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Les ondulations du bâtiment intercalaire du Musée américain d'histoire naturelle étaient difficiles à former, même en utilisant du béton projeté projeté. Photo de Nadine M. Post/ENR

Il y a près de dix ans, au début de la conception de l'ajout de 230 000 pieds carrés au Musée américain d'histoire naturelle de Manhattan, des discussions avec des entrepreneurs potentiels ont montré que le coffrage rigide conventionnel pour les murs porteurs intérieurs ondulés et non répétitifs, conçu dans du béton pour évoquer un canyon de 80 pieds de haut serait d'un coût prohibitif et d'un gaspillage.

"Le béton est fluide, mais le coffrage ne l'est pas", a déclaré Jeanne Gang, directrice fondatrice et partenaire de l'architecte de conception Studio Gang, après une séance d'information le 26 avril au Centre Richard Gilder pour la science, l'éducation et l'innovation du musée, d'une valeur de 465 millions de dollars, qui devrait ouvrir ses portes. 4 mai. « L'obstacle aux courbes est souvent le coffrage », ajoute Gang.

L'équipe de conception a rapidement trouvé une meilleure façon de façonner la myriade de courbes du hall de l'atrium de six étages. Selon Gang, lors des séances de brainstorming, l'ingénieur en structure du projet, Arup, a demandé : « Et le béton projeté ? »

S'en est suivi un voyage pour voir les travaux en cours sur les murs voûtés en béton projeté du tunnel ferroviaire East Side Access de Manhattan. Gang a été convaincu par cette méthode.

Les murs porteurs de l'atrium du hall, conçus pour évoquer un canyon, ont présenté des complexités pour l'équipe de conception et de construction grâce aux formes amorphes. Photo de Nadine M. Post/ENR

« J'ai vu de mes propres yeux » le potentiel des murs en béton projeté pour façonner le canyon, dit-elle, ajoutant que le béton projeté se prêtait également à exprimer la structure du canyon et « le savoir-faire et le savoir-faire des personnes qui l'ont fabriqué ».

Il ne fait aucun doute que le béton projeté - une boue de béton pulvérisée sous pression sur de l'acier d'armature soutenu par un treillis métallique dense - était une solution plus simple que le coffrage rigide pour les six niveaux de murs porteurs curvilignes défiant toute description qui entourent l'atrium avec une verrière de 468 000 pieds cubes.

Mais l’équipe chargée de réaliser le paysage – avec des ponts de « pierre » non rectilignes traversant le volume sur deux niveaux et des « entrées de grottes » amorphes dans le bâtiment conventionnel – s’est retrouvée entre le marteau et l’enclume. Non seulement les parois du canyon sont littéralement hors du cadre, mais il n’y a aucune répétition dans la structure en béton projeté. Il n’y avait pas non plus de précédent pour une structure architecturale asymétrique en béton projeté à une telle échelle.

L’équipe a donc tout mis en œuvre, notamment en modélisant en 3D chaque barre des murs ondulés ainsi qu’en modélisant les vastes travaux temporaires nécessaires à la construction.

La structure en béton projeté, fabriquée et construite par COST du Wisconsin dans le cadre d'un contrat d'assistance à la conception, a piloté le projet, mais « cela n'a pas été facile », explique Carla Sciara, vice-présidente exécutive d'AECOM Tishman, le directeur de la construction. C'était tellement exigeant que Tishman avait trois employés sur place quotidiennement, simplement pour surveiller l'opération et garantir la qualité.

Le budget initial du projet était de 383 millions de dollars. Le musée attribue l'augmentation des coûts de 82 millions de dollars à l'escalade des travaux de construction, à la résolution d'un litige lié à l'empiétement du bâtiment sur le parc environnant et aux impacts de la COVID-19, y compris la perturbation de la chaîne d'approvisionnement. Le financement provient de sources municipales, étatiques et privées, notamment du donateur Richard Gilder.

Le bâtiment de 230 000 pieds carrés, conçu par Studio Gang avec Davis Brody Bond comme architecte exécutif, comprend un ajout de 190 000 pieds carrés et 40 000 pieds carrés d'espace rénové pour le musée existant. Gilder crée 33 connexions avec 10 bâtiments de musée existants, dont certains datent de 1874. Cela a supprimé les impasses dans la visite du musée, ce qui améliore la circulation et l'expérience du visiteur, explique Gang.

Trois bâtiments ont été supprimés pour le projet. Cela a permis de situer environ 80 % de l’ajout dans l’empreinte du musée existant. Et cela s'est traduit par une intrusion sur seulement 11 600 pieds carrés du parc Theodore Roosevelt du campus, qui s'étend sur 18 acres, indique le musée.

Parmi les nouvelles galeries et expositions figurent un insectarium de 5 000 pieds carrés, un vivarium de papillons de 2 500 pieds carrés, un théâtre immersif de 5 800 pieds carrés, un restaurant, une boutique de musée, ainsi qu'une bibliothèque et un centre d'apprentissage. Mais ce qui attire l'attention visuelle de la conception - et le problème le plus difficile à résoudre pour l'équipe - est le canyon.