Principes de construction

Avant d’aborder les concepts techniques, mon crayon s’est attardé sur quantité de croquis pour trouver une structure légère, harmonieuse, un trait d’union entre un bâtiment massif et le jardin . . .

Partir du volume d’une terrasse rectangulaire au sol (ex pergola) et prendre appui sur la toiture pour réaliser un volume s’inspirant des vérandas de la fin du 19ème siècle; c’est jouer avec des éléments plans et d’autres éléments courbes.
Seul l’acier peut convenir avec l’utilisation de profilés en acier assemblés en éléments soudés ou boulonnés ou, pourquoi pas, rivés à chaud.

Voici un premier croquis en perspective.

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Une base rectangulaire qui soutient un dôme prenant également appui au dessus du salon.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eléments porteurs de la structure principale

La consultation de quelques ouvrages sur les jardins d’hiver des derniers siècles ainsi que les visites de belles réalisations font apparaitre des constructions comportant des éléments porteurs qui supportent une structure secondaire sur laquelle prend appui les vitrages et les toitures.

Plusieurs propositions s’offrent pour réaliser les éléments porteurs :

Des colonnes (de récupération) en fonte, des profilés en acier avec des croisillons d’inspiration industrielle, des profilés cintrés en acier espacés par des goussets adaptés ?

photo colonne fonte       photo treillis industriel        photo colonne livre flandre

Ensuite, quelle technique d’assemblage envisager pour rendre rigide chaque élément porteur ?
Des soudures, des assembles par boulons ou encore des rivets montés à chaud ?

 

veranda-etude-colonnes-style 1

 

 

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Par facilité et par souci de légèreté, j’ai opté pour des éléments porteurs constitués de profilés en acier, laminés à chaud qui seront cintrés à certains endroits. Ces profilés sont maintenu écartés par des goussets au profil le plus harmonieux.
Le tout est soudé bout à bout.

Croquis d’une colonne d’angle…

Choix d’un type de dôme … réaliste

Le dôme peut être réalisé à partir d’une multitude de facettes vitrées donnant l’apparence d’un dôme sphérique. Ceci implique l’utilisation d’une série de cintres supportant de nombreux vitrages plans. On rencontre de telles structures dans les serres horticoles où les vitrages sont de simple couche.

scan dôme multifacettes

Le choix de construire un jardin d’hiver plus ou moins chauffé nous contraint à utiliser des verres isolants à double vitrage. Ceci conduit à réduire le nombre de feuillures et, par voie de conséquence, de limiter  l’effet « sphérique » de la structure.

Le dôme envisagé est constitué de 12 cintres présentant chacun 4 faces de pose pour le vitrage. Les feuillures auront une largeur (variable) à la base du dôme de 75 cm et d’une hauteur constante de 110 cm.

Les concepts de bioclimatisme suggèrent de limiter les parois vitrées aux seules parois verticales limitant ainsi les phénomènes de surchauffe, en été, lorsque le soleil est à son zénith.
De plus, la convergence des cintres au centre du dôme réduisant l’espace des vitrages, il est décidé de limiter les parois vitrées deux premiers étages des cintres, une toiture zinguée complètera la partie haute du dôme.

croquis dôme vitres + zinc

 

Structure secondaire

Dans ce projet, il est nécessaire de prendre en compte plusieurs contraintes techniques parmi lesquelles :

  • La structure dans son ensemble doit résister à des vents dominants importants ainsi que supporter la charge due à la neige. Sur les croquis ci-dessus vous remarquerez la présence de tirants à différents niveaux de la structure.Les profilés qui relient les éléments structuraux sont suffisamment dimensionnés pour éviter les torsions et autres pressions dues à l’utilisation des ouvrants.
  • les assemblages se font par serrage de boulons en inox avec des jeux constructifs entre les éléments qui seront comblés par des languettes de plomb.
  • J’ai longtemps planché sur une bonne étanchéité des joints entre vitrages et profilés métalliques en veillant aux effets de dilatation sur ces deux matériaux.
    Il fallait aussi s’assurer de l’évacuation des eaux de condensation à l’intérieur et l’écoulement libre de la pluie à l’extérieur évitant ainsi des formations de corrosion ou de glace.

Finalement, l’utilisation de profilés en T dont l’âme est orientée à l’extérieur a été choisie, afin de répondre au mieux à ces remarques.
Le pinçage des vitrages se fait avec une cornière coté extérieur serrée avec des goujons soudés sur les profilés en T.
Des joints d’étanchéités entourent les vitrages à serrer.

croquis pinçage vitre et profilé ext

Ci-dessous l’ensemble des noeuds d’assemblage que l’on retrouve sur la partie basse de la structure.

veranda-etude-noueds-ext 1veranda-etude-noeuds-mixtes 1
Petit jeu à 5 balles: trouver les 218 différences entre ces deux esquisses.

Autres principes constructifs

Des tirants sont mis en tension entre certains éléments porteurs et la maçonnerie afin de reprendre certaines contraintes de flambage dûes aux conditions climatiques et la masse du dôme supporté.

Afin de minimiser la transmission des bruits extérieurs j’ai choisi des vitrages acoustiques double parois à épaisseurs différentes.

Les transmissions vibratoires seront atténuées par l’emploi de bandes caoutchoutées au niveau des ancrages des éléments structuraux.

A ce stade il faut également prévoir un accès aisé à tous les vitrages en vue de procéder à leur nettoyage. Un marche-pied à la base du dôme ou un appui pour une échelle sera envisagé.

veranda-etude-decoration-volutes 1Les éléments décoratifs seront montés
sur des cadres amovibles afin de faciliter
le nettoyage des vitres.

Une contrainte importante concerne la protection contre la  corrosion ; il est prévu de procéder à une métallisation à chaud puis une peinture anti rouille sur les éléments de structure juste avant l’assemblage définitif.

Ventilation : ouvertures de 2 fenetres et d’une porte ainsi que la porte sur le toit.