Vingt ans après les premiers projets de réaménagement du site, la cité internationale de Lyon poursuit son développement. Un grand amphithéâtre de 3 220 places est en cours de construction. Fruit de l’imagination de l’architecte Renzo Piano, il se présentera à la tête de la cité internationale comme un coquillage baignant dans un vaste plan d’eau. Constitué d’une structure en acier d’environ 1 500 tonnes, l’hémicycle est destiné à accueillir des évènements divers (congrès, ballets, opéras…). La salle se décompose en trois parties principales : une coque basse supportant les gradins, un toit légèrement bombé et un espace scénique ouvert à l’arrière vers la place publique. « Nous souhaitions lier les espaces sans créer de cloisonnement entre la salle, la scène et les accès », explique Anne-Hélène Temenides, architecte, chef du projet. Pour atteindre cet objectif, l’intégralité de la charpente métallique a été dessinée avec le logiciel Bocad. Ce programme génère des représentations en trois dimensions de la structure et permet de piloter directement les machines de fabrication à commande numérique. Près de 180 000 pièces ont ainsi été découpées, percées et marquées dans les ateliers de l’entreprise bretonne de charpentes métalliques SMB.
Colonne vertébrale de la structure, une mégapoutre supporte l’ensemble de l’ossature. D’un côté la cage de scène, de l’autre la coque et les gradins. Elle s’appuie en encastrement sur deux grandes tours de 17 m de haut, elles-mêmes constituées de quatre poteaux autostables individuellement articulés. Ses dimensions hors normes (80 m de long, 3,50 m de large et 6,50 m en haut du faîtage) ont nécessité une livraison en éléments séparés depuis les Côtes-d’Armor, où a été fabriquée la charpente. Sa mise en place avait été envisagée en trois tronçons au moyen de deux tours d’étaiement. Si cette solution permettait d’utiliser des grues de faible puissance, la mise en œuvre des appuis et les contrôles intermédiaires de positionnement des tronçons auraient retardé le chantier. Pour cette raison, la mégapoutre a été intégralement assemblée au sol en moins de dix jours. Deux grues mobiles l’ont alors levée et positionnée sur ses appuis définitifs. Grâce à une contre-flèche de 120 mm sous poids propre, elle ne devrait pas présenter plus de 30 mm de flèche sous charges exceptionnelles.
Poteaux « cigares ». Au sol, 14 crémaillères à treillis ancrées sur une couronne de béton supporteront les gradins. Pour mieux répartir les charges sur la structure, les poutres crémaillères, comme les fermes de la toiture qui les surplombent, ne convergent pas exactement vers un même point. A contrario, les solives profilées en H forment des arcs de cercles concentriques reliant les crémaillères entre elles. Chacune des attaches solives-crémaillères est positionnée suivant un plan particulier. « Bien que modélisés sur informatique, ces décalages ont rendu les assemblages sur chantier compliqués à réaliser », confie Arnaud Mazevet, directeur de SMB. Pesant en moyenne 8 tonnes, les fermes à treillis de la couverture reposent, d’un côté sur les crémaillères, de l’autre sur la mégapoutre. « Il fallait toutefois prendre garde au risque de flambement. Bien que relativement légers, ces éléments de grande portée (40 m pour les plus longues) ne disposaient au cours du levage d’aucune rigidité dans le sens longitudinal », poursuit Arnaud Mazevet. Afin de bénéficier d’un appui, les travées de la coque ont été montées depuis une extrémité de la mégapoutre, puis en tournant progressivement autour de la scène. L’ensemble s’est finalement correctement refermé malgré les incertitudes dues à une géométrie complexe.
Les crémaillères s’appuient sur des poteaux « cigares », ainsi dénommés en raison de leur forme fuselée. Initialement prévus en acier moulé, ils ont été réalisés par un assemblage d’une dizaine de tubes de diamètres différents usinés et soudés les uns aux autres. « L’homogénéité des pièces de fonderie n’était pas garantie. Nous avons donc été contraints de reconstituer cette forme pour respecter le calendrier », indique Arnaud Mazevet. Avec 5,50 m de long, chaque poteau cigare incliné reprend 400 tonnes en compression. Ils sont simplement emboîtés dans les crémaillères. Le montage de l’ossature aura duré 54 jours, un exploit compte tenu de la complexité de la structure.
