Construction neuve pour le chercheur du système solaire Max-Planck

(Photo : Jörg Stanzick, Carpus+Partner)

(Photo : Jörg Stanzick, Carpus+Partner)

(Foto : Jörg Stanzick, Carpus+Partner)

Photo : Jörg Stanzick, Carpus+Partner

(Foto : Jörg Stanzick, Carpus+Partner)

À partir de mai 2014, Rosetta, la première sonde cométaire de la recherche spatiale, enverra ses observations à 800 millions de kilomètres à travers l'espace vers la Terre. Pour l'analyse des données, l'Institut Max-Planck de recherche sur le système solaire a occupé en janvier un nouveau bâtiment de recherche. Grâce à une isolation vibratoire optimale, cette construction de haute technologie peut accueillir des laboratoires extrêmement sensibles pour le développement et la fabrication de systèmes optiques, ainsi que des bancs d'essai vibratoires fortement secoués, simulant les conditions d'utilisation des équipements spatiaux. La particularité : la date d'emménagement était fixée dès le début de la planification il y a quatre ans, sans possibilité de report. En effet, cet objet de recherche – en voyage dans l'espace depuis dix ans – ne tient pas compte des difficultés de calendrier sur Terre.

Seul un noyau de trois fois cinq kilomètres mesure la comète Tchourioumov-Guérassimenko. Pourtant, les chercheurs de l'ESA s'y intéressent vivement. Car sa composition doit permettre de tirer des conclusions sur la formation et l'évolution de notre système solaire. C'est pourquoi, depuis mars 2004, la sonde Rosetta – également appelée chasseur de comètes par le Centre allemand pour l'aéronautique et l'espace (DLR) – est en route vers elle, et en mai, elle entrera en orbite autour de la comète. À la fin de l'année, un atterrissage sur la surface est prévu pour la première fois. Les préparatifs se déroulent à la fois dans l'espace et sur Terre à plein régime. Près simultanément avec le réveil de la sonde de son sommeil profond économe en énergie en janvier, les chercheurs de l'Institut Max-Planck de recherche sur le système solaire (MPS) ont déménagé dans un nouveau bâtiment de recherche spécialement construit sur le campus Nord de l'Université de Göttingen.

« La date du 29 janvier 2014 était fixée dès le début du projet en juin 2010, comme date d'emménagement », se souvient Ralf Walter, chef de projet chez le maître d'œuvre responsable Carpus+Partner. Même avec des années d'expérience dans de tels grands projets, une telle échéance représente un défi : « Il fallait mobiliser tous les intervenants – planificateurs, architectes et tous les corps de métier – et leur faire respecter la date. Nous avons tous mis en mouvement tous les leviers ici en bas. Car nous ne pouvons pas encore influencer la trajectoire d'une comète », explique Walter.

Exceptionnellement : ni le maître d'ouvrage, la Société Max-Planck pour la promotion de la science, ni le maître d'œuvre n'ont prévu de pénalités contractuelles en cas de retard, ce qui est généralement courant dans des projets aux délais critiques. Au lieu de cela, ils ont travaillé main dans la main et à égalité. « Un grand défi a été le long hiver du printemps 2013. Nous avons été contraints de laisser le chantier de la structure brute en pause pendant quatre semaines », se souvient Heinz-Peter Frantzen, responsable de la réalisation sur place chez Carpus+Partner. « Le retard n'a pu être rattrapé que par un travail en plusieurs équipes avec un calendrier extrêmement serré dans les semaines suivantes. »

Le fait que l'effort ait porté ses fruits est évident en regardant derrière la façade brillante du nouveau bâtiment. Ce bâtiment accessible abrite sur une surface d'environ 20 000 mètres carrés, en plus des laboratoires de recherche et des bureaux, une bibliothèque, des espaces de séjour et de communication, une cafétéria, un hall d'accueil extensible pour des événements, une crèche, un jardin sur le toit ainsi que des chambres d'hôtes pour les visiteurs de l'institut.

Laboratoires en salle blanche à isolation vibratoire avec surélévation

Essentiels pour l'analyse des signaux de Rosetta, ainsi que pour le développement, la fabrication et les essais des dispositifs optiques et des modules de l'institut, sont surtout une protection contre les vibrations durable et des conditions de salle blanche dans les domaines de recherche respectifs du bâtiment. Des vibrations ou des contaminations particulaires perturberaient les instruments de mesure très sensibles et fausseraient les données de la sonde cométaire.

Les exigences en matière de faible vibration sont nettement plus élevées que dans des projets classiques. Lors des calculs et simulations de la phase de conception, il est apparu qu'elles ne pouvaient être réalisées qu'avec des mesures combinées et étendues. Il fallait, en plus de l'isolation contre des sources de perturbation externes telles que la circulation routière ou les éoliennes, séparer structurellement les zones internes, qui émettent des vibrations, des zones sensibles aux vibrations. Pour éviter toute transmission, par exemple, les bancs d'essai, l'atelier interne et les installations techniques du bâtiment sont suspendus sur des dalles de sol équipées de Sylomer, et séparés par des joints de dilatation des zones de laboratoire où se trouvent les dispositifs optiques et modules. Ces zones disposent elles-mêmes de dalles de sol autoportantes sur des fondations en empilements de gravier compacté, ainsi que, partiellement, de fondations individuelles et en bande avec Sylomer. Le banc d'essai vibratoire, qui simule des charges pour capteurs et dispositifs optiques, par exemple lors du lancement de fusée, est également isolé par des éléments amortisseurs à ressort. Ainsi, les autres laboratoires sont protégés de son influence.

La majorité des 2 500 mètres carrés de laboratoires en salle blanche est dédiée à des essais physiques, chimiques et électrotechniques. Un point fort pour les chercheurs du système solaire est la zone de hall avec des hauteurs sous plafond allant jusqu'à neuf mètres. Deux des quatre halls, d'une superficie comprise entre 180 et 240 mètres carrés, sont conçus comme des salles blanches de classes ISO 6 et 8. Albert Borucki, architecte chez Carpus+Partner : « Parce que, par exemple, des composants de sept mètres de haut pour des observatoires sont montés ici, puis montés à bord de ballons à helium dans la stratosphère pour l'observation solaire, ces halls devaient être équipés de portes roulantes de taille adaptée. Un système de pont roulant continu pour le transport n'est pas évident dans une salle blanche. » Le troisième, appelé hall à ballons, n'est pas une salle blanche, mais une zone contrôlée avec surveillance particulaire. De là, des composants peuvent également être transportés à l'extérieur pour des essais dans des conditions météorologiques. Le quatrième hall sert de stockage.

Les halls en salle blanche étant reliés aux autres salles blanches et au couloir central de salle blanche (ISO classe 8), il est possible de se déplacer dans toute la zone sans la quitter. L'accès se fait par une sas centrale. Pour rester flexible à long terme, la géométrie des espaces dans le laboratoire est variable, c'est-à-dire que les murs peuvent être facilement déplacés – même sans changer la hauteur du plafond. Les zones où sont fabriqués des composants pour la détection de vie extraterrestre jouent un rôle particulier : toute contamination, par exemple par des hydrocarbures ou des molécules bioformes, doit être évitée pour garantir la fiabilité des résultats de recherche. Ces salles sont donc conçues selon la norme GMP jusqu'à la classe A la plus haute.

Architecture de communication ouverte dans les espaces de bureaux

De l'autre côté des laboratoires, au-dessus de la base du bâtiment, s'élève la partie la plus visible du bâtiment. La rangée de bureaux de trois étages avec façade en verre dépasse largement le bâtiment du côté sud, semblant presque flotter au-dessus. Alors que dans le corps inférieur se trouvent les espaces de recherche scientifique et les espaces communs, la cafétéria, diverses salles de séminaire et de conférence (flexibles grâce à des murs variables), le hall d'accueil avec une exposition ou la bibliothèque, dans le cube de verre, se trouvent les espaces de bureau pour la recherche et l'administration.

Ce qui montre la diversité des exigences au-delà de l'équipement technique, c'est que les chercheurs ont voulu que leurs nouveaux locaux favorisent la communication : les espaces de travail sont caractérisés par des structures ouvertes, encourageant la communication. Des parcours courts et des possibilités de rencontre doivent – complétés par des zones de retrait – favoriser l'échange interdisciplinaire et le réseautage. Grâce à une crèche avec espace extérieur, des logements pour chercheurs invités, ainsi qu'un jardin sur le toit de 2 000 mètres carrés, le bâtiment répond également aux exigences des structures changeantes dans la société du savoir d'aujourd'hui. Ainsi, les chercheurs du Max-Planck ont obtenu un nouveau bâtiment avec un concept architectural de haute qualité, créant des environnements de travail optimaux pour les prochaines générations de chercheurs.