Plongée au cœur de l’aéroport international de Portland PDX aux États-Unis, le nouveau terminal principal s’élève fièrement, illustrant la prouesse architecturale qui met de l’avant les atouts esthétiques et techniques du matériau bois. Véritable espace immersif pour les voyageurs qui ont la chance d’y passer, il est conçu pour simuler une expérience semblable à une balade en forêt et rend hommage à la beauté des forêts de l’Oregon. Le terminal s’inspire également du décor urbain de Portland, en incorporant des rues piétonnes bordées d’arbres, qui viennent créer une immersion biophilique avec la lumière naturelle et les matériaux naturels. Ce projet, conçu par ZGF Architects, avait comme objectif de mettre sur pied une conception axée sur la durabilité, la résilience, tout en incluant une flexibilité à long terme pour des innovations futures.
Une toiture unique
L’imposante toiture en bois massif de 3,6 hectares reflète l’esprit d’artisanat de la région, une considération à l’industrie forestière de l’Oregon, en mettant de l’avant le bois provenant de propriétaires fonciers et de scieries situés dans un rayon de 480 kilomètres autour de l’aéroport. Le toit a été réalisé à partir de 3,5 millions de pieds-planches de sapin de Douglas, en utilisant des panneaux de contreplaqué massif, des poutres en lamellé-collé de 24 mètres et une structure en treillis faite de poutres de bois de 90 cm sur 180 cm. La forme courbée de la verrière, soutenue par des colonnes en Y, laisse pénétrer une lumière tamisée, un rappel de la canopée d’une forêt.
En collaboration avec l’expertise locale de Zip-O-Laminators, la fabrication des poutres lamellées-collées de 24 mètres avec des arcs s’élevant à plus de 4,5 mètres a été un véritable succès. La première tentative pour valider la stratégie de fabrication a montré que les poutres de maquette correspondaient parfaitement au profil de conception, elles ont d’ailleurs été directement installées sur le chantier, au lieu d’être recyclées. Les pièces de bois individuelles sont visibles dans le toit de PDX, conférant à cette structure gigantesque un aspect artisanal et la reliant à l’expérience humaine à grande échelle. Les poutres en lamellé-collé et le treillis architectural s’entrelacent en une succession d’arcs formant des coquilles, inspirées des techniques de vannerie traditionnelles propres à la région.
Une volumétrie maitrisée
Le nouveau terminal de Portland a ouvert son espace volumétrique en créant des travées de colonnes de 30 mètres sur 45 mètres, afin de favoriser une circulation fluide pour les passagers et permettre une flexibilité sur le long terme. « Le toit de l’ancien terminal était soutenu par 670 colonnes. Nous avons doublé la capacité du terminal et agrandi l’espace au sol, tout en soutenant le nouveau toit à l’aide de seulement 34 colonnes massives en forme de Y qui supportent ce toit de 3,6 hectares pesant 18 millions de livres », nous a expliqué Christian Schoewe, architecte principal chez ZGF Architects.
Les colonnes en forme de Y ont également été conçues avec des appuis antisismiques à leur sommet afin de permettre à la structure de la toiture de se déplacer latéralement, jusqu’à 60 cm en cas de séisme. De vastes baies vitrées offrent également une vue sur l’aérodrome, le paysage boisé environnant et les finitions intérieures, qui font référence à la beauté naturelle de la région, permettent aux voyageurs de savoir immédiatement où ils se trouvent.
Le nouveau terminal : une conception paramétrique
Les outils de conception paramétrique, associés à des études en science des matériaux visant à vérifier que les formes conçues et l’ingénierie de l’ensemble du système de toiture étaient réalisables, ont joué un rôle essentiel dans la définition et la validation de la géométrie complexe de la toiture. ZGF Architects a combiné des études de simulation avec des modèles physiques et des maquettes grandeur nature afin de comprendre les interactions entre la forme, la structure et la lumière naturelle. Le recours à des simulations numériques dès les premières phases de conception a permis de valider les observations et d’anticiper les résultats des prototypes physiques ultérieurs. Une vision conceptuelle forte et des outils numériques, associés à des techniques de menuiserie éprouvées, ont donné naissance à la structure en bois sur mesure que nous pouvons voir aujourd’hui à l’aéroport.
Un espace opérationnel autour du chantier : un défi de taille
Le projet du terminal principal de Portland comprenait un défi majeur : le maintien du terminal opérationnel durant l’entièreté de la construction. Pour y parvenir, l’équipe a misé sur une stratégie innovante de préfabrication hors site, réalisée dans une installation située à environ un kilomètre du chantier. Cette proximité a permis de transformer l’atelier en une véritable extension du site, offrant un meilleur contrôle de la qualité, une coordination accrue entre les équipes et une réduction des risques liés aux conditions de chantier. Les modules de toiture en bois massif y étaient préassemblés en grandes sections, intégrant poutres, éléments de treillis et connexions, avant d’être transportés vers leur emplacement final.
Le transport et la logistique ont été soigneusement planifiés afin de limiter les perturbations aux activités aéroportuaires. Une fois sur site, les modules étaient rapidement levés et installés, réduisant considérablement les interventions en hauteur et la durée des travaux dans des zones sensibles. Cette approche a permis de déplacer la complexité constructive hors du terminal actif, améliorant à la fois la sécurité des travailleurs et l’efficacité du chantier. Au-delà du gain de temps, cette stratégie a également renforcé la prévisibilité des coûts et des échéanciers. L’intégration précoce des équipes de conception, d’ingénierie et de fabrication a été essentielle pour optimiser les dimensions des modules et anticiper les contraintes de transport.
Avantages de l’utilisation du bois dans le projet
Le recours au matériau bois dans le projet du terminal avait plusieurs avantages. D’abord, ZGF et le Port de Portland ont choisi le bois massif pour la toiture, notamment grâce à son rapport coût-efficacité, sa facilité de construction et son lien étroit avec l’industrie du bois. De plus, le bois séquestrant naturellement le carbone, le toit en bois massif constitue un atout majeur en matière de durabilité, permettant une réduction de l’empreinte carbone de 52 % par rapport à un toit traditionnel en acier. La stratégie d’approvisionnement en bois a aussi soutenu les économies locales et renforcé les pratiques forestières qui protègent les ressources naturelles de l’Oregon. Grâce à un approvisionnement direct, plus d’un million de pieds-planches peuvent être retracés jusqu’à leur forêt d’origine, à l’instar d’une approche « de la ferme à la table ». Ce niveau de traçabilité a permis au projet de mettre en avant de manière significative l’histoire locale du bois, son impact écologique et ses avantages pour la communauté.
L’aéroport international de Portland PDX est d’ailleurs devenu le premier grand aéroport américain doté d’une toiture en bois massif, créant ainsi un nouveau précédent pour la construction en bois à grande échelle et démontrant comment les ressources naturelles et les communautés de la région peuvent être mises en valeur par le biais du design.
Équipe de projet :
Client : Port of Portland
Architecte : ZGF Architects
Ingénieur de structure : KPFF Consulting Engineers (principal), Arup
Ingénieur électromécanique : PAE Engineers (principal), Arup
Ingénieur géotechnique : GRI
Ingénieur civil : HNTB
Partenaire spécialisé dans le bois massif : Swinerton Mass Timber
Fabricants de bois massif : Zip-O-Laminators, Timberlab, Frères, Calvert
Conseillers en bois : Sustainable Northwest et Sustainable Northwest Wood