Super Spacer® propulsé au plus haut de l’audace architecturale

Loin aujourd’hui de la petite ville de pêcheurs une quarantaine d’années auparavant, surnommée « la Silicon Valley chinoise », Shenzhen est devenue l’un des spots mondiaux de l’innovation et des technologies de l’information, dominant avec ses centaines de gratte-ciel une vue imprenable sur la mer de Chine méridionale et Hong Kong. Centre névralgique de la mégapole, « Shenzhen Bay Super Headquarters Base » se déploie sur 117 hectares au centre duquel OPPO, quatrième fabricant mondial de smartphones, y a édifié son nouveau siège social futuriste de 248 000 mètres carrés s’élançant jusqu’à 199,75 mètres de haut, et parcouru en 42 étages. 

Cet ensemble de quatre gratte-ciel conçus par Zaha Hadid Architects sous la direction de Patrik Schumacher, se hisse parmi les compositions architecturales contemporaines les plus emblématiquement audacieuses, démarquées par de vertigineuses façades en verre elliptiques. Quatre tours organiquement interconnectées convoquent ainsi pas moins de 14 000 unités de vitrages isolants bombés sur mesure, sculptant en toute fluidité la silhouette unique des édifices. Seul système capable de suivre la complexité de cette géométrie inimitable, Super Spacer® d’Edgetech Europe/Quanex s’est ici imposé pour sa flexibilité unique capable de répondre à la perfection aux défis techniques et esthétiques de l’ouvrage. Parmi les technologies de pointe particulièrement remarquables dans ce projet, retenons un des éléments hyperboliques de la façade mesurant 56,4 mètres carrés et pesant plus de 16,2 tonnes, la forme inédite et l’extrême complexité d’une structure en coque maillée autoportante à double courbure de 2 000 mètres carrés, et enfin, la réalisation d’un dôme elliptique de 240 mètres carrés recouvrant le Sky Bar 200 mètres au-dessus.

Des enjeux de très haute technicité engageant de facto des exigences exceptionnelles en matière de mécanique des structures, de systèmes de contrôle et de sécurité. C’est Far East Façade qui a ainsi été désigné responsable de concevoir et produire le mur-rideau des Tours 1 et 2, ainsi que de la base, tandis que CNYD a remporté le contrat pour la façade des Tours 3 et 4. 

Un système structurel libre et sans contrainte

Sans contreventement massif, ni noyau d’accès, la conception de cet ensemble elliptique renvoie à la vision de Zaha Hadid (1950-2016), qui un jour, interrogée sur l’absence d’angles à 90 degrés de ses bâtiments, a répondu que la vie ne reposait pas sur la grille structurée d’un quadrillage, mais d’espaces naturels en libre circulation. Une perspective transposable dans une architecture particulièrement imaginative, où le développement d’outils permettant une conception paramétrique a pu transformer des paysages organiques en une verticalité architecturale inédite.

Dans plusieurs publications, Patrick Schumacher, ancien bras droit de longue date de la célèbre architecte Zaha Hadid, a rappelé les impératifs imposés aux gratte-ciel contemporains dans une société hyper connectée. Il ne s’agit plus seulement d’une question de densification urbaine, mais aussi de renforcer la communication. Ainsi, pour créer des connexions spatiales et une ouverture visuelle sur plusieurs niveaux, le noyau massif doit disparaître au profit d’une libre circulation transversale, transformant la tour en une « rue verticale ».

Dans ce nouveau siège d’OPPO, les concepteurs ont dissocié l’accès aux escaliers et ascenseurs du cœur de la structure en les déportant à l’extérieur vers les tours de service T3 et T4, les deux autres tours de bureaux reliées par un atrium de 20 étages inondés de lumière bénéficiant ainsi d’une spectaculaire fluidité ininterrompue à l’intérieur, et de vues panoramiques exceptionnelles sur la baie de Shenzhen; une maximisation de la transmission lumineuse et du bien-être ressenti, favorisant la créativité et les interactions collaboratives. Dans cette rue urbaine qui s’explore de l’intérieur, les courbes viennent ici structurer parallèlement les volumes délibérément défragmentés par Zaha Hadid Architects, invitant à une unité spatiale et un confort inégalable.

Doubles vitrages isolants bombés pour façades à géométrie variable

Sur les 70 000 mètres carrés de vitrages isolants nécessaires à la réalisation des quatre façades.et transformés par Tianjin North Glass Industrial Technology Co., Ltd., quelque 14 000 unités de verre bombé et 9 000 vitrages isolants de forme libre d’une très grande complexité ou convexes-concaves, pour la plupart courbés à froid sur place, ont nécessité toute l’expertise du miroitier. Lequel a produit des panneaux de verre à simple courbure atteignant des longueurs d’arc jusqu’à 5,4 mètres, et à double courbure jusqu’à six mètres de long et un mètre pour le plus petit rayon bombé.

La majeure partie des murs-rideaux, constitués d’unités de vitrage isolant à double couche et quatre vitres, intègrent l’intercalaire Super Spacer® TriSeal™ 16 mm. L’utilisation de verre feuilleté 10 mm ultra-clair comprend des revêtements fonctionnels de contrôle solaire et à faible émissivité contribuant à une épaisseur et un poids considérable, appelant des performances et exigences structurelles de l’intercalaire particulièrement élevées. Certaines zones se sont vues attribuer du verre antireflet, du vitrage de sécurité pour d’autres dans des points spécifiques, ou des éléments de triple vitrage de 12 mm d’épaisseur, du verre isolant de 8 mm d’épaisseur avec verre feuilleté pour l’extérieur et verre float à l’intérieur. 

Sur ce projet d’un très haut niveau de complexité, ensemble, North Glass, Zaha Hadid Architects et les spécialistes des façades Far East Façade et CNYD, ont engagé une analyse profonde et complète de l’esthétique conceptuelle de la façade et mis en place les contrôles qualité les plus rigoureux. De même, le choix porté sur Super Spacer® a conjointement réuni d’une même voix le maître d’ouvrage, les architectes, les bureaux d’études des façadiers et les entrepreneurs. La flexibilité de l’intercalaire a déterminé son utilisation dans cet ouvrage à double courbure et variabilité des formes, Super Spacer® garantissant l’étanchéité et les propriétés thermiques du vitrage isolant avec des capacités uniques d’adaptation à l’irrégularité des verres. Avec pour résultat, une façade répondant à la fois aux exigences de performances fonctionnelles et aux normes esthétiques les plus élevées du design architectural.

En amont du projet, la conformité de Super Spacer® aux normes a été vérifiée par des instituts d’essais chinois spécialisés, en plus des certifications internationales existantes. Le verre cintré à froid a été testé sur une plateforme spéciale pour évaluer sa déformation et son étanchéité lorsqu’il est soumis à des forces de flexion. 

Afin d’affiner l’opérabilité technique jusqu’à satisfaction totale de l’ensemble des exigences de performances, North Glass a conduit plusieurs essais visuels sur maquette à l’échelle 1:1 entre 2020 et 2024. « Nous sommes arrivés à la prouesse de vitrages isolants d’une qualité optique exceptionnelle et d’une grande précision dimensionnelle. Toute la famille Edgetech/Quanex est extrêmement fière du rôle de Super Spacer dans l’histoire de ce projet unique de façade, où se sont impliqués des spécialistes de renommée mondiale qui font figure de référence dans leurs domaines, notamment Zaha Hadid Architects, North Glass, Far East Façade et le groupe Shenyang Yuanda », explique Paul Chen, directeur marketing et commercial de Linkeast International Trading, partenaire chinois de distribution du Super Spacer®.

Quatre ans de développement, d’essais et d’optimisation !

Pour un projet de si haut niveau, le temps de recherche et développement a nécessité pas moins de quatre années intenses d’interdisciplinarité entre les principaux acteurs de sa réalisation. A chaque étape, la construction de la façade a imposé des exigences extrêmement élevées, de la transformation de vitrages bombés et cintrés à l’usinage des profils aluminium et acier, jusqu’à la coordination de l’installation sur site à l’aide de la technologie 3D. Concernant la production du verre, les défis les plus importants et les plus critiques se sont portés sur la fabrication de vitrages surdimensionnés, trempées, bombés et feuilletées, le respect des tolérances des courbures, la maîtrise des distorsions optiques et la minimisation des effets arc-en-ciel. Quant au cintrage de l’aluminium, chaque profilé de forme particulière a réclamé des outils sur mesure avec des tolérances de ± 1,5 millimètre. Et pour garantir sa résistance, l’aluminium de qualité T4 a subi un traitement de vieillissement secondaire avant le cintrage. Dans un premier temps, tous les matériaux ont été conçus de manière paramétrique et convertis en modèles de précision LOD 400, pour ensuite être décomposés individuellement et mis à disposition sous fichiers STP. Les échanges d’informations ont été effectués à l’aide d’AutoCAD, de Rhino/Grasshopper et d’un logiciel de conception sur mesure. Dès les premières étapes de la planification, des plages de tolérance ont été définies, des numérisations 3D permettant de vérifier la précision des matériaux fabriqués. De même qu’avant l’assemblage, l’analyse des données et la modélisation ont été utilisées pour simuler les conditions réelles et garantir la précision. Compte tenu de la complexité des géométries, des ateliers ont été organisés avec les fabricants, les bureaux d’études des façadiers, les architectes et les maîtres d’ouvrage afin de parvenir à un accord unilatéral sur les décisions stratégiques. La faisabilité, les dimensions maximales et les rayons de courbures pour la production du verre bombé ont également été testés au cours d’un processus de recherche de deux ans. A l’instar des erreurs et des écarts systématiquement analysés, la clarification des responsabilités et l’évaluation des solutions, tant du point de vue de la conception que de la mise en œuvre. Et North Glass a développé un équipement sur mesure spécifiquement pour ce projet, permettant la trempe de verres à multiples bombages, optimisant ainsi sa qualité.

Autre principal défi, la garantie de l’interopérabilité des données n’a pu être réalisée qu’avec l’implication de professionnels qualifiés possédant les compétences BIM et les technologies de traitement et de tests appropriées. « Ce projet nous a conduit à innover et établir de nouvelles normes et méthodes de travail, notamment des spécifications pour les façades à double courbure, des procédés de cintrage à froid et de nombreuses techniques de construction brevetées pouvant s’appliquer à de futurs projets », conclut Joachim Stoss, vice-président des ventes internationales de Quanex QES.