Charpente d’acier inoxydable

Une serre-jardin verra de nombreux hivers grâce à sa charpente résistant à la corrosion
par G.  Crawford, Ph. D.

Revue Nickel, septembre 2007 -- La East Conservatory au Longwood Gardens (Pennsylvanie, États-Unis) promet de durer longtemps, grâce à sa nouvelle charpente en acier inoxydable aux lignes élégantes.

Des colonnes creuses circulaires, faites d’acier inoxydable S30403, soutiennent les fermes longitudinales et transversales faites d’acier S30400; le tout arbore un fini satiné attrayant obtenu par projection. Un toit en voûte, formé de panneaux de verre sur cadres d’aluminium, complète la rénovation qui donne au bâtiment un aspect moderne et spacieux.

Le domaine de Longwood, situé à 50 kilomètres à l’ouest de Philadelphie (États-Unis), occupe plus de 400 hectares couverts de jardins, de parcs boisés et de prés. La plus grande partie de cette propriété appartenait à l’industriel Pierre S. du Pont, jusqu’à son décès en 1954. Au début des années 1970, le East Conservatory, qui constitue la plus grande des serres-jardins à Longwood
(65 mètres de longueur sur 30 mètres de largeur) comportait une voûte en berceau autostable faite de panneaux d’acrylique. Malheureusement dans les années 1980, il était devenu impératif de remplacer le toit, parce que les rayons ultraviolets avaient fragilisé bon nombre de ses panneaux.

L’architecte anglais Sir Peter Shepheard (1914-2002), qui était alors à la University of Pennsylvania, a été engagé pour concevoir le nouveau toit et, en 1989, la société Keast & Hood Co. de Philadelphie était chargée des travaux d’ingénierie. Les panneaux d’acrylique ont fait place à des panneaux de verre et le toit devenu plus lourd avait désormais besoin d’une charpente de soutènement intérieure. Les ingénieurs devaient décider quel matériau utiliser pour supporter le verre. L’aluminium était trop flexible et l’acier galvanisé trop peu durable, compte tenu de l’air intérieur corrosif, provenant des engrais et d’un milieu humide essentiel pour la croissance des plantes. À la suite d’une analyse de cycle de vie, on a conclu que l’acier inoxydable était le matériau de choix, et ce, en dépit de son coût supérieur. Plus particulièrement, l’acier S30403 a été choisi pour les colonnes, en raison du contact direct de celles-ci avec le sol corrosif contenant des engrais.

La société Crescent Iron Works Inc. établie à Philadelphie a fourni et installé l’acier requis pour le projet. Les colonnes de
35 centimètres (cm) de diamètre mesurent chacune environ
12 mètres de longueur et sont formées de tuyaux soudés à la molette, disposés en deux rangées parallèles. Les fermes transversales d’acier inoxydable S30400 reposent sur chacune des paires de colonnes dans le sens de la largeur, alors que les fermes longitudinales s’appuient sur le dessus des deux rangées de colonnes. Deux joints de dilatation situés aux tiers des fermes longitudinales, permettent que la structure se dilate ou se contracte jusqu’à 4 cm, sous l’effet des chaleurs d’été et des froids d’hiver. Les colonnes creuses servent également à la descente des eaux pluviales provenant des gouttières, qui sont installées le long de la charpente du toit, alors que des vignes, grimpent maintenant aux colonnes et ajoutent une valeur esthétique.

Le projet a connu certaines difficultés, surtout en raison du manque d’expérience en soudage et en inspection de composantes d’acier inoxydable qui existe dans la région. M. Fred Baumert, ingénieur en conception de structures et l’un des principaux directeurs de la société Keast & Hood, reconnaît que « le Nickel Institute a apporté une collaboration précieuse en prêtant son assistance en matière de directives de conception, de critères de soudage et de sélection des matériaux. »

L’acier utilisé dans le cadre du projet de Longwood représente au total 130 tonnes. Il existe, un peu partout dans le monde, de nombreuses autres serres-jardins de dimensions semblables qui auraient besoin d’être rénovées; elles constituent un marché potentiel pour des applications comparables de l’acier inoxydable.

M. G. Crawford, Ph. D. est expert-conseil auprès du Nickel Institute et est établi à Mississauga (Ontario).

ILLUSTRATIONS : Longwood Gardens / L. Albee

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