Le pavillon Artlab regroupe sous un même toit plusieurs pavillons de l’EPFL. Le projet a été développé par l’architecte japonais Kengo Kuma, lauréat du concours organisé en 2012.

Le toit unificateur s’étend sur une longueur de plus de 230 m. Cette toiture est recouverte d’ardoise noire pour rappeler les constructions vernaculaires en pierre. Elle est étendue sur une telle longueur qu’elle atteint presque une dimension dramatique. Cette exagération crée un contraste entre tradition des toitures en pierre et image contemporaine, encore amplifié par les divers pans inclinés de la toiture.

Ce contraste caractérise également la structure porteuse. En effet, elle est composée de simples cadres (au nombre de 56, espacés de 3.80 m). Chaque cadre a une forme différente à cause des divers pans inclinés de la toiture mais aussi parce que la largeur des pavillons varie entre 6 et 10 m. Cette géométrie variable nécessite des techniques de construction modernes, notamment une gestion de la géométrie 3D selon BIM.

Par souci de respect de l’architecture proposée, une structure porteuse hybride a été développée. Son comportement est influencé par celui d’un cadre central en bois lamellé-collé recouvert d’un cadre en acier composé de tôles perforées. Tous deux sont liés par collage et à l’aide d’ergots métalliques soudés sur les tôles métalliques.

L’intérêt de cette structure hybride réside dans le fait que la largeur des cadres reste constante. C’est donc l’épaisseur des plaques métalliques qui varie suivant la portée du cadre ; plus la portée augmente, plus l’épaisseur des tôles métalliques augmente. À l’extrême, pour les parties de la structure qui sont très sollicitées – soit sur les passages extérieurs –, les structures sont principalement en acier. Cela permet d’avoir depuis l’intérieur des pavillons une vision homogène des cadres. Par ailleurs, tous les éléments de toiture et de façade situés entre les cadres ont la même dimension, ils sont standardisés et donc économiquement intéressants.

La toiture nord est particulière, car elle constitue la porte d’entrée. Elle est conçue comme un avant-toit en porte-à-faux qui est biais et asymétrique : une structure tridimensionnelle plissée en bois massif renforcée de tiges filetées en acier scellées par une résine époxy. Le déplacement vertical de l’extrémité de la toiture nord a été mesuré durant la construction et il correspond aux valeurs déterminées par un modèle d’éléments finis.