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Dec 27, 2023

Tendances et innovations en matière de bardage métallique

Le bardage métallique est sur une trajectoire de croissance à l'échelle mondiale.

Le bardage métallique est sur une trajectoire de croissance à l'échelle mondiale. Cela se reflète dans la demande croissante de revêtements à écran pare-pluie et de revêtements métalliques architecturaux. Ce cours couvre les dernières tendances et innovations sur le marché des revêtements métalliques.

Le bardage métallique est sur une trajectoire de croissance à l'échelle mondiale. Cela se reflète dans la demande croissante de revêtements pare-pluie, que la société d'études de marché VMR évalue actuellement à plus de 10 milliards de dollars dans le monde, et prévoit de voir passer à plus de 16 milliards de dollars d'ici 2028. À cela s'ajoute une forte demande et une confiance dans les revêtements métalliques architecturaux, qui passent d'environ 5 milliards de dollars aujourd'hui à un peu moins de 6 milliards de dollars d'ici 2026, selon l'analyste Research and Markets.

En plus de cela, les progrès récents de la science du bâtiment et de la fabrication de revêtements métalliques augmentent l'attrait des systèmes, y compris l'utilisation de métaux plaqués composites tels que les aciers au carbone liés à des matériaux plus résistants à la corrosion comme le cuivre et les aciers inoxydables, ce qui donne des composites lamellaires avec des propriétés souhaitables impossibles avec un seul matériau. Au lieu d'utiliser un adhésif ou une liaison par extrusion, ces métaux composites sont fabriqués par laminage à chaud, coulée centrifuge, brasage et placage soudé.

Parfois appelés « métaux plaqués », ces matériaux améliorent encore les avantages et les performances des systèmes de revêtement métallique, qui prolifèrent à la fois en termes de types et d'esthétique. Certains des plus largement utilisés sont les panneaux métalliques isolés (IMP), les matériaux composites métalliques (MCM) et les matériaux composites en aluminium (ACM), ainsi que les panneaux métalliques monocouches ou à plaque solide. Certains sont utilisés en conjonction avec des sous-ensembles de construction métalliques ou des systèmes modulaires préfabriqués. Dans tous les cas, les options sont nombreuses et les avantages considérables.

"Les sélections de matériaux lors de la conception et de la construction sont presque toujours un compromis entre l'esthétique et les exigences de coût, de calendrier et de durabilité", explique John Myers, responsable de la préconstruction dans la division Nouvelle-Angleterre de Gilbane Building Company. "Le bardage métallique propose des composants répondant à chacun de ces critères, ce qui en fait un bon 'produit de compromis'", souligne-t-il. L'entreprise de construction, qui dispose d'une branche de développement active, a récemment utilisé des systèmes IMP résistants au feu pour des projets institutionnels et commerciaux à grande échelle, y compris une élégante installation de sciences de la vie sur la côte Est utilisant une enceinte en panneaux résistant au feu avec joints articulés.

Considérées à travers des analyses de cycle de vie (ACV) pour évaluer leur durabilité et leur retour sur investissement, les équipes de projet voient immédiatement des avantages à très long terme dans l'utilisation de systèmes métalliques extérieurs, ajoute l'architecte Victor Body-Lawson, FAIA, NOMA, NCARB, directeur fondateur de Body Lawson Architects. "Considérez l'histoire : la Statue de la Liberté a été construite de 1876 à 1886 avec un revêtement métallique - une plaque de cuivre solide, conçue par le sculpteur français Frédéric Auguste Bartholdi pour s'asseoir sur une charpente métallique de Gustave Eiffel - et quelques décennies plus tard, la flèche en acier inoxydable à motif soleillé du Chrysler Building a fait ses débuts", explique Body-Lawson. "Aujourd'hui, les deux se portent exceptionnellement bien. C'est une déclaration très puissante sur l'efficacité de l'utilisation d'un revêtement métallique."

Ces revêtements métalliques en plaques solides plus coûteux ont cédé la place à des tôles plus minces et à des PMI dans les années 1960 et 1970, menés par des produits basés sur des systèmes développés pour des applications aérospatiales, industrielles et de stockage frigorifique exigeantes. Leurs principaux avantages reflétaient ces racines : « Nous utilisons souvent un revêtement métallique car il est léger, durable et offre de nombreuses options de couleurs. Il est très rentable et durable, incarnant un contenu recyclé élevé et une enceinte barrière continue et résiliente qui promet un bon retour sur investissement », ajoute Robert Skolozdra, AIA, LEED AP, un partenaire de la société d'architecture, d'art et de conseil Svigals + Partners.

"J'insiste sur le fait que le revêtement métallique, et plus particulièrement l'aluminium, est très léger et peut être recouvert d'une gamme presque infinie de couleurs et de textures de revêtement extrêmement durables et durables", ajoute l'architecte Charles Thomson, AIA, LEED AP, directeur associé chez CetraRuddy. "Et les composites d'aluminium et les IMP en aluminium se sont révélés être des matériaux rentables par rapport aux autres métaux."

Parmi les exemples de projets récents, citons le nouveau complexe à bâtiment unique de la Southern Connecticut State University pour son College of Health and Human Services, construit par CM Skanska USA et l'entrepreneur principal Turner et conçu par Svigals + Partners avec des intérieurs par Little Diversified et MEP engineering par BVH Integrated Services. "Pour ce nouveau centre majeur à la pointe de la technologie, les panneaux métalliques correspondent à l'esthétique de conception du campus", explique Skolozdra. « Nous les avons également employés comme base pour notre élément d'intégration d'art sur l'extérieur, parce qu'il joue outre de la porte principale historique de l'université faite de métal ornemental.

La plasticité et la malléabilité du métal en tant qu'élément de création de forme ont également attiré l'équipe de conception et d'art. "L'aluminium que nous avons utilisé a permis une flexibilité dans le cintrage, la finition et la découpe au laser", se souvient Skolozdra. "Nous avons pu répéter ces panneaux métalliques décoratifs de manière très économique sur toute la façade."

Selon l'architecte Marissa Dionne Mead, AIA, directrice de l'intégration artistique chez Svigals + Partners, le motif métallique ornemental a également inspiré une nouvelle signalisation d'information et d'orientation, la reliant aux programmes et aux espaces à l'intérieur.

Une autre commande emblématique, la réinvention d'une ancienne usine laitière en un centre des sciences de la vie au 100 Hood Park Drive à Charlestown, Mass., a emmené l'équipe dirigée par le fournisseur de construction Lee Kennedy Co. et l'architecte Symmes Maini McKee Associates dans un voyage pour créer une ancre emblématique LEED Gold pour le centre technologique à usage mixte. Le complexe utilise divers systèmes de revêtement métallique, y compris un système de mur-écran en aluminium perforé personnalisé pour sa structure de stationnement de quatre étages, qui peut accueillir environ 1 000 véhicules. Le fabricant a conçu et fabriqué "une solution visuellement intéressante et fonctionnelle" avec une feuille solide qui minimise l'impact des phares des véhicules la nuit et permet un flux d'air et une ventilation constants à travers une exposition de façade.

Exécuté par l'entrepreneur spécialisé Lymo Construction Co., le revêtement utilise des ailettes en aluminium formées de ¼ de pouce d'épaisseur avec une finition peinte de différentes tailles et formes. Un élément distinctif, une enceinte en forme de flèche éclairée de l'intérieur au-dessus de l'entrée, est fabriqué à partir d'une plaque d'aluminium perforée sur mesure. L'équipe du projet, travaillant pour le développeur Catamount Management, a soutenu qu'un revêtement en aluminium massif offrirait également des avantages en matière de protection contre les incendies. Avec un point de fusion de plus de 1 200 F et aucun plastique, mousse ou autre matériau synthétique connu pour accélérer la combustion, les panneaux de façade sont essentiellement incombustibles.

"Chaque type de panneau a une application unique", explique l'architecte Thomson. "Nous utilisons des plaques d'aluminium et des matériaux composites en aluminium, connus sous le nom d'ACM, dans les murs-rideaux unitisés. Ils permettent de grandes tailles de panneaux avec un haut degré de planéité." Il ajoute qu'il existe une grande flexibilité dans l'utilisation de plaques et de matériaux composites en aluminium pour définir des motifs et des textures dans les systèmes de panneaux ou les appliquer ultérieurement. Parmi les exemples de projets récents, citons 77 Commercial, un développement de deux tours par Clipper Equity maintenant pratiquement achevé à Brooklyn, et leur récente tour de bureaux à usage mixte 412W15 à Manhattan, développée par Rockpoint.

De nouvelles idées de conception comme celles-ci sont fréquemment observées avec le métal solide, les IMP et d'autres systèmes métalliques. Faisant référence à son travail sur un gratte-ciel résidentiel réputé à Manhattan, appelé Rose Hill, Thomson de CetraRuddy décrit trois applications clés : "Comme on le voit sur son podium, Rose Hill utilise de nombreuses utilisations de revêtement métallique : des panneaux perforés pour obscurcir les persiennes mécaniques, une plaque d'aluminium découpée au jet d'eau comme texture appliquée et une tôle d'aluminium pliée pour créer un motif en chevron qui ajoute de la profondeur au mur-rideau unifié." Le motif en chevron fait subtilement allusion à l'architecture Art déco construite au cours des années passées par des entreprises associées au promoteur, The Rockefeller Group.

De telles fioritures sont observées à des échelles variées, y compris dans les finitions appliquées avec de nouvelles couleurs, des textures et d'autres détails. "Les applications les plus récentes que nous voyons sont des revêtements intégrés qui permettent à la fois une bosse tactile ainsi que la possibilité de correspondre à presque toutes les finitions", explique Meyers de Gilbane. "Des entreprises comme Pure + Freeform du Minnesota ont la capacité de superposer ces revêtements d'une manière qui permet un visuel plus lourd tout en permettant un produit plus léger que la pierre ou la terre cuite. Le matériau plus léger est plus économique."

Pour optimiser l'aluminium fini et d'autres panneaux métalliques pour de meilleures performances en tant que revêtement, les équipes de construction spécifient des produits avec des revêtements rigoureusement testés et évalués par la cote de la Fenestration and Glazing Industry Alliance, American Architectural Manufacturers Association (AAMA) 2605, une norme de qualité extérieure assurant la plus longue durée de vie, même dans les utilisations à long terme et en hauteur. Contrairement aux cotes 2604 et 2603 de l'AAMA, l'AAMA 2605 garantit la meilleure résistance des matériaux à la dégradation par les ultraviolets (UV), à la corrosion et à l'exposition aux produits chimiques. L'association de ces finitions avec une résine FEVE - l'acronyme désigne les deux monomères constitutifs des copolymères, le fluoroéthylène (FE) et un éther vinylique (VE) - surmonte davantage les défis de traitement des résines fluoropolymères traditionnelles, qui doivent être fondues ou solubilisées à des températures élevées pour créer un revêtement barrière.

Pour un campus de bureaux pour Meta's Facebook à Bellevue, Washington, l'architecte NBBJ et Turner Construction ont amélioré le vaste campus de huit acres qui exprime le lien entre le travail et la nature. Conçu à l'origine pour REI puis vendu à Facebook, le volume unique du nouveau bâtiment Spring District est revêtu d'un système de métal ondulé sur mesure en deux tons de finition : acier et bronze. Le complexe de bureaux de 400 000 pieds carrés, conçu pour répondre aux normes LEED, comprend des terrasses extérieures, des passerelles et des portes mécaniques massives.

Pour d'autres projets, le revêtement métallique est utilisé pour détailler et améliorer les façades d'autres matériaux, explique l'architecte Body-Lawson de BLA, spécialisé dans les communautés urbaines abordables. "Au cours des dernières années, les systèmes métalliques sont devenus plus chers, et nous constatons parfois des problèmes de chaîne d'approvisionnement qui ont augmenté pendant la pandémie", explique-t-il. "Nous les utilisons donc de manière sélective dans des projets de choix, pour lesquels vous disposez d'un budget, et souvent comme matériaux ornementaux, dispositifs de protection solaire et encadrements de fenêtres." Home Street Residences de Body Lawson Associates, un immeuble de 63 logements pour personnes âgées à faible revenu dans le Bronx, NY, construit avec le directeur de la construction C&S Consulting, utilise des encadrements de fenêtres métalliques proéminents et d'autres détails métalliques. Les anciens appartements Erbograph de l'entreprise présentent des parasols métalliques rythmés.

Les façades multi-matériaux, telles que le nouveau complexe de santé de SCSU et la péninsule, un campus à usage mixte abordable conçu par WXY architecture + design urbain avec la firme de Body-Lawson, offrent une autre voie pour incorporer sélectivement le revêtement métallique. La péninsule, également dans le Bronx, utilise un système IMP à valeur R élevée ainsi qu'un revêtement métallique à joints debout, des panneaux de métal ondulé et d'autres plaques et feuilles pliées, créant une palette variée pour le bloc résidentiel de la première phase et l'installation industrielle légère adjacente avec des utilisations communautaires et des entreprises alimentaires. Construit par Broadway Builders, le développement innovant qui devrait s'étendre à 740 résidences abordables et autres utilisations, est dirigé par la branche de développement de Gilbane, Hudson Companies et l'organisation à but non lucratif MHANY.

Dans un exemple de combinaison de systèmes de panneaux métalliques variés avec du placage de brique, du verre, des persiennes et d'autres matériaux de façade, la première phase à deux bâtiments de la péninsule dans le Bronx fournit une étude de cas sur la façon dont les façades métalliques peuvent être adaptables et diversifiées.

Dans d'autres projets, des revêtements métalliques créatifs et personnalisés peuvent réinventer des bâtiments existants pour de nouvelles utilisations et une valeur accrue. À San Francisco, un parking abandonné se tenait tristement dans le quartier South of Market (SoMa) de la ville, alors que les bâtiments qui l'entouraient accueillaient des entreprises de haute technologie et d'autres locataires de bureaux et de commerces de détail. Voyant la valeur potentielle, le promoteur Boston Properties a travaillé avec le cabinet d'architectes et d'ingénieurs en structure du bureau de Charles F. Bloszies, FAIA et GC Plant Construction pour créer "une métamorphose distinctive et accrocheuse d'une structure en béton existante qui se démarquerait de l'arrière-plan architectural bien adapté d'une tour derrière elle", explique la société.

La métamorphose est saisissante. "Le deuxième étage du bâtiment est enveloppé d'un écran métallique, une sorte de lamé architectural découpé dans des feuilles d'aluminium à l'aide de machines CNC pilotées par des fichiers créés à l'aide de Grasshopper, un plug-in paramétrique pour le programme de modélisation 3D Rhino", explique Bloszies. Entre la façade d'origine et l'écran superposé se trouvent des lampes LED à changement de couleur, et un élément de corniche en verre reflète le motif de l'écran métallique et articule la verticalité de la forme tout en protégeant l'espace entre le substrat et l'écran. De cette façon, la boîte lumineuse de 25 000 pieds carrés a un impact visuel démesuré.

Ce type d'approche, consistant à suspendre des peaux métalliques percutantes mais légères sur des boîtiers originaux obsolètes, a pris son envol au cours des dernières décennies. Le pavillon Legacy d'Equal Justice Initiative à Montgomery, en Alabama, utilise un élément de panneau en métal solide pour transformer "un entrepôt en béton basculant sans fenêtre en un espace inspirant où les visiteurs réfléchissent et s'engagent dans une histoire souvent négligée", selon l'architecte et designer William Blackstock Architects.

Pour une autre circonscription encore, la School Construction Authority (SCA) de New York et l'architecte Albert Aronov, AIA, directeur et leader du secteur K-12 avec RKTB Architects, utilisent un revêtement avec des systèmes de panneaux métalliques pour des applications précieuses dans les écoles primaires vieillissantes avec des enceintes en maçonnerie. « À l'aide de panneaux métalliques, nous ajoutons une couche performative à l'extérieur d'un bâtiment existant à leurs anciennes enceintes de maçonnerie, de béton, de brique et d'autres matériaux de façade », explique Aronov. Améliorant l'esthétique ainsi que l'ajout de valeur R d'isolation et de barrières contre les intempéries, ces projets améliorent la performance énergétique des bâtiments. Certaines juridictions telles que Toronto et New York ont ​​​​de nouvelles ordonnances qui servent d'incitations à ajouter plus d'isolation tout en pardonnant le ratio de surface de plancher supplémentaire, ou FAR.

Datant de 1907, l'école publique (PS) 88 dans le Queens, NY, avait besoin d'un moyen d'améliorer la performance énergétique de son enceinte tout en faisant face à la détérioration des détails architecturaux. Pire encore, des travaux antérieurs avaient supprimé les parapets, corniches et autres fioritures néoclassiques d'origine. Pour remédier aux graves dommages causés par l'humidité aux espaces universitaires avec de la moisissure et d'autres risques pour la santé liés à l'humidité, l'équipe du projet a conçu un revêtement de façade composé d'une couche de crépi extérieur et d'une barrière contre l'humidité, suivie d'un tapis de drainage et d'une nouvelle face de brique assortie à l'original. La maçonnerie de PS 88 était suffisamment solide pour supporter l'ajout, dit Aronov, et le revêtement stabiliserait efficacement le bâtiment de l'école et prolongerait sa durée de vie.

Pour le revêtement métallique, l'opportunité se présente pour une transformation totale. Les exemples incluent les Kensington Market Lofts à Toronto, par ERA Architects et le promoteur Context et l'entrepreneur Historic Restoration Inc., qui ont réimaginé un ancien bâtiment scolaire revêtu de blocs de terre cuite jaune vitrifié qui a ouvert ses portes en 1952 et qui est attaché à un ancien bâtiment scolaire en briques rouges datant de 1923. Après une rénovation au début des années 1990 pour créer des lofts en copropriété, les propriétaires de Kensington Market Lofts ont vu une opportunité phases pour remédier à l'infiltration d'eau au niveau des blocs de terre cuite et de la structure métallique en dessous. En développant une stratégie de revêtement, ERA a conçu un système d'écran pare-pluie à panneaux métalliques dans des teintes variées en collaboration avec un artiste torontois de renom, An Te Liu. L'esthétique multicolore reflète la diversité historique du quartier, explique l'équipe du projet, avec des couleurs dans le motif final sélectionnées grâce à une analyse du pourcentage de couleurs présentes dans les drapeaux nationaux du monde.

Selon la Metal Construction Association, les IMP suspendus sur de nouveaux sous-cadres extérieurs ou des fourrures, les approches de revêtement fonctionnent bien sur divers substrats, y compris le CMU, le béton coulé et le placage de brique, et fournissent une barrière efficace et une isolation continue (CI) sur l'ensemble des enceintes. « De cette façon, le revêtement est similaire à la création de nouveaux écrans pare-pluie », explique Aronov, qui a réalisé d'autres projets de reconstruction, y compris PS 73 à Brooklyn, car il dirige le studio d'éducation de son entreprise depuis 2004. « Cela permet également aux écoles et autres bâtiments de mettre à jour leur image architecturale même dans les cas où les murs porteurs en béton et en maçonnerie compliquent les rénovations, nécessitant un renforcement coûteux de la structure et des ajouts de colonnes et de poutres ou des fondations sous-jacentes si des améliorations plus lourdes de l'enceinte sont employées.

En plus d'augmenter les performances thermiques, un revêtement correctement détaillé fournit une barrière à l'air et une barrière à l'eau et améliore le confinement du feu et de la fumée pour améliorer la résilience du bâtiment. L'approche permet également aux bâtiments existants d'être largement occupés et accessibles pendant la construction, limitant les perturbations pour les occupants et les opérations des locataires, en bref, idéal pour les améliorations scolaires. Mieux encore, le revêtement peut être réalisé à des coûts modestes et avec des délais de conception et de construction assez courts.

Renforçant les avantages des IMP et des ACM comme écrans pare-pluie ou comme systèmes de murs de barrière, Myers de Gilbane et Thomson de CetraRuddy soulignent leurs valeurs R supérieures. « Nous avons choisi de recouvrir le mur de cisaillement en béton exposé du nouveau gratte-ciel, Rose Hill, avec un panneau métallique isolé de 6 pouces de profondeur », explique Thomson. "Des profilés en aluminium verticaux ont été appliqués sur la face des panneaux afin de combiner ce système plus standard avec notre façade de mur-rideau unitisée sur mesure."

Le métal a un coefficient de conductivité thermique notoirement élevé par rapport aux composites ou à d'autres matériaux naturels, ajoute Myers. "Une grande partie de ce à quoi les concepteurs d'enveloppes et les scientifiques du bâtiment passent leur temps consiste à contrecarrer les performances thermiques inférieures du métal dans l'assemblage du mur avant qu'il n'atteigne la barrière contre les intempéries et ne provoque la condensation de l'humidité du mauvais côté du mur", explique-t-il. "Ce que les systèmes métalliques sont très bons pour garder l'humidité hors des bâtiments, en particulier lorsqu'ils sont utilisés dans ces applications d'écran pare-pluie." Pour cette raison, explique le cadre chevronné de la construction, les produits métalliques sont mieux utilisés comme composants d'assemblages.

Alors que les applications phares des revêtements métalliques, comme la Statue de la Liberté et le Chrysler Building, ont longtemps influencé la confiance dans ces systèmes, les motivations d'aujourd'hui sont également tournées vers l'avenir. Comme les premiers programmes spatiaux influençant les composites métalliques isolés, la nouvelle course à l'espace d'aujourd'hui rapporte des dividendes pour de meilleurs bâtiments.

"Regardez SpaceX et les systèmes métalliques utilisés pour la prochaine génération d'engins spatiaux", déclare l'architecte Body-Lawson. "Ceux-ci poussent vraiment l'extérieur de l'enveloppe : il existe des matériaux qui ne nécessitent pas de soudure, ou qui peuvent supporter divers différentiels de température, de très chaud à très froid. Cette R&D finira par se retrouver dans le monde de l'architecture, même si elles sont probablement très chères maintenant." Les applications plus courantes incluent le Tesla Cybertruck, qui sera construit en alliage d'acier inoxydable de la série 300 avec une seule couleur partout et présenté comme "résistant à la corrosion, solide et abordable".

Ajoute Body-Lawson, "Cela finira par se retrouver dans les bâtiments, lorsqu'ils deviendront suffisamment rentables."

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