Les équipements sportifs du centre universitaire de Rennes-Pontchaillou sont étudiés par L. Arretche dès 1961. Le programme initial du 28 juillet 1964 prévoyait une halle de sports de 64 x 32 m, une piscine de 25 x 15 m avec plongeoir de 3 m, un gymnase B 30 x 20 m, un gymnase A 20 x 11,50 m, des salles d’entraînement 15 x 12 m, tous pourvus d'annexes, des vestiaires de plein air et des logements (directeur, gardien). Il est approuvé le 9 octobre 1968 sous une forme modifiée comprenant : une halle de sports H avec aire d’évolution de 40 x 20 x 7 m, un gymnase type A de 20 x 15 x 5,50 m, deux salles d’entraînement type E de 15 x 12 x 3,50 m, des locaux annexes (vestiaires-douches, etc.), pour un montant de 2 050 258,43 F. Yves Guillou en est l’architecte désigné (convention avec le rectorat du 1er juin 1972). La réception provisoire des travaux a lieu le 8 mai 1973. Le COSEC est complété quelques années plus tard par la construction d'une nouvelle salle omnisports signée par L. Arretche et Y. Guillou, dite salle des agrès, achevée le 29 juin 1977.

Le site connaît une profonde restructuration en 2009 pour permettre l'agrandissement de l'UFR Sciences humaines. Le permis de démolir du 4 août 2006 concerne les bâtiments suivants : salle des agrès et secteur des vestiaires correspondant, salle des sports de combat, salle de danse, logement du gardien des équipements sportifs, trois annexes de maintenance. Toutefois, la salle de combat (boxe et judo), la salle de danse, le logement et les locaux d’entretien sont reconstruits sur site. Le permis de construire est délivré le 4 octobre 2006 (modifié les 7 juillet 2008 et 6 mars 2009), sur un projet des architectes C. Montfort et H. Younes. L'ensemble du nouveau bâtiment est inauguré le 8 novembre 2011.

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