Le bâtiment se développe autour d’une flèche centrale qui culmine à 77 mètres, clin d’oeil à la date de création du Centre Pompidou : 1977... L’ensemble évoque un vaste chapiteau, entouré d’un parvis et d’un jardin. Il se définit comme une superstructure à double courbure en assemblage de lames de bois formant des modules hexagonaux, portée par une tour métallique centrale et quatre piliers coniques.
L’ensemble est recouvert d’une membrane en Poly-Tetra-Fluoro Ethylène – PTFE (fibre de verre et de teflon). Les façades sont constituées de lames de verre rétractables et de vastes vitrages. Les trois galeries ainsi que le bâtiment support (réserves, bureaux…) sont en structure béton.
A l’intérieur, l’ambiance générale est claire, avec sa toiture en bois blond, ses murs et structures peints en blanc et ses sols en béton surfacé gris perle. La toiture, le traitement de la relation intérieur-extérieur et les trois galeries d’exposition sont le résultat de partis pris architecturaux très novateurs.
La toiture
Véritable tour de force, la toiture forme un hexagone de 90 mètres de largeur faisant ainsi écho au plan du bâtiment. Les lames de la charpente, espacées de 2,90 mètres, dessinent une trame hexagonale qui évoque un tissage structurel. La structure est faite de bois lamellé-collé, hautement résistant et offrant des longueurs hors normes, superposé en deux couches dans les trois directions de l’hexagone.Ce maillage permet de franchir des portées importantes d’environ 40 mètres, et de faire de la toiture un élément autoportant, qui repose sur quelques appuis seulement.
La toiture possède une géométrie non régulière, tout en courbes et contre-courbes, qui enveloppe les différents éléments du bâtiment, et notamment les trois galeries d’exposition. Cette charpente en bois constitue une des plus grandes et des plus complexes réalisées à ce jour. Des études aérauliques en soufflerie ont permis d’en contrôler les performances.