton projeté

La galerie d’accès au lycée après intervention

Les arcades après dépose des pierres

Réalisation d’un coffrage pour reconstitution de l’arche





L’echafaudage fixe restera en pLace tout au Long du chantier (6 mois)

15 - les échafaudages





16 - les façades terminées

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