Marlins Park

Miami, États-Unis

Un toit rétractable novateur pour un stade de baseball au pays des ouragans

Le Marlins Park, un stade de baseball de 37 400 places, est le domicile des Marlins de la Floride, franchise établie à Miami de la Ligue majeure de baseball. Premier stade de baseball à obtenir la certification LEED or, on dit du Marlins Park qu'il est le stade le plus écologique en Amérique. Le stade a également reçu des éloges pour son design contemporain novateur. Le propriétaire des Marlins, Jeffrey Loria, a encouragé les architectes, les ingénieurs et les concepteurs à aller à contre-courant de la conception architecturale nostalgique pour les stades de baseball américain, tendance en vigueur au moment où le stade a été conçu. Il se souvient d'avoir affirmé, « Pas de rétro... On ne regarde pas en arrière. Miami est une ville spectaculaire qui a les yeux fixés sur l’avenir. » 

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  • Le défi

    Le défi central dans la conception du toit était de servir les incroyables ambitions architecturales de l'établissement et de satisfaire aux exigences opérationnelles; tout en veillant à ce que la structure puisse survivre aux ouragans majeurs. En moyenne, un ouragan survient tous les cinq à sept ans à moins de 80 km de Miami. Notre tâche consistait à travailler en étroite collaboration avec l’équipe de conception du Marlins Park pour la réalisation d’un toit rétractable abordable qui pourrait convenir à l'architecture contemporaine audacieuse du stade ainsi que résister à la météo parfois extrême à laquelle la structure pouvait être exposée. 

  • Notre approche

    Puisque nous avions réalisé des toits escamotables dans une gamme de climats et de conditions, nous avions une idée claire des exigences relatives au projet. Nous avons collaboré étroitement avec les ingénieurs du projet, communiquant de façon systématique afin que chaque partie de l’équipe puisse comprendre les priorités concurrentes de leur propre mandat — notamment la conception, l'efficacité et les coûts — en tenant compte des exigences relatives à un toit complet, selon une perspective d'ingénierie éolienne. Cette étroite collaboration a été cruciale pour l’élaboration d’une solution technique concluante et efficace.

    Protection, visible et invisible

    Lorsque les supporteurs des Marlins lèvent les yeux vers le ciel, ils voient les composantes de base du toit : trois panneaux ornés de métal, soutenus par deux rails sur poutres horizontales en béton, séparés d'environ 168 mètreset mesurant 229 mètres de long. Les panneaux est et ouest reposent à une altitude moins élevée au-dessus des gradins, tandis que le panneau central est en appui plus haut, offrant 61 mètres de dégagement au-dessus du deuxième but pour les chandelles. Lorsque le toit est ouvert, le panneau central se déplace sur les rails sur poutre vers le côté ouest du stade, tandis que les panneaux est et ouest se rétractent sous le panneau central. Chacun des trois panneaux peut être déplacé individuellement de manière à fournir un ombrage léger sur le terrain et dans les gradins.

    Lorsque les spectateurs lèvent les yeux, ils ne peuvent cependant soupçonner jusqu'à quel point le toit les protège en tout temps, même lors d'ouragans. La première étape pour s'assurer de la performance du toit dans toutes les conditions s'est faite grâce à des essais en soufflerie approfondis; nous avons effectué nos essais à l'aide d'un modèle de pression et d'une maquette aéroélastique. Nous devions relever deux principaux défis. L'un était de s'assurer de la sécurité du bâtiment lors de vents violents, intenses et soudains, ne constituant pas des ouragans. Considérant que Miami reçoit habituellement les avis d’ouragans bien à l'avance, de telles conditions sont moins sévères, mais toujours potentiellement dangereuses. Les vents forts, quant à eux, peuvent survenir de façon imprévisible. Cela signifie que dans certains cas, il n'y a pas assez de temps pour exécuter un protocole de préparation à l'approche d'une tempête et déplacer le toit en position optimale avant un orage. Nous avons dû concevoir un toit qui résisterait à des phénomènes météorologiques violents en position ouverte, fermée et partiellement ouverte.

    Le deuxième défi était les ouragans. Le bien-fondé de nos nombreux essais en soufflerie s'est encore une fois pleinement révélé. Puisque nous avions travaillé de manière à comprendre pleinement les possibilités que le système de toit présentait en matière d'optimisation aérodynamique, à l’aide d’une autre approche, nous avons pu découvrir une possibilité que les ingénieurs aient pu avoir manqué.

    Une stratégie aérodynamique surprenante, mais efficace 

    Le toit du Marlins Park peut être totalement ouvert, ouvert pour obtenir des zones d'ombres à des endroits précis, ou fermé selon la position du soleil ou la menace de suspension d’un match en raison de la pluie. Toutefois, dans des conditions extrêmes comme les ouragans, le toit peut prendre une autre position. En collaboration avec l’équipe de conception, nous avons élaboré un protocole novateur de préparation à l'approche d'une tempête qui permet de déplacer le toit en position « entrouverte ». La position entrouverte en cas d’ouragan est une position fermée, mais en laissant un écart entre les panneaux; on laisse les volets des panneaux de toiture ouvrants légèrement entrouverts au lieu d’être entièrement fermés. Il peut sembler paradoxal de laisser le stade « ouvert » lors d’un ouragan, mais notre étude à l’aide de simulations en soufflerie a déterminé que ces lames d’air modifient la pression interne dans le stade et qu'elles réduisent les charges nettes dues au vent qui agissent sur toute la surface du toit (par rapport à la position fermée et scellée). En découvrant la position entrouverte, les ingénieurs en structures ont pu améliorer considérablement l'efficacité de leur conception en ce qui concerne les charges dues au vent prévues imposées par les ouragans. 

  • Le résultat

    En raison de sa fonctionnalité novatrice, le toit du Marlins Park est un bel exemple de la nouvelle génération de toitures escamotables. Il offre un éventail d'options permettant de garder les joueurs et les spectateurs en sécurité et confortables, et il résiste parfaitement aux événements météorologiques tropicaux majeurs. C'est la couronne parfaite d'un stade conçu pour une ville qui a les yeux tournés vers l'avenir.