HAMM Grégory Projet de fin d’études
Projet de fin d’étude Méthodes spécifiques à la réalisation de la trémie d’accès au parking ZAC Etoile de Strasbourg
INSA Strasbourg
spécialité Génie Civil
Hamm Grégory
élève ingénieur de 5ème année Juin 2007
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HAMM Grégory Projet de fin d’études
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Projet de fin d’étude Méthodes spécifiques à la réalisation de la trémie d’accès au parking ZAC Etoile de Strasbourg
INSA Strasbourg
spécialité Génie Civil
Hamm Grégory
élève ingénieur de 5ème année Juin 2007
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REMERCIEMENTS
Au terme de ce projet, je tiens tout particulièrement à remercier Monsieur Jean-Paul SAINTRAPT, Responsable d’Exploitation du chantier des Passages de l’Etoile, de m’avoir accueilli au sein de l’entreprise Eiffage et spécialement sur le chantier de l’Etoile, et d’avoir fait en sorte que ce stage puisse se dérouler dans d’excellentes conditions. Je tiens à exprimer ma sincère gratitude envers mon Tuteur de Stage, Monsieur P. SCHRUOFFENEGER, ingénieur Travaux, qui a eu l'amabilité de partager son savoir-faire, d'avoir mis à ma disposition le matériel nécessaire au bon déroulement de ce stage et à la confection de mon Rapport, en témoignant d’une grande sympathie. Je remercie également toutes les équipes d’encadrement et de maîtrise du chantier des Passages de l’Etoile qui m’ont accompagné durant ce projet et qui m’ont accueilli de la meilleure des manières. Enfin, je remercie Monsieur Freddy MARTZ, mon Tuteur pour l’INSA de Strasbourg, pour son suivi et son soutien durant l’intégralité de mon projet de fin d’étude.
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SOMMAIRE
REMERCIEMENTS................................................................................................................ 4 SOMMAIRE ............................................................................................................................. 5 INTRODUCTION.................................................................................................................... 7 1.
Présentation de l’entreprise............................................................................................. 8 1.1. Histoire ....................................................................................................................... 8 1.2. Activité ....................................................................................................................... 8 1.3. Le groupement EIFFAGE - PERTUY ....................................................................... 9 1.3.1. Fonctionnement de la SEP ..................................................................................... 9 1.3.2. Organisation de la SEP........................................................................................... 9
2.
Présentation du projet ................................................................................................... 10 2.1. Localisation du chantier ........................................................................................... 10 2.2. La ZAC Etoile .......................................................................................................... 11 2.3. La trémie de liaison RN4 – ZAC Etoile ................................................................... 12 2.4. Le génie civil ............................................................................................................ 12
3.
Etanchéité provisoire ..................................................................................................... 14 3.1. Présentation de la paroi MIP .................................................................................... 14 3.2. Présentation du bouchon injecté............................................................................... 15
4.
Planning........................................................................................................................... 17 4.1. Planning général ....................................................................................................... 17 4.2. Planning sur 2 semaines ........................................................................................... 25
5.
Butons.............................................................................................................................. 26 5.1. Positionnement ......................................................................................................... 26 5.2. Pose des butons ........................................................................................................ 28 5.3. Phasage de dépose des butons .................................................................................. 29 5.4. Calculs de résistance ................................................................................................ 31
6.
Terrassement .................................................................................................................. 32 6.1. Phasage du terrassement........................................................................................... 32 6.2. Démolition de la paroi moulée ................................................................................. 34 6.2.1. Etaiement.............................................................................................................. 35 6.2.2. Sciage des dalles................................................................................................... 36 6.2.3. Sciage et démolition de la paroi moulée .............................................................. 36
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HAMM Grégory Projet de fin d’études 7.
Etanchéité........................................................................................................................ 37 7.1. La membrane bitumineuse ....................................................................................... 37 7.2. Jonction avec la ZAC Etoile..................................................................................... 38 7.3. Problème des reprises de bétonnage................................ Erreur ! Signet non défini. 7.4. Réalisation du joint de dilatation central.................................................................. 40 7.5. Jonction avec la trémie Mariano .............................................................................. 41
8.
Phasage des voiles........................................................................................................... 42 8.1. Choix du matériel ..................................................................................................... 42 8.1.1. Les coffrages deux faces ...................................................................................... 44 8.1.2. Les coffrages une face.......................................................................................... 42 8.2. Réalisation des voiles ............................................................................................... 44 8.3. Zones particulières ................................................................................................... 45 8.3.1. Changement d’épaisseur de voiles ....................................................................... 45 8.3.2. Joint de dilatation central ..................................................................................... 46 8.3.3. La cage d’escalier................................................................................................. 47 8.3.4. Les réservations pour les luminaires .................................................................... 48
CONCLUSION....................................................................................................................... 49 ANNEXES............................................................................................................................... 52
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INTRODUCTION
La Société EIFFAGE Construction, installée à Oberhausbergen, m’a accueilli durant vingt semaines, du 29 janvier au 15 juin 2007 pour me permettre d’effectuer un Projet de Fin d’Etudes. Celui-ci étant organisé afin de permettre à l’étudiant : d’une part, de mettre en pratique ses connaissances théoriques au cœur d’un problème technologique, et d’autre part, d’améliorer sa connaissance du milieu professionnel et des problèmes liés à l’exercice de l’emploi. Ce projet est consacré à l’étude des méthodes spécifiques à la réalisation de la trémie d’accès au parking de la ZAC Etoile de Strasbourg. Cet ouvrage s’inscrit dans un ensemble de bâtiments à usages commerciaux et d’habitations. Pour permettre un stationnement convenable pour les futurs habitants du complexe ainsi que pour les clients des commerces, dans un secteur très dense au cœur de la ville de Strasbourg, il a fallu réaliser des parkings souterrains. Le projet à l’étude est une trémie constituée de plusieurs rampes ayant pour utilité d’accéder au parking du complexe à partir de la route du Rhin (RN4), ainsi qu’un raccord avec l’actuel parking du cinéma UGC Ciné Cité (Silo). Pour réaliser ce projet, il s’est avéré nécessaire de tenir compte de nombreuses contraintes liées à la fois à la particularité géologique du site : notamment la réalisation d’une partie des travaux sous la nappe phréatique. Mais de plus, il a fallu gérer le manque de place dû à la situation géographique. Je m'attache à travers ce rapport à présenter l’ensemble de mon étude, et notamment la démarche m’amenant aux méthodes finalement employées sur le chantier. Je commence par une présentation de la Société EIFFAGE CONSTRUCTION et son rôle sur le projet des Passages de l’Etoile. Ensuite, la seconde partie de ce rapport sera consacrée au chantier de la ZAC Etoile dans sa globalité, ainsi que la trémie d’accès étudiée dans ce projet. Ensuite, je présente quelques points techniques assurant l’étanchéité pendant les diverses phases de chantier. Les parties suivantes présentent les phases du chantier que j’ai étudié lors de ce projet. Ces chapitres décrivent comment j’ai obtenu les différents phasages et plannings mis en annexe.
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1. Présentation de l’entreprise
1.1. Histoire L’histoire du groupe EIFFAGE débute au travers de l’entreprise familiale Fougerolle créée en 1844 par Philippe Fougerolle. Ceci est attesté par le sceau royal que lui remet en date du 8 octobre l'ingénieur des Ponts et Chaussées de la Nièvre lors de l'achèvement des travaux du canal du Nivernais. La seconde entreprise qui participa à la fondation du groupe est La Société Auxiliaire d'Entreprises Electriques et de Travaux Publics, plus connue sous le nom de SAE, à Paris en 1924 par les frères Albert et Ernest de Marchena et le polytechnicien milanais Gino Valatelli. Le 1er juin 1992, l'OPA amicale de Fougerolle sur SAE devient effective grâce à la très forte contribution des salariés actionnaires. En 1992, le groupe issu de cette union prend le nom d'EIFFAGE. 1.2. Activité Le groupe EIFFAGE est aujourd'hui le 7e major européen de BTP et le 3e au niveau national. Fort de ses 56 000 collaborateurs (ouvriers, employés, cadres et ingénieurs), le groupe est présent sur les 5 continents au travers de plus de 500 filiales autonomes et responsables. Eiffage réalise un chiffre d'affaires en constante évolution, qui fut de 10,7 milliards d'euros en 2006. Le groupe développe son activité selon 6 pôles répartis comme suit : le pôle travaux publics : développe toutes les activités routières allant des travaux neufs et l'entretien à la fabrication d'enrobés et de liants, en passant par l'exploitation de carrières, le terrassement et le génie civil. Le pôle construction : regroupe les activités de construction de bâtiments divers. Le pôle immobilier : regroupe les activités de gestion immobilière du groupe. le pôle installation multitechnique : regroupe tous les métiers de l'installation électrique : conception, réalisation, exploitation, maintenance multitechnique. le pôle Métal : développe ses activités de construction métallique, domaine des ouvrages d'art, de la mécanique, des industries.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études le pôle concessions : affirme son rôle de constructeur-concessionnaire d'infrastructures, parkings, ouvrages d'art (ex : Le viaduc de Millau dont Eiffage est concepteur, constructeur et concessionnaire pour 75 ans). 1.3. Le groupement EIFFAGE - PERTUY Sur le chantier de l’Etoile, Eiffage Construction Alsace est associé à Pertuy Construction. Cette association a été rendue nécessaire par l’importance du chantier. En effet, en période de pointe un nombre important d’ouvriers y travaille (environ 250) et les capacités en matériel à mettre en œuvre sont très importantes. Ce groupement a demandé l’accord du maître d’ouvrage pour se faire. Pour concrétiser cette association, les deux entreprises ont constitué une société en participation (SEP) pour définir exactement le rôle de chacun. 1.3.1. Fonctionnement de la SEP La société en participation (SEP) est une société qui, contrairement aux autres, n’est pas immatriculée au Registre du Commerce et des Sociétés. Elle n'est pas représentée par une personne morale : elle n’a donc pas de dénomination, ni de patrimoine propre ; ce sont les deux entreprises qui mettent à disposition leurs moyens matériels et humains ainsi que leurs connaissances afin de la faire fonctionner. La SEP est formée pour une durée déterminée (ici la durée du chantier). A l’issue de cette période, la SEP sera dissoute et le solde du compte commun partagé au prorata des participations à la SEP. 1.3.2. Organisation de la SEP La SEP se compose : D’un mandataire : seul interlocuteur pour la maitrise d’ouvrage et maitrise d’œuvre, ici Eiffage D’un gestionnaire : Pertuy qui s’occupe de la gestion des comptes D’un directeur d’exploitation : Jean-Paul Saintrapt (Eiffage)
L’organisation sur le chantier se déroule comme si une seule entreprise, était présente. Eiffage et Pertuy travaille « main dans la main », les deux entreprises se sont réparties dans tous les métiers : compagnons, chefs de chantiers, conducteurs de travaux… -9-
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2. Présentation du projet
L’ouvrage étudié fait parti d’un ensemble que constituent les passages de l’étoile de Strasbourg. Pour ce qui est de la trémie d’accès au parking des Passages de Etoile, les données géographiques et géologiques du terrain ont conduit à une géométrie particulière ainsi qu’à la prise en compte de la nécessité de réaliser des travaux sous le niveau de la nappe phréatique. La présentation globale du chantier sera effectuée dans une première partie. Après cela, le rôle de la trémie dans l’ensemble sera explicité. Pour finir cette présentation du projet, la géométrie particulière de la trémie constituée de plusieurs rampes avec plusieurs pentes différentes sera exposée. 2.1. Localisation du chantier La trémie étudiée est incluse dans le projet de l’Etoile. Ce projet (les passages de l’Etoile) est situé dans la ville de Strasbourg. Il est implanté entre le bassin d’Austerlitz au nord, la RN4 au sud, le parking du cinéma UGC à l’est et la place de l’Etoile à l’ouest. La trémie quant à elle réalise la jonction entre la RN4 et les passages de l’Etoile.
TREMIE
La proximité de la RN4 qui relie la France à l’Allemagne est un élément important dans l’organisation du chantier afin d’optimiser les rotations des camions pour le bétonnage, le terrassement et la livraison de matériel.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études 2.2. La ZAC Etoile L’origine de ce projet remonte à 1992, lorsque la SERS (Société d’aménagement et d’Equipement de la Région de Strasbourg) lance une consultation pour un projet d’aménagement de la place de l’Etoile et de ses environs. De 1993 à 1997, l’opérateur (le groupe UNIBAIL) crée la SNC PE (société en nom commun les Passages de l’Etoile) qui dessine le projet. Suite à de nombreuses oppositions du public et de contestations municipales, le projet n’a pu démarrer. En 2004, la nouvelle équipe de maîtrise d’œuvre composée du cabinet d’architecture CHAPMAN & TAYLOR, le BET fluides BARBANEL et le BET structure SETEC, reprend le projet et le mène à bien. La structure définitive de la ZAC Etoile peut être décomposée en plusieurs parties : En infrastructure : dans une boîte étanche de 320x70 m comprenant : deux sous-sols de parking d’environ 1500 places aux N-3 et N-2. deux niveaux d’espaces commerciaux aux N-1 et RDC. En superstructures : 3 immeubles de bureaux d’une surface totale d’environ 10 000 m². 5 immeubles de logements de 5 étages accueillant environ 150 logements.
Image de synthèse présentant le projet vue du conservatoire de musique
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HAMM Grégory Projet de fin d’études 2.3. La trémie de liaison RN4 – ZAC Etoile Dans la continuité de la réalisation de la ZAC, un moyen d’accès aisé à la future structure a été décidé. Dans cette optique, le cabinet d’architecture CHAPMAN & TAYLOR a réalisé une étude architecturale pour un projet de trémie d’accès en collaboration avec le BET structure INGEROP. Suite à une consultation d’entreprise pour la réalisation de l’ouvrage, le groupement EIFFAGE – Pertuy, déjà présent sur le site, a obtenu le marché en novembre 2006 pour la réalisation de l’ouvrage.
Etude architecturale de la trémie 2.4. Le génie civil La structure étudiée est constituée de trois rampes permettant la liaison entre la route du Rhin (RN4) et le complexe de la ZAC Etoile, mais également entre le parking de l’UGC Ciné Cité (Silo) et la ZAC étoile. En prenant les élévations de la structure (Annexe 1 : Plans du DCE), nous pouvons avoir une vue d’ensemble du projet. Une première rampe, côté RN4 donne un accès direct de la RN4 au niveau R-2 de la ZAC étoile, cette rampe est celle ayant la pente moyenne la plus importante (annexe 1).
Gros béton
Elévation de la trémie côté RN4
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HAMM Grégory Projet de fin d’études La seconde rampe, est semblable à la précédente mais avec une pente moins importante. Située du côté silo, cette rampe donne accès aux poids lourds pour livrer le niveau R-1 de la ZAC étoile (annexe 1).
Silo ~137.00 fini Fonda tions existantes 30ht A.S 136.70 IGN
MIP
Fon dations filantes exi stantes 30ht A.S 136.70 IGN
R-2 (Accès parking silo) Rampe d'accès livraison
Gros béton
Elévation de la trémie côté silo Une dernière rampe est placée sous la seconde, mais part de la trémie Mariano du parking silo et donne accès au niveau R-2 de la ZAC étoile (annexe 1).
Silo ~137.00 fini Fondations existantes 30ht A.S 136.70 IGN
MIP
Fondations filantes existantes 30ht A.S 136.70 IGN
(Accès parking silo) Rampe d'accès livraison R-2
Gros béton
Elévation de la trémie côté silo
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3. Etanchéité provisoire Dans l’optique de pouvoir réaliser les travaux hors d’eau, il a fallu réaliser une étanchéité provisoire autour de notre zone de travail. Pour ce faire, nous avons fait appel à l’entreprise BAUER pour l’exécution d’une paroi MIP encerclant l’enceinte et d’un bouchon injecté assurant l’étanchéité en partie inférieure.
Profilés métalliques
Bouchon injecté
Paroi MIP
3.1. Présentation de la paroi MIP Dans notre situation particulière, nous avons cherchés à utiliser un système permettant de réaliser une paroi étanche mais sans vibrations pour le sol. Dans cette recherche, l’entreprise de fondations spéciales BAUER nous a présenté un système qu’ils ont breveté : La paroi Mixed In Place (MIP). Cette paroi résulte d’un mélange entre un coulis particulier et le sol en place. Ce mélange ne peut se faire qu’avec un sol de type gravier. Or sur le site de Strasbourg, les graviers du Rhin sont particulièrement appropriés à ce système. Ce mélange se fait à l’aide d’une foreuse RG 20, équipée de trois tarières de diamètre 550 mm (voir photo du dessus). Le poids de la foreuse est de 90 tonnes, avec une
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HAMM Grégory Projet de fin d’études tête d’entraînement de 200 kN.m. Le sol est remanié pendant le forage et la remontée de la tarière et le coulis de liants hydraulique est introduit par l’âme de la tarière creuse. Grâce à ce mélange, on obtient une paroi en béton de résistance environ équivalente à 10 MPa. L’avantage principal de l’utilisation du sol en place est la faible quantité de déblai nécessaire à la réalisation de la paroi. Dans tous les cas, pour obtenir une résistance de paroi suffisante, il a fallu introduire des profilés métallique de type HEB selon un calepinage donné par les notes de calculs avant prise du béton. La souplesse du béton lors de la pose permet la mise en place aisée des profilés à l’aide d’un vibreur.
De plus amples détails sur la réalisation de ce type de parois sont donnés en annexe 2 : Procédé « Mixed-in-Place ». Après la mise en place du profilé métallique et la prise du béton, la paroi est prête à être utilisée pour assurer l’étanchéité latérale de la structure. L’opération suivante consiste en la réalisation d’un bouchon injecté. 3.2. Présentation du bouchon injecté Ces travaux d’injection sont, comme ceux de la réalisation de la paroi MIP, sous-traités à l’entreprise BAUER spécialisée dans les fondations spéciales. Le but de cette opération : réaliser un bouchon injecté assurant l’étanchéité dans l’enceinte de notre chantier pour la durée de nos travaux. En effet, pour permettre la réalisation convenable du terrassement, ainsi que la construction de la trémie, il est indispensable d’effectuer les travaux hors d’eau. Pour ce faire, l’entreprise BAUER a réalisé un bouchon d’une épaisseur de 2,00m ayant une durée de vie évaluée à environ 2 ans. Les profondeurs de ce bouchon varient du fait des pentes de l’ouvrage. Les différentes profondeurs du bouchon sont présentées sur le plan du bouchon injecté en annexe 3 : Plan bouchon injecté.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études La réalisation de ce bouchon s’est faite en plusieurs étapes : le forage des trous d’injection, la mise en place des tiges d’injection et l’injection du gel de silicate. La première étape dans le processus visant à réaliser le bouchon d’injection est le forage des trous d’injection. Ces forages sont effectués en un maillage régulier, comprenant 1,40 mètre entre les tiges, tel que nous le montre l’annexe. Ce forage est effectué à l’aide d’un tube métallique creux (photo ci-dessous). Par ce tube, est alors effectuée une injection primaire de coulis de bentonite-ciment dans la partie inférieure du bouchon. Cette injection primaire ayant pour utilité de fermer les horizons de gravier comprenant peu de fines, évitant ainsi un mauvais placement du gel de silicate. Le débit d’injection du coulis bentonite-ciment utilisé dans cette première phase est de 10 à 12 l/min avec un volume d’environ 200 à 300 l/point d’injection. La pression nécessaire à cette injection est d’environ 10 bars. La seconde étape consiste en la mise en place des tiges d’injection à la hauteur prédéfinie pour obtenir le bouchon souhaité. Chaque tige est équipée d’une manchette à son extrémité. La couleur de cette manchette varie en fonction de la longueur de la tige, ce qui permet un meilleur repérage du matériel sur le chantier. Ces tiges sont mises en place dans les trous précédemment réalisés. La stabilité des trous étant assurée par l’injection de bentonite, il est relativement simple de glisser les tiges souples que représentent les tiges d’injection. De la bonne mise en place de ces tiges, va dépendre la qualité du bouchon, et donc la bonne étanchéité de ce dernier. En effet si ces tiges ne sont pas à la bonne hauteur, il risque d’y avoir des zones où l’épaisseur du bouchon est plus faible, ce qui le rend donc moins efficace.
Tiges d’injections Après la pose des tiges d’injection, la dernière étape du procédé consiste en l’injection du gel de silicate. Ce gel mou est injecté dans les horizons supérieurs. Cette injection de gel de silicate est réalisée à un débit d’environ 10 à 12 l/min avec un volume d’environ 700 l/point d’injection. Il est tout de même important de souligner que les points situés le long de la paroi MIP reçoivent une quantité supérieure de gel, afin d’assurer le collage du fond injecté et de la paroi. Ces points d’injections reçoivent alors un volume d’environ 800 l/point d’injection. La pression nécessaire à cette injection est d’environ 10 bars.
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4. Planning
La réalisation d’un chantier de cette ampleur nécessite l’élaboration de plannings du chantier. Il a fallu créer un planning général du chantier, ainsi qu’un planning afférent aux deux semaines suivantes confié à la maîtrise d’œuvre. 4.1. Planning général Pour cerner les délais qui doivent être respectés, ainsi que le temps imparti pour la réalisation de chaque opération, il est nécessaire de mettre en place un planning général du chantier. Ce planning doit tenir compte de toutes les opérations nécessaires à la réalisation de la trémie, ainsi que des différents liens entre les phases successives et leurs interférences les unes sur les autres. Dans un premier temps, il a fallu réaliser un listing de l’intégralité des opérations. Ce listing fait apparaître les principales tâches, ainsi que les sous-phases nécessaires à la réalisation. Simultanément à ce regroupement d’informations, il est également possible de donner une durée pour chaque opération de manière à préparer notre planning. Dans une seconde phase, nous avons relevé les interférences entre les tâches. Elles sont de réelles barrières qui rendent impossible la réalisation de certains travaux simultanément. En effet, il est impossible de réaliser la paroi MIP et d’effectuer le terrassement dans la même phase. Ce planning tient également compte du temps utile aux différents matériaux pour avoir les caractéristiques nécessaires à leur bonne utilisation : comme une résistance de béton suffisante à sa mise en charge, ou la consistance du gel de silicate (réalisant le bouchon d’étanchéité) suffisante pour la mise en action des pompes pour l’évacuation de l’eau dans l’enceinte de la trémie. Les différentes opérations que nous avons sélectionnées et leurs interférences sont : La notification du marché et les études : Notification marché OS étude (date) Etude OS travaux (date) Les études sont préalables à toute autre opération sur le chantier. C’est donc la première partie à réaliser pour l’équipe du chantier. Ces études comportent le planning général du chantier, ainsi que le choix des différentes techniques employées pour la réalisation de la trémie, les consultations de sous-traitants. L’autre partie importante de l’étude est la réalisation du plan d’installation de chantier. En effet, ce plan réalisé, la phase de préparation des travaux peut être lancée. La grue G6 (Potain MD 120, ht : 24,60 m, flèche : 35,00 m) : Fondation grue Montage
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HAMM Grégory Projet de fin d’études Maintien de la grue Replis matériel La grue n’est mise en place que lorsque les travaux requièrent son utilisation. De plus, elle doit être évacuée dès que les travaux ne nécessitent plus sa présence. En effet, son coût étant élevé, il convient de ne la conserver que pour une durée aussi courte que possible. Préparation et installation du chantier : Préparation du chantier Cette phase est l’une des parties cruciales du chantier. Lors de la préparation du chantier, le conducteur de travaux prépare les premiers contacts avec les entreprises sous-traitantes. De plus, c’est la période où commence les commandes de matériel permettant le démarrage réel des travaux. Fin consignation des réseaux (date) Installation chantier La phase d’installation de chantier correspond à la mise en place des barrières permettant d’isoler le chantier des circulations extérieures et d’afficher les indications légales sur les panneaux de chantier. La paroi MIP : Commande des HEB La commande des HEB est susceptible d’être réalisée dès la fin des études de résistance sur la paroi MIP. Ces profilés prennent 6 à 8 semaines pour être livré. Il est donc primordial de prendre en compte ce délai dans le planning. Installation atelier Implantation Terrassement plateforme MIP Dès la fin de la réalisation de la paroi MIP, les travaux d’injection peuvent démarrer. L’injection : Installation injection Injection Séchage Pour assurer la bonne étanchéité de la zone de travail, un bouchon d’injection est à réaliser. Pour cette opération, la paroi MIP doit être achevée. Cependant, il est possible de préparer l’installation de l’injection simultanément à la finition de la MIP. Suite à l’injection, il est indispensable d’attendre le séchage du coulis pour pouvoir procéder aux opérations de pompage.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études Le pompage : Mise en place des puits de pompage Pompage Les opérations de pompage sont indispensables pour effectuer les travaux dans de bonnes conditions. De ce fait, le terrassement ne peut démarrer avant le pompage. Cependant, les deux opérations peuvent débuter simultanément puisque la première phase de terrassement ne passe pas sous le niveau de la nappe phréatique. Le pompage de l’eau dans la zone s’effectue en quelques jours, mais les pompes sont laissées en fonctionnement pour toute la durée des travaux. En effet, l’imperméabilité parfaite des parois est physiquement impossible, il est donc indispensable d’évacuer les infiltrations restantes (environ 7m3/h sur l’ensemble de la zone). Le terrassement et la mise en place des butons : Ces opérations figurent dans le planning comme une seule phase. En effet, il est indispensable de les réaliser simultanément. De plus amples explication, ainsi que les détails des phasages de réalisation sont présentées dans les chapitres 5. Butons et 6. Terrassement. Pour pouvoir réaliser la structure, mais aussi pour démolir la paroi moulée de la ZAC dans la zone de jonction, le terrassement doit être achevé. Jonction avec la ZAC Etoile : Etaiement dalles ZAC Etoile Création ouverture dans PM (paroi moulée) Pour permettre la jonction entre les deux ouvrages, il faut d’abord, reprendre les charges des dalles de la ZAC Etoile. Ensuite, la démolition de la paroi devient possible. De plus amples explications sur cette opération sont présentées dans le chapitre 6.2 Démolition de la paroi moulée.
Reprise dalles ZAC Etoile Par ailleurs, parallèlement à la réalisation du radier, une reprise des dalles de la ZAC est effectuée. Les détails sur l’étanchéité de cette zone sont présentés dans le chapitre 7.4 Jonction avec la ZAC Etoile. Les détails sur les moyens techniques utilisés pour la reprise des charges sont présentés en annexe 4 : Plans de coffrage de la Zone A. La suite des travaux consiste en la réalisation du gros œuvre de la Rampe. Le radier du tunnel côté silo : Point bas station de relevage Béton de propreté et membrane d’étanchéité
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HAMM Grégory Projet de fin d’études Le béton de propreté a pour utilité de donner un fond de fouille propre pour la réalisation de l’ouvrage au dessus. Dans la même phase, nous avons procédé à la mise en place de la membrane d’étanchéité. Cette dernière étant recouverte d’une couche de béton de protection pour éviter que le ferraillage de la dalle ne vienne endommager l’étanchéité. Membrane contre MIP Pour assurer la continuité de la membrane sur l’ouvrage, une partie de celle-ci est posée contre la paroi MIP dans la zone où cela est possible. Coffrage de rive Aciers Bétonnage phase 1 Bétonnage phase 2
La structure du génie civil : Talonnettes Pour permettre la réalisation aisée des voiles, nous avons opté pour la solution consistant en l’exécution de talonnettes. Celles-ci permettent de placer les coffrages de manière à obtenir les épaisseurs de piédroits souhaités. Voile central ht = 2,80 m Dès que les talonnettes du voile central sont mises en place, il devient possible de démarrer les voiles correspondant à la partie inférieure. La hauteur constante de ce voile rend cette phase relativement aisée. Par contre, la forte épaisseur de ce voile (1,15 m) rend la phase de bétonnage plus longue qu’un voile classique. Membrane Pour permettre la réalisation des voiles contre la paroi MIP, il faut assurer la continuité de l’étanchéité. Pour ce faire, la membrane est posée contre la paroi MIP avec une couche de protection en crépis afin d’éviter que les cailloux de rives de la MIP ne viennent endommager le complexe d’étanchéité.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études Voile ht = 3,00 m contre MIP Pour la réalisation de ce voile, nous avons fait appel à un système de coffrage une face de la société PERI. Ce coffrage est présenté de manière plus détaillée dans le chapitre 8.2.2 Les coffrages une face.
Remblai L’opération suivante consiste en la mise en place du remblai dans la rampe côté RN4. Ce remblai est réalisé selon les pentes du futur ouvrage et devra être suffisamment compacté pour permettre la reprise des charges dues à l’ouvrage. Béton de propreté et membrane Ferraillage du radier Bétonnage du radier ép. = 40 cm côté RN4 Ces opérations sont identiques à celles déjà réalisées pour le radier côté silo. La seule différence réside dans le fait que la réalisation de cette phase n’est possible qu’après coulage et prise du béton du voile intermédiaire.
Dalle côté silo En même temps que la réalisation du radier, il nous est possible de mettre en œuvre la dalle du côté du silo. En effet, après prise des deux voiles la soutenant, il n’y a plus d’obstacle à son exécution. Séchage dalle et dépose des butons Pour ce qui est de la dépose des butons : il n’y a pas de solution type pour cet ouvrage. En effet, dans certains cas, nous pouvons déposer les butons lors de cette phase. Dans d’autres cas, il faudra les remplacer pas d’autres avant leur dépose. Enfin, dans certains cas nous devons attendre la réalisation d’une plus grande partie du génie civil pour pouvoir déposer les butons. Plus de détail sur la dépose des butons sont donnés dans le chapitre 5.3 Phasage de dépose des butons. Membrane Voile ht = 3,00 m côté RN4 La pose de la membrane d’étanchéité, ainsi que la réalisation du voile côté RN4, sont
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HAMM Grégory Projet de fin d’études effectuées de manière identique à celle utilisée pour le voile une face côté silo. Simultanément à ces dernières phases, et ceci dès la prise des premiers mètres de voiles contre la MIP côté silo, peuvent être réalisés certains travaux présentés dans le planning sous le titre de phase 1. Ces travaux concernent la partie de notre ouvrage faisant la jonction avec la ZAC Etoile. Ce sont les suivants : Dalle côté ZAC niveau 134,05 m IGN Séchage dalle et dépose des butons Verticaux Dalle tablier Remblais Séchage Etanchéité Lorsque ces phases sont réalisées, nous pouvons à nouveau nous concentrer sur les phases plus générales de la réalisation du génie civil. Voile central de hauteur variable Notre ouvrage étant en pente, la partie supérieure du voile intermédiaire doit être réalisée avec une hauteur variable. De ce fait, cette partie nécessite une attention toute particulière dans sa réalisation. De plus, pour permettre la dépose des butons, ce voile devra être réalisé en plusieurs éléments. Tous les détails sur ce phasage sont présentés dans le chapitre 8. Phasage des voiles. Voile ht = 5,00 m contre MIP côté silo Voile ht = 5,00 m contre MIP côté RN4 Ces voiles d’une hauteur conséquente, seront d’autant plus hautes qu’ils doivent être réalisés avec des coffrages une face, et ils auront les mêmes problèmes de phasage pour le voile central précédemment cité. Finitions Les travaux de finitions sont généralement assez importants, mais dans notre cas, les voiles étant apparents, nous ne pouvons faire appel à de trop nombreuses finitions. Dalle côté RN4 Dans une phase réalisée simultanément à celle des voiles, nous avons opté pour la mise en œuvre de la dalle côté RN4. Cette dalle devra supporter les charges de remblai, ainsi que le béton de lestage.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études Membrane La membrane d’étanchéité est mise en place à la suite de la réalisation de la dalle côté RN4, et se fait simultanément à la réalisation des voiles collés contre la MIP Béton de lestage Remblais Ce béton de lestage est mis en place sur la dalle côté RN4 pour donner à la structure une charge suffisante afin d’éviter tout risque de soulèvement dus à la présence de la nappe phréatique en phase d’utilisation de l’ouvrage. Démolition de la MIP Pour permettre la réalisation de l’escalier, ainsi que le radier permettant de relier la trémie à la route du Rhin, nous devons démolir partiellement la paroi MIP. Escalier Radier Réalisation du solde des voiles Avant de finir les opérations de gros œuvre, il faut réaliser le solde des voiles. Ceux-ci correspondent à des voiles localisés qui n’ont pas encore pu être mise en œuvre. Nous pouvons prendre pour exemple, le voile côté silo destiné à supporter les gardes corps. A ce stade du chantier, les phases de gros œuvre sont closes. Il convient alors de procéder à la pose des différents éléments d’équipement pour rendre l’ouvrage utilisable. Equipements : Etanchéité intérieures Trottoirs Chape sur dalle BA Enrobés Ces opérations sont destinées à réaliser une chaussée praticable. Cette chaussée comporte un enrobé du même type que les routes pour les parties non couvertes et de chape sur dalle pour les parties couvertes. Electricité La trémie est raccordée au courant électrique de manière à permettre l’éclairage de la chaussée. Ces luminaires ont fait l’objet d’une étude particulière et ont nécessité l’utilisation d’inserts dans les voiles. Raccordement de chaussée Finitions
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HAMM Grégory Projet de fin d’études Fin des travaux Le planning général du chantier est présenté en annexe 5 : Planning général du chantier. Les différentes phases présentées ci-dessus, ainsi que les liens entre celles-ci sont intégrés dans le planning.
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4.2. Planning sur 2 semaines Ce planning sur deux semaines est établi pour les besoins du chantier et transmis à sa demande à la maitrise d’œuvre pour lui permettre de contrôler le bon avancement des travaux ainsi que le suivi et la vérification de la bonne réalisation de l’ouvrage (ferraillage bien réalisé, membrane bitumineuse bien posée …). Les plannings doivent être rendus lors de chaque réunion de chantier (tous les vendredi matin). Il permet également, avec l’appui du planning général, de vérifier si l’avancement des travaux est en conformité avec les prévisions, ou si le chantier est en retard ou en avance sur le planning initial. Pour ce qui est de la structure des plannings, la trame de base fournie les renseignements afférents aux tâches effectuées, les observations (en général le nom de l’entreprise effectuant les travaux), ainsi que les jours de travail. Il est important de préciser, que les différents jours de travail sont divisés en demi-journées.
Ces plannings ont pour réel avantage de présenter les travaux, de manière bien plus détaillée que le planning général du chantier. Ils feront en effet état de tous les détails, et préciseront les parties des travaux réalisés dans l’intervalle de temps. Ces plannings constituent un bon indicateur du respect du cahier des charges et du bon avancement des travaux. Pour réaliser ce planning, il est très important d’avoir en permanence une vision d’ensemble sur l’avancement du chantier. Mais en plus, il faut également prévoir les opérations à venir et donc avoir une bonne vision de l’évolution du chantier dans le temps. Ceci demande une bonne gestion des informations, et une organisation rigoureuse des étapes de la construction. Pour avoir une bonne vision globale de l’évolution de ces plannings lors du chantier, tous ceux effectués lors de mon projet sont présentés en annexe 6 : Plannings à deux semaines.
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5. Butons
Pour réaliser la structure à l’aide du système présenté dans la première partie, il faut en phase provisoire, assurer le maintien de la paroi MIP à l’aide de liernes et de butons. Or, la mise en place de butons dans la zone de travail, pose bien évidemment de nombreux problèmes de mise en œuvre dans un premier temps, pour le terrassement puis pour la réalisation du gros œuvre. De ce fait, l’entreprise BAUER nous a demandé de déterminer la position des butons qui serait la moins contraignante pour la réalisation de notre ouvrage. De plus la structure nous oblige à bien prendre en compte le phasage de dépose des butons. 5.1. Positionnement Pour déterminer le positionnement des butons, il a fallu prendre les différentes coupes de notre ouvrage en y plaçant les butons de manière à pouvoir réaliser le cadre reliant le silo et la ZAC dans un premier temps, sans avoir à déposer de butons provisoires. De plus, il était indispensable d’avoir en permanence une distance suffisante entre le dessus des dalles et le dessous des butons pour permettre une réalisation aisée de la dalle. Cette distance à été estimée à environ 50 cm.
Espacement min : 50 cm
Espacement min : 50 cm
Cadre à réaliser en premier
Coupe présentant les différentes contraintes de réalisation en phase initiale Suite à une première ébauche de placement de butons, nous avons réalisé une première rotation de banche, ainsi qu’une ébauche de phasage de terrassement. Ceci nous a permis de déterminer les contraintes supplémentaires pouvant être causées par le placement, et de ce fait réajuster le placement des liernes et des butons.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études La première contrainte fut celle de la hauteur des banches. En effet, dans certaines zones, la hauteur des banches que nous avions à utiliser ne nous permettait pas la bonne réalisation du voile avec les liernes en place. Dans certains cas, il n’était même pas possible de placer la banche.
Zone où la hauteur de banche pose problème Pour corriger ce problème, la solution retenue consiste dans la mesure du possible à utiliser des banches de taille intermédiaire pour ajuster la hauteur. Dans les cas où il n’était pas possible d’ajuster les hauteurs, nous avons demandé à déplacer les butons pour permettre la mise en place d’une banche convenable.
Zone où la hauteur de banche pose problème Notre seconde contrainte fut pour le terrassement. En effet, quelle que soit la position des butons, la topographie de notre structure rend la question du terrassement extrêmement délicate. De ce fait, un phasage a été réalisé pour une bonne coordination des travaux. Celui-ci est présenté dans le chapitre suivant : 6. Terrassement.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études 5.2. Pose des butons La mise en œuvre des butons s’effectue en plusieurs étapes distinctes. Chacune de ces étapes requière une rigueur particulière. En effet, s’il y a le moindre défaut de placement d’un buton, les efforts ne sont pas repris de la manière étudiée lors des calculs de résistance. Ceci pourrait avoir des conséquences d’autant plus catastrophiques, que les charges appliquées sur ce butons sont très élevées du fait de la nécessité de reprendre les efforts des fondations du parking silo. La première étape est la mise à vue des profilés métalliques. En effet, après la réalisation de la MIP, les profilés restent incorporés dans la paroi et nécessite une démolition de la surface de la MIP pour en sortir les profilés. L’étape suivante consiste en la mise en place d’un petit profilé métallique qui est fixé par soudure sur les profilés intégrés dans la paroi MIP. Cette soudure réalisée à l’extérieur, nécessite une application particulière et une très grande rigueur dans sa réalisation. Le profilé ainsi soudé a pour objectif de caler les futurs liernes. Leur position doit donc être excessivement précise. Lorsque les profilés de positionnement sont en place, l’étape suivante consiste en un rabotage de la paroi. En effet, en raison de son système de réalisation, la paroi MIP ne peut être d’une épaisseur constante. Pour rattraper un maximum d’imperfections et donner les dimensions souhaitées à la partie intérieure de la paroi, un rabotage est effectué à l’aide d’une tête raboteuse (tel qu’on peut le voir sur la photo adjacente). Cette phase de rabotage permet d’aplanir la surface de la paroi. Au final, seul un écart de 6 cm sépare la partie la plus épaisse de la partie la plus fine de la MIP.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études Après le rabotage, il s’agit de mettre en place les liernes sur les profilés précédemment soudés. Ces liernes ont pour utilité d’assurer la participation de tous les profilés de la paroi MIP aux efforts de reprise des charges dus aux terres et aux fondations du silo. Il est donc impératif que les liernes soient en contact avec l’intégralité des profilés de la paroi MIP. Dans le cas contraire, la répartition des charges n’étant pas aussi bonne que prévue, il risquerait d’y avoir des déplacements trop importants sur certaines parties de la paroi, voire même dans le cas extrême, des fissurations entraînant la perte de l’étanchéité et donc l’inefficacité de la paroi. L’ultime étape est la pose des butons. La simplicité d’exécution de cette dernière partie est liée à la bonne réalisation de l’intégralité des étapes précédentes. Pour assurer la stabilité des butons placés, ils sont soudés aux liernes. Dès que toutes ces opérations sont réalisées, la stabilisation de la paroi est effective, et les opérations suivantes, tel que le terrassement sont réalisables.
5.3. Phasage de dépose des butons Lorsque l’intégralité des butons est mise en place, elle assurera la stabilité de la paroi MIP en phase provisoire. Pour pouvoir réaliser cette dernière, il est indispensable de prévoir un ordonnancement entre l’avancée des travaux et la dépose des butons. Cette coordination est d’autant plus importante que la possibilité de réaliser certains voiles dépend directement de la présence ou non de certains butons. Nous avons donc étudié un phasage complet en fonction de l’évolution du chantier, et ce pour chaque buton. Ce phasage prend en compte plusieurs critères tels que les zones à réaliser pour permettre la dépose d’un buton, ou la nécessité de remplacer un buton par un autre en phase intermédiaire. Les calculs de résistance fournis par Arcadis nous indiquent que certaines zones de notre génie civil doivent être réalisées avant de permettre la dépose des butons. Sachant quelles zones sont à réaliser dans cette première phase, nous avons cherché à accomplir ces
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HAMM Grégory Projet de fin d’études parties dans la première phase de notre génie civil et ainsi déposer les butons devenus inutiles pour permettre la poursuite de la réalisation de notre ouvrage.
Buton à déposer
Partie réalisée
Réalisation permettant la dépose du buton inférieur Malencontreusement, dans certains cas, la réalisation de la zone nécessaire n’est pas possible, sans la dépose du buton provisoire. Aussi, il nous a fallu penser à une autre solution pour palier à ce problème. La solution que nous avons trouvé : c’était la réalisation de notre structure jusqu’au niveau des butons. Dans une seconde phase, nous avons opté pour la solution consistant à poser un buton provisoire supplémentaire permettant la stabilisation de notre structure. Grâce à la mise en place de ce nouveau buton, nous avons la possibilité de déposer le buton gênant et ainsi poursuivre la réalisation de notre structure. Buton à déposer
Buton provisoire
Partie réalisée
Réalisation demandant la pose d’un buton supplémentaire - 30 -
HAMM Grégory Projet de fin d’études Ce phasage a une importance capitale pour notre projet, puisque de lui découle les hauteurs de coffrage utilisable, d’où notre Calepinage de voile, ainsi que la rotation de banche à suivre. Tous les détails, ainsi que des explications complémentaires sur les positions des butons sont présentés dans l’annexe 7 : Plan de butonnage et l’annexe 8 : Phasage provisoire des voiles. 5.4. Calculs de résistance S’agissant des calculs de résistance des butons, l’entreprise BAUER les fait réaliser en sous-traitance par Arcadis. Tous les détails des calculs sont présentés dans l’annexe 9 : Notes de calculs du soutènement provisoire par paroi MIP. Cette note de calcul nous présente les hypothèses de calculs ainsi que les différents calculs et les vérifications effectuées pour la détermination des butons. Les hypothèses de calcul appliquées par le bureau d’étude nous informe sur la nature du sol, les différentes charges appliquées sur les butons, les caractéristiques de la paroi MIP, la nature des profilés métalliques, des assemblages, des butons et des liernes. De plus, un phasage a été ajouté à ces hypothèses, avec les déplacements admissibles par la structure. Pour ce qui est des charges appliquées sur les butons, nous pouvons constater que les charges dues aux fondations isolées du parking silo sont particulièrement pénalisantes. La prise en compte de ces efforts par le logiciel PLAXIS, utilisé pour cette étude, nécessite une répartition des charges. Pour ce faire les charges ponctuelles des fondations ont été transformées en charges réparties. Il faut également noter que le bureau d’étude a considéré les charges dues à la grue comme négligeables du fait de sa position. En donnant les hypothèses au logiciel PLAXIS, le bureau d’étude a obtenu des résultats concluants sur lesquelles ils ont réalisé les vérifications d’usage : Moment admissible de la paroi mixte Effort tranchant admissible Compression et flambement des butons à l’eurocode 3 Les déplacements de la paroi (seuil à 25 mm) Du fait du module de notre sol et de la prise en compte d’une cohésion très faible (mais non nul), des tassements centimétriques sont à envisager. Ces calculs nous indiquent également que l’augmentation de l’espacement entre les butons ne peut être acceptable pour permettre le maintien de la structure. De plus, la note de calcul nous précise que pour la réalisation du soutènement provisoire, certaines dispositions particulières sont à prendre.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études
6. Terrassement
De manière simultanée à la mise en place des butons, et pour permettre la pose de ces dernier, nous avons procédé au terrassement dans l’enceinte de la paroi MIP. Ce terrassement étant particulièrement complexe du fait de la nécessité de la mise en place des butons, nous avons procédé à la réalisation d’un phasage précis entre le terrassement et la mise en place des butons. De plus pour réaliser la jonction avec la ZAC, il faut également y inclure la démolition de la paroi moulée de la ZAC. 6.1. Phasage du terrassement Les calculs effectués par Arcadis pour le compte de la société BAUER, nous indiquent que le premier lit de butons doit être mis en place dès que le fond de fouille atteint la côte de 50 cm sous ce premier lit. Pour permettre le déplacement des engins après la pose du premier lit de butons, nous avons mis au point un phasage de terrassement particulier nous permettant à la fois d’avancer dans les opérations de terrassement et de poser les butons. Ce phasage nous permet un gain de temps grâce à la possibilité de réaliser deux opérations simultanément. La réalisation du terrassement se fera selon les étapes suivantes :
Phasage du terrassement dans la première zone 1) Terrassement initial jusqu’à la hauteur de 137,50 m IGN (50 cm sous le premier lit de butons). Cette phase n’occasionne aucun souci du point de vue technique. Pour ce qui est de la résistance, les calculs fournis par Arcadis nous assurent de la stabilité de l’ensemble. 2) Mise en place des liernes ainsi que des deux premiers butons du côté de la ZAC (files n°1 et n°2). Ces butons devront stabiliser la MIP pour permettre la suite du terrassement. - 32 -
HAMM Grégory Projet de fin d’études 3) Terrassement de la zone indiquée sur le schéma ci-dessous, ainsi que sur le carnet de phasage en annexe. Ce terrassement s’effectue à l’aide d’une pelle mécanique. 4) Mise en place du buton de la file n°3 pour stabiliser la zone de terrassement suivante 5) Terrassement de la zone n°5. 6) Pose du buton supérieur de la file n°4 pour poursuivre le terrassement 7) Terrassement de la zone n°7 pour permettre de placer les derniers butons de cette zone. Dès que cette première partie du terrassement est réalisée, nous devons attaquer le second lit de buton dans la zone centrale. Cette étape doit être réalisée à cet instant pour des raisons d’encombrement des machines. En effet, si nous avions d’abord posé les butons aux droit des files n°6 et n°7, nous n’aurions plus eu la place suffisante pour faire passer les engins de terrassement.
Phasage global du terrassement
8) Terrassement de la zone n°8 pour permettre la mise en place des liernes de la zone. 9) Mise en place des butons inférieurs des files n°4 et n°5 10) Terrassement de la zone suivante pour permettre le passage des engins. 11) Mise en place du buton supérieur de la file n°6 12) Terrassement de la dernière zone suivante 13) Mise en place du buton supérieur de la file n°7 14) Terrassement de la dernière zone de ce pré-terrassement 15) Mise en place de tous les butons qui n’ont pas encore été mis en place
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HAMM Grégory Projet de fin d’études 16) Pour finir l’opération de terrassement, la suite s’effectuera avec un chargeur, d’une pelle et une rotation de camion. Les hauteurs sous butons permettent à présent de travailler de manière plus classique. Le chargeur a pour fonction de déplacer la terre vers la paroi MIP côté RN4 pour permettre à la pelle placée au bord du terrassement de reprendre la terre afin de la placer dans les camions. Un carnet de phasage est fourni en annexe 10 : Phasage du terrassement. Ce carnet reprend toutes les phases du terrassement en précisant les opérations réalisées lors d’une phase.
6.2. Démolition de la paroi moulée De manière à pouvoir joindre la partie existante de la ZAC Etoile et notre trémie, il est nécessaire de démolir partiellement la paroi moulée de l’ouvrage existant. Cette opération consiste en la stabilisation de l’ouvrage existant grâce à une reprise en sous œuvre au niveau des dalles de la ZAC. Cette ouverture consiste en un percement de la paroi aux premier et second sous sol du parking de la ZAC. Cette opération est réalisée en plusieurs étapes qui sont : l’étaiement des dalles des niveaux de sous sol -2 et -3, le sciage des dalles, de la paroi, et pour finir, la démolition de cette dernière et la reprise en sous-œuvre.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études 6.2.1. Etaiement Dans un premier temps, pour permettre les travaux sur la paroi moulée, il faut réaliser l’étaiement des dalles portées par la paroi. Il a pour but de reprendre l’intégralité des charges effectives sur les dalles sciée. Ces dalles sont les dalles des niveaux -1, -2, -3 de l’ouvrage existant. Pour déterminer les charges a reprendre par nos tours d’étaienement, espacées de 1 m de la paroi moulée, et pour permettre la stabilisation des dalles après leur sciage, nous avons fait appel au bureau d’étude OTE, en charge des passages de l’étoile. En réponse à cette demande, l’ingénieur assurant les calculs pour cette zone du chantier nous a fournis des charges à reprendre par mètre linéaire. Au niveau de la dalle haute du niveau -1, la charge à reprendre est nulle du fait que celle-ci porte dans l’autre sens. Il n’est donc pas nécessaire de prévoir de tour pour cette zone. Par contre, pour les deux autres niveaux de sous-sol, il convient de placer des tours pour la reprise des charges. Pour le niveau -2, le bureau d’étude nous impose la reprise de 5 t/ml, alors que pour le niveau -3, cette charge arrive à 8 t/ml. Ces charges nous permettent la réalisation d’un plan présentant le posistionnement des tours d’étaiement dans ces niveaux de sous sol. Les tours d’étaiement utilisées pour effectuer cette reprise sont des tours de type Ercta. Elles ont pour dimensions 0,80 x 1,50 m. et permettent la reprise de 18 tonnes. A l’aide de ces données, nous avons réaliser un calepinage des tours pour obtenir la resistance souhaitée. La dernière étape dans notre étude de la reprise en sous œuvre consiste en la détermination des poutrelles a mettre en place sur les tours pour la reprise de la dalle. Nos charges étant importantes, nous avons opté pour des poutrelle Erecta de dimension 200 x 65 mm. Pour déterminer le nombre de poutrelle utiles pour cette reprise, nous avons utilisés un abaque fourni par la société Erecta. Ce dernier nous donnant les charges reprises par une poutrelle en fonction des espacements entre les appuis. Il ne reste plus qu’à effectuer le rapport entre la charge à reprendre et la charge reprise par une poutre pour obtenir le nombre d’éléments utiles. Tous les détails et dimensions des éléments sont présentés en annexe 11 : Etaiement des dalle N-2 et N-3 du parking. Dès ce plan réalisé, il a été transmis au bureau d’étude pour vérification. Après l’aval de ce dernier, nous avons pu lancer les travaux pour permettre le sciage des dalles.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études 6.2.2. Sciage des dalles Suite à la mise en place de la reprise en sous œuvre des dalles de la ZAC, nous avons pu procéder au sciage de ces dernières. Cette opération concerne les dalles des niveaux de sous sol R-1, R-2 et R-3. Sur le croquis présenté dans le paragraphe précédent, sont décrites les zones de ces dalles qui sont à couper. Cette coupe de dalle s’effectue à l’aide d’une scie à disque par l’entreprise Béton-Sciage. Pour obtenir la découpe souhaitée, nous avons mis en place sur la zone, des marquages, permettant le repérage de la zone à découper par l’entreprise. Il faut également prendre en compte que la forme du disque nécessite une largeur de découpe théorique supérieure de 30 cm à nos besoin rééls. Cette phase du chantier ne nécessite pas d’autre intervention de notre part. Cependant, elle doit être prise en compte dans nos plannings et être intégrée dans notre phasage de démolition de la paroi moulée. 6.2.3. Sciage et démolition de la paroi moulée L’opération de démolition de cette paroi est effectuée à la fin du terrassement. En effet, il n’est pas très judicieux de réaliser cette ouverture plus tôt du fait de la présence de terre dans la zone de la trémie. Cependant, les phases précédentes ne posent aucun problème de phasage par rapport au terrassement, leur réalisation peut donc être effectuée simultanément à ce dernier. Pour effectuer cette opération, avec les conseils de l’entreprise Béton-Sciage, nous avons opté pour l’utilisation d’une scie à câble. Ce matériel s’adapte parfaitement à notre cas, puisque nous voulons découper des morceaux de paroi verticale. Notre souci principal pour la réalisation de cette phase : évacuation des déblais. En effet, ces blocs de béton sciés doivent pouvoir être manipulés par une grue mobile pour procéder à leur évacuation. De plus, les charges déplaçables par les camions évacuant ces déblais ne peuvent excéder 20 tonnes. Pour avoir une réalisation efficace de cette zone, nous avons limité le poids des blocs de paroi, découpé à 10 tonnes par élément. Avec cette solution, une grue mobile de 100 tonnes nous permettrait de reprendre les charges, en les plaçant sur le chemin d’accès au chantier côté RN4. Cette grue ainsi positionnée peut prendre directement les morceaux de paroi après démolition pour les placer dans les camions se relayant pour évacuer le déblai.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études
7. Etanchéité
La réalisation d’un tel ouvrage nécessite l’utilisation de matériaux et de techniques particulières pour sa réalisation et son bon fonctionnement. Pour assurer la pérennité de l’ouvrage, une étanchéité de grande qualité doit être mise en place sur toute la structure, tout en mettant en place des joints de dilatation et en réalisant la jonction avec les différents ouvrages existants. Le bon fonctionnement de l’ouvrage, dans sa phase définitive, dépendra de la bonne réalisation de cette étanchéité. C’est un point crucial du chantier, il doit par conséquent faire l’objet d’une attention toute particulière. 7.1. La membrane bitumineuse Pour assurer une bonne étanchéité de l’ouvrage, nous avons opté pour un procédé utilisant une membrane bitumineuse. Cette membrane est la mieux adaptée à notre besoin d’étanchéité, en raison de sa résistance. Les soudures entre les différentes plaques de la membrane sont soumises à des normes de réalisation très strictes qui devront être contrôlées lors de la réalisation sur chantier. L’étanchéité est réalisée à l’aide de trois couches. La première, ainsi que la dernière couche sont constituées d’un géotextile de protection de masse surfacique de 700 g/m². Ce matériau est utilisé pour protéger la membrane bitumineuse en limitant les effets du poinçonnement lors de la réalisation de l’ouvrage. La pose de cette membrane se fait par déroulage et découpe des rouleaux et cela avec un recouvrement de 20 cm. La soudure des recouvrements est effectuée à l’aide d’un pistolet à air chaud afin d’éviter le déplacement du géotextile lors de la mise en œuvre de la géomembrane. La couche intermédiaire de notre système d’isolation est réalisée par une membrane bitumineuse. Cette membrane, d’une épaisseur de 4,00 mm et de masse surfacique de 4600 g/m² est particulièrement résistante aux effets du poinçonnement statique (390 N) et dynamique (7 J). Ce matériau est utilisé pour assurer l’étanchéité de la trémie. La mise en œuvre de la membrane se fait par recouvrement entre lés de 20 cm ; largeur sur laquelle un film papier de protection doit être contrecollé sur la membrane. La soudure des recouvrements doit être réalisée par un soudeur qualifié ASQUAL au moyen d’un chalumeau. Le chef de chantier est en charge du contrôle de la bonne réalisation de l’opération de soudure. Cette étanchéité est parfaitement adaptée à notre situation. Elle a une grande résistance aux poinçonnements. De plus, elle est parfaitement adaptable aux différents angles de notre structure. Il reste tout de même quelques points particuliers à étudier, tels que les jonctions avec les ouvrages existants, pour être sûr de la bonne étanchéité finale de l’ouvrage.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études 7.2. Jonction avec la ZAC Etoile Le rattachement d’une structure sur une autre dans la nappe phréatique est toujours une phase très délicate. De ce fait, cette liaison doit être étudiée avec le plus grand soin. De plus, à cette jonction il a également fallu placer un joint de dilatation, ce qui rend la réalisation d’autant plus délicate. Pour réaliser cette opération, la solution retenue repose sur plusieurs éléments permettant d’assurer l’étanchéité de la structure, ainsi que la possibilité de déplacements pour assurer le joint de dilatation.
Détail sur la jonction Trémie – ZAC sur la dalle haute de la trémie
Détail sur la jonction Trémie – ZAC sur le radier de la trémie - 38 -
HAMM Grégory Projet de fin d’études L’annexe 4 : Plan de coffrage de la zone A (zone de jonction entre la trémie et la ZAC Etoile) nous indique à l’aide des détails 1 et 2 les systèmes retenus. Ceci comporte l’intégration de la membrane bitumineuse dans la jonction entre les deux ouvrages. Nous avons également retenu l’utilisation d’un waterstop périphérique pour permettre une liberté de mouvement entre les bâtiments. Pour la jonction avec la paroi moulée existante, des joints hydrogonflants sont retenus. Les matériaux et systèmes particuliers utilisés pour assurer l’étanchéité sont : 1) La membrane bitumineuse : La membrane bitumineuse a pour fonction d’assurer l’étanchéité dans l’ensemble de l’ouvrage. De ce fait, sa continuité doit être assurée au niveau de la jonction entre la trémie et la ZAC. Les données techniques et autres précisions sur cette membrane sont présentées dans de chapitre 7.1 La membrane bitumineuse. Le positionnement de la membrane dans la structure figure sur les plans indiqués en annexe 4. 2) Le waterstop : Pour assurer l’étanchéité entre notre béton de couronnement et nos dalles de la trémie au niveau de la jonction entre les deux ouvrages, nous avons opté pour un waterstop. Ce dernier est à placer dans la structure suivant les plans indiqués en annexe 4 : Plan de coffrage de la zone A. Le waterstop est une bande en PVC flexible, ce qui rend possible des déplacements. Cependant pour maintenir ses avantages en étanchéité, l’allongement du joint ne peut excéder 10 mm. Ce waterstop de couleur jaune a une largeur de 200 mm pour une épaisseur variable (entre 2,5 dans les zones fines et 15 mm au niveau de la bulle centrale). Il est fourni en rouleaux d’une longueur de 15 m. S’agissant de notre ouvrage, ils assureront la continuité avec notre béton de couronnement.
Coupe du waterstop La mise en œuvre de ce joint se fait en deux phases distinctes. Dans un premier temps, la moitié du waterstop se coule dans le premier élément réalisé. Lors de la réalisation de la seconde partie, il intègre l’autre partie de la structure, ce qui crée une véritable barrière étanche entre les deux éléments.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études 3) Joints hydrogonflants : Pour assurer l’étanchéité entre la paroi moulée de la ZAC et notre béton de couronnement au niveau de la jonction, nous avons choisi d’utiliser des joints hydrogonflants. Le joint est à placer dans la structure suivant les plans indiqués en annexe 4. Ces joints sont constitués d’un mélange de résines insolubles hydro-expansives et de caoutchouc muni d’un vernis de protection empêchant une expansion prématurée, notamment lors des phases de mise en œuvre. Dès que ce joint est intégré dans le voile par bétonnage, le joint, alors Avant Après en présence d’eau, se gonfle et acquiert ses capacités expansion expansion d’étanchéité. Ces joints de couleur rouge ont une largeur de 20 mm et une épaisseur de 3 mm. Ils sont fournis en rouleaux d’une longueur de 20 m. Dans le cas de notre ouvrage, ils assureront la continuité avec notre ouverture de la paroi moulée. Pour mettre en œuvre ce produit, le support d’application doit être propre, exempt d’huile de décoffrage et débarrassé de toutes les parties peu adhérentes. Pour éviter tout risque de fissuration du béton jeune due à l’expansion du joint, le profilé doit être placé à plus de 10 cm du bord du béton armé (pour le cas où le béton est non armé, cette distance s’élève à 15 cm). La mise en place du profilé doit se faire sans le tirer. Il est fixé, soit par clouage avec des pointes à béton tous les 30 cm environ, soit par collage avec du mastic polyuréthanne aquaréactif sur la paroi. Les raccords et les angles étant réalisés sans recouvrement. 7.3. Réalisation du joint de dilatation central Pour assurer l’étanchéité en tous points de la structure, il faudra rester particulièrement vigilant à la méthode de réalisation des joints de dilatation. Pour ce point particulier, nous avons convenus que la membrane bitumineuse déjà présente sur l’ensemble de la structure, assurera l’étanchéité. En effet, cette membrane étant préservée par un béton de protection, elle ne subie pas les contraintes dues aux déplacements des deux parties de la structure, l’une par rapport à l’autre. Le joint de dilatation est destiné à absorber les variations de dimension de l’ouvrage sous l'effet des variations de température. L’épaisseur de ce dernier sera de 4,00 cm ; le vide étant comblé par un joint en caoutchouc du même type que celui présenté sur la photo ci-dessus. Pour assurer la continuité de l’étanchéité au joint de dilatation, nous avons également mis en place un joint waterstop. Ce système est principalement une sécurité dans le cas où la membrane bitumineuse assurant l’étanchéité globale connaîtrait un problème.
- 40 -
HAMM Grégory Projet de fin d’études Le procédé consiste en la mise en place de ce joint sur le voile bétonné en premier. Ce joint est mis en bout de coffrage, au milieu de l’épaisseur du voile comme le montre le croquis ci-dessous. Membrane Joint waterstop Lors du bétonnage de la suite du voile, le joint sera intégré dans la structure et assurera alors son étanchéité. 7.4. Jonction avec la trémie Mariano La dernière partie du chapitre sur l’étanchéité présente la jonction de notre ouvrage avec la trémie Mariano (silo). Cette jonction est certes plus petite que celle existant pour la ZAC Etoile, mais sa réalisation est tout aussi délicate. Les matériaux utilisés ont été présenté dans le chapitre 7.2 jonction avec la ZAC Etoile. Leur positionnement, ainsi que les quantités utilisées sont présentées dans l’annexe 12 : Plans d’étanchéité.
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8. Phasage des voiles
Afin d’obtenir l’effet architectural souhaité sur les voiles en béton apparent, il convient de réaliser des joints verticaux réguliers tout le long de la structure, ainsi que des joints horizontaux à chaque reprise de bétonnage. De plus l’architecte a également sollicité l’implantation de luminaires à hauteur constante, ce qui nous contraint également à réfléchir sur un procédé de réservation adéquate à cette demande. Pour effectuer les joints avec une pente d’ouvrage irrégulière en présence de butons, ainsi que leurs liernes, il a fallu chercher des solutions méthodologiques et en particulier un Calepinage de banche et un phasage pertinents. De plus, notre position particulière nous pousse à réaliser un certain nombre de voiles à l’aide de coffrages une face. 8.1. Choix du matériel Un phasage global des rotations de banches a été réalisé dans un premier temps. A l’aide de ce phasage, le conducteur de travaux a effectué une consultation d’entreprise. Suite à cette consultation, nous avons pu faire un choix de matériel. Au final, nous avons opté pour du coffrage PERI. Ce matériel a été choisi en raison de sa grande variété de dimensions disponibles, ainsi que son rapport qualité-prix. 8.1.1. Les coffrages une face Notre structure, nécessite également la réalisation de voiles à l’aide de coffrages une face. Ces voiles, sont ceux placés contre la paroi MIP et qui ne peuvent être réalisés en deux faces du fait de la présence de celle-ci. Ayant déjà du coffrage PERI TRIO structure sur le chantier pour nos voiles deux faces, nous avons décidé d’utiliser le même type de matériel pour des raisons de simplicité. Par contre, pour permettre la réalisation des voiles, des adaptations ont du être effectuées. La première adaptation à réaliser est celle de la stabilisation des éléments. En effet, les charges à reprendre en une face, sont bien plus préjudiciables que celles à deux faces du fait de l’impossibilité de s’ancrer sur la paroi opposée. Pour assurer cette stabilisation, nous avons opté pour les consoles SB de PERI. Ces consoles se montent sur les panneaux par un principe de raccordement permettant la manipulation de l’ensemble banche-console en une seule opération. Ces consoles sont conçues avec des profilés larges ayant une résistance conforme aux normes européenne, afin d’assurer une transmission des charges à n’importe quelle hauteur. Afin de reprendre les efforts engendrés par les efforts dus au béton, nous devons exercer une force Z (voir schéma ci-joint), il est nécessaire de mettre en place un système d’ancrage constitué d’éléments récupérables et d’éléments perdus. Cette différence est particulièrement importante pour le choix des quantités à acheter. Ce système d’ancrage est - 42 -
HAMM Grégory Projet de fin d’études particulièrement complexe, notamment du fait que les charges à reprendre par celui-ci sont très élevés. De plus, pour éviter tout déséquilibre, ainsi que pour mieux répartir les charges, on utilise toujours deux ancrages par console ce qui permet avec le système DW 26 présenté à gauche de reprendre jusqu'à 500 kN.
Afin de fixer ces ancrages au sol, nous avons fait appel à un système comprenant un positionneur d’ancrage en V de PERI et un cône d’accouplement permettant la fixation de l’ancrage à 45°. Cet angle doit être scrupuleusement respecté pour que l’effort repris par l’ancrage soit bon. Dans le cas contraire, les efforts parasites engendrés par la différence d’angle pourraient causer des déplacements de la banche, voir même la rupture de l’ancrage. Procédure à suivre avec les tiges d’ancrage :
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HAMM Grégory Projet de fin d’études 8.1.2. Les coffrages deux faces Dans le cas de notre structure, nous avons à réaliser une partie de nos voiles à l’aide de coffrages deux faces. Le voile le plus important nécessitant ce style de coffrage, est le voile central. Le matériel qui nous a semblé le plus adapté pour cette réalisation est le coffrage PERI TRIO structure. Ce coffrage, d’une épaisseur de 14 cm, permet un rangement aisé en limitant son encombrement de 60 % par rapport à un système de coffrage avec poutrelles. De ce fait, nous pouvons limiter le nombre de transports pour amener et évacuer le matériel. De plus, nous pouvons réduire la zone de stockage des éléments. Les dimensions que nous avons retenues pour ce coffrage sont de 2,70 x 1,20 m. Pour ajuster les hauteurs, nous avons également demandé les rehausses suivantes : TRIO structure 1,20 x 1,20 m TRIO structure 1,20 x 0,60 m TRIO structure 1,20 x 0,30 m Ces différents coffrages nécessitent également la pose de contre plaqué. Pour ceci, nous avons opté pour un matériel de grande qualité, avec une épaisseur de 18 mm. Ce matériel de fabrication française pour assurer la qualité de finition, a été commandé avec des dimensions permettant de réaliser chaque banche à l’aide d’un seul panneau pour éviter les joints. La durée de vie des panneaux devant être d’environ 20 réutilisations nous contraint également à prendre un matériel robuste. Pour assurer la stabilité de l’ensemble, nous avons également demandé le système PERI comprenant des étais de réglage, des platines de pieds, des contres-flèches réglables, ainsi que des fixations pour étais. L’autre point sensible de la réalisation des voiles, est la sécurité. Pour permettre un travail dans les meilleurs conditions possibles, nous avons également intégrer dans notre commande de matériel, des passerelles TRIO repliables. Ces dernières étant parfaitement adaptées à nos éléments de coffrages, et elles présentent l’avantage d’une pose aisée et rapide. La réalisation des voiles deux faces restent relativement classique, malgré l’épaisseur du voile central (1,15 m) qui est supérieur aux dimensions traditionnelles. 8.2. Réalisation des voiles Dès que le choix du matériel a été effectué, nous avons pu réaliser un second phasage beaucoup plus précis. Ce phasage indique toutes les banches utilisées, ainsi que leurs positionnements pour la réalisation des voiles. De plus, à la demande de l’architecte, nous avons inclus dans notre calepinage (annexe 13 : Calepinage provisoire des voiles). Ces baguettes ont été placées à chaque reprise de bétonnage, ainsi que, verticalement tous les 2,40 m. Sur ces plans, nous avons également représenté tous les trous de tiges nécessaires à la réalisation de notre ouvrage, ainsi que les luminaires. Ce document permet donc à l’architecte d’avoir une bonne vision d’ensemble de la trémie en phase finale.
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HAMM Grégory Projet de fin d’études Pour compenser la pente et nous permettre de réaliser les voiles sur une surface plane, nous avons pris l’option de réaliser des talonnettes comme indiqué sur le plan de Calepinage. Pour soigner l’aspect esthétique, nous avons mis en place des baguettes à chaque reprise de bétonnage. Ces reprises nous ont été imposées par les différents lits de butons. Avec l’accord de l’architecte sur nos plans de calepinage, nous avons pu en déduire un plan de phasage de notre ouvrage. Ce plan réalisé sous forme de carnet est présenté en annexe 15 : Phasage des voiles. Ce phasage fait également apparaitre l’ordre d’exécution des différentes tâches. Cet ordre a été obtenu après plusieurs tentatives pour parvenir au phasage le plus efficace possible et réaliser ainsi les travaux dans un temps réduit. En outre, nous avons tenu compte de plusieurs zones particulières posant des problèmes de phasage. Pour ce qui est du bétonnage, du fait de l’épaisseur importante de certains voiles et de la nécessité d’un coulage régulier pour avoir un voile apparent de bonne qualité, nous avons pris pour option de bétonnage l’utilisation de pompes. Ces dernières permettent d’augmenter la cadence et la régularité du coulage. 8.3. Zones particulières Pour permettre la réalisation de notre phasage, nous avons étudié la réalisation de quelques zones particulières nous posant problème. Pour celle-ci, une étude plus détaillée a dû être effectuée. Ces zones sont de plusieurs types, nous avons le changement d’épaisseur du voile central, la réalisation de la cage d’escalier, le joint de dilatation central et la mise en place des réservations pour les luminaires. 8.3.1. Changement d’épaisseur de voiles Le changement d’épaisseur d’un voile dans une construction classique ne pose pas de problème particulier. Par contre, dans notre cas, le voile étant apparent, l’architecte nous impose la présence de baguettes à espacements réguliers, se pose le problème de la qualité de réalisation. Dans cette structure, nous devons réaliser ce changement d’épaisseur sur le voile central au niveau du l’entrée dans l’ouvrage du côté de la RN4. L’épaisseur de ce voile étant de 1,15 m dans la partie du mur entre le changement d’épaisseur et la ZAC Etoile, alors que l’épaisseur de ce dernier n’est que de 50 cm dans le reste de la structure. Pour cette opération, nous avons fait le choix de régler la position des banches de manière à ce que le changement d’épaisseur s’effectue au niveau d’une baguette pour rendre ce changement d’épaisseur le plus esthétique possible. Pour être réalisé dans de bonnes conditions, il convient de couler ces deux phases de manière décalée. En effet, il n’est pas concevable de réaliser ces deux voiles dans la même phase puisque le
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HAMM Grégory Projet de fin d’études changement d’épaisseur nécessite la mise en place d’un about pour être le plus discret possible. Notre choix définitif consiste donc en la réalisation dans un premier temps, du voile de plus faible épaisseur en partant du changement d’épaisseur. Suite au décoffrage de cette première partie du voile, il devient possible de ferrailler, coffrer pour couler le voile de plus forte épaisseur jusqu’au joint de dilatation. Pour assurer une bonne esthétique de l’ensemble, un soin tout particulier sera pris pour la réalisation de la jonction entre les deux voiles par l’utilisation d’un coffrage d’about en acier. Dans le cas de notre phasage de voiles, nous avons fait le choix de réaliser ces deux parties du voile central deux jours consécutifs lors de la réalisation de la première levée des voiles. Grâce à cette méthode de réalisation, le changement d’épaisseur reste le plus discret possible, ce qui maintient la continuité esthétique de notre voile central. 8.3.2. Joint de dilatation central L’autre partie délicate de la réalisation des voiles est celle de la mise en œuvre du joint de dilatation. Ce dernier, indispensable pour compenser les dilatations du bâtiment, nous impose la séparation de l’ouvrage en deux avec un écart de 4 cm entre les deux parties. Le joint de dilatation a également été le point de départ de notre calepinage lors de la réalisation de celui-ci. Nous avons en effet opté pour la mise en place d’une baguette à ce joint et répartie toutes les autres en fonction de celle-ci. Cette séparation nous impose également la réalisation des voiles en deux opérations distinctes au niveau de ce joint. Nous avons étudié cette séparation pour les deux types de voiles à réaliser : les voiles une face et les voiles deux faces. Pour la réalisation de ce joint de dilatation au niveau de la paroi MIP, que ce soit du côté silo, ou du côté RN4, nous devons prendre en compte que le matériel de coffrage employé est un coffrage une face tel qu’il a été présenté dans le 8.1.2 chapitre Les coffrages une face. Ce matériel impose un délai supplémentaire de pose par rapport à la réalisation de voiles deux faces. En effet, la mise en place des consoles, ainsi que leurs ancrages, nous impose un temps de deux jours par phase. Chaque phase de réalisation des voiles une face comportera donc deux jours, ce qui nous donne un bétonnage tous les deux jours. Le démarrage des travaux se fera par le voile côté silo au niveau du joint de dilatation tel que le schéma ci-dessus le présente. Le voile en prolongement de celui-ci sera coffré contre avec un élément en polystyrène de 4 cm d’épaisseur assurant la séparation entre les ouvrages. Pour ce qui est du voile central, le mode de coffrage retenu est le coffrage deux faces de PERI présenté dans le chapitre 8.1.2 Les coffrages deux faces. La réalisation de notre joint de dilatation doit se faire très précisément à la même hauteur que celui réalisé contre les parois MIP. Le bon alignement de ces différents joints est indispensable pour assurer leur
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HAMM Grégory Projet de fin d’études efficacité. Pour ce qui est de la réalisation en elle-même, il convient de tenir compte de la présence de la baguette au niveau du joint. La mise en place des coffrages s’effectuera selon les positionnements de banches présentés sur le schéma ci-dessus, ainsi que dans l’annexe 15 : Phasage des voiles. Il convient d’accorder un grand soin à la réalisation et au bon positionnement du joint de dilatation. En effet, une réalisation comportant des imprécisions pourrait causer des problèmes de fissurations en phase d’utilisation de l’ouvrage du fait des dilatations. Ces fissures, déjà ennuyeuses pour un usage classique de voile de structure, poserait des problèmes accrus puisque nos voiles resterons apparents et demanderons de ce fait une qualité esthétique irréprochable. 8.3.3. La cage d’escalier La zone particulière suivante à étudier est celle de la cage d’escalier. En effet, la présence de la paroi MIP dans cette zone nous impose plusieurs contraintes de réalisation. La première de ces contraintes est qu’une partie de la paroi (en rouge sur le schéma ci-dessous) empêche la réalisation du voile une face. L’autre contrainte, est la démolition d’une autre partie de la MIP (en vert sur le schéma) après réalisation du voile une face. Paroi MIP à démolir après réalisation des voiles Escalier
Paroi MIP à démolir avant réalisation des voiles La première contrainte est celle liée à la présence d’une partie de la paroi sur la zone de réalisation du voile une face. Tant que cette paroi reste en place, il est impossible de
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HAMM Grégory Projet de fin d’études réaliser le voile dans de bonnes conditions. Pour nous faciliter la réalisation du voile, nous devons donc procéder à la démolition de la partie de la MIP gênante (en rouge sur le plan). Cette opération doit être réalisée de manière très précise. En effet, pour permettre une qualité de parement soigné pour le voile une face, la démolition doit être particulièrement bien réalisé sur la face qui servira de coffrage au voile. Suite à la démolition, nous pouvons réaliser le voile une face. La réalisation de ce voile s’effectue tel qu’indiqué sur le plan ci-dessus. La démolition de la paroi MIP encore en place dans la cage d’escalier (en vert sur le schéma), est soumise à plusieurs contraintes de réalisations. En effet, pour que le voile coffré en une face garde un aspect esthétique suite à la démolition de la paroi, celle-ci doit être détruite avec le plus grand soin. Malgré tout, les machines de démolition risquent de heurter le voile. Pour assurer la protection, il est proposé de placer un panneau de contreplaqué sur sa face en contact avec la paroi MIP. Cette plaque assurerait la qualité de finition du voile et de plus, reprendrait une partie des chocs légers occasionnés éventuellement lors de l’utilisation des engins de démolition. 8.3.4. Les réservations pour les luminaires Le dernier point sensible que je présente sur la réalisation des voiles est la présence de luminaires dans les voiles. Ce point particulier a pour unique incidence sur le phasage, de rendre les opérations de coffrage légèrement plus longues. Par contre, la pose des boites permettant de mettre en œuvre les réservations de ces luminaires demande une véritable réflexion pour assurer la stabilisation de la boite lors du bétonnage du voile. La position de ces inserts lumineux étant fixé sur le plan de calepinage, il convient de respecter avec précision les côtes indiquées sur les plans de référence. Pour assurer ce positionnement précis, il convient de bien fixer les boites de réservation. Cette fixation nécessitera également la présence des électriciens chaque jour sur le chantier pour faire passer leurs câbles dans le voile. La position de ces luminaires changeant en permanence par rapport au coffrage du fait de la pente, il n’est pas concevable de fixer ces réservations de manière trop solide sur les banches. En effet, nous souhaitons réutiliser des banches sans changer de panneau lors de l’intégralité du chantier, soit environ 20 réutilisations par éléments. Il n’est donc pas possible d’endommager les peaux de contre plaqué. La solution finalement retenue est : l’utilisation de boites de réservations maintenues en place à l’aide de petits clous. Cette solution évite d’endommager trop fortement la peau de contreplaquée.
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CONCLUSION
Ce projet de fin d’étude sur les méthodes spécifiques à la trémie d’accès au parking de la ZAC Etoile de Strasbourg s’est avéré particulièrement diversifié en raison du grand nombre de systèmes de construction rencontrés. Les travaux de réalisation de la trémie d’accès aux passages de l’Etoile de Strasbourg posent de nombreux problèmes pour les raisons suivantes : la nécessité de mise en place de butons dans la zone de travaux, les jonctions entre les rampes et les bâtiments existants et la nécessité d’assurer l’étanchéité du fait que la structure étudiée soit placée sous le niveau de la nappe phréatique. La fonction qui m’a été donnée fut la réalisation des documents de méthodes. Ces plans permettent l’optimisation des cadences de réalisation des éléments de l’ouvrage, ainsi qu’une gestion rigoureuse de l’utilisation de la grue et le traitement méthodique de points particuliers. Ces études, réalisées à la demande du conducteur de travaux permettent également un gain de temps lui permettant de recadrer son travail sur sa fonction principale de gestion des travaux. La première partie de mon projet a consisté à prendre connaissance du sujet de ce dernier et des différentes parties y attenant. Dans cette phase, il a notamment fallu étudier les différentes phases de la construction de l’ouvrage, tout en étudiant les différentes interactions que ces dernières pouvaient avoir les unes sur les autres. Ces différentes phases connues, il restait encore à fixer des durées pour celle-ci. Pour ce faire, le soutien de l’équipe du chantier de l’Etoile pour m’apporter leur expérience et leurs connaissances, s’est avéré indispensable pour fixer des durées fiables. Grâce à toutes ces données, il était possible de mettre au point le planning général du chantier et de commencer à envisager les plannings à deux semaines. Ces derniers étant de véritables indicateurs d’avancement du chantier. La suite de ce projet consistait en l’étude de plusieurs méthodes permettant d’assurer l’étanchéité de l’ouvrage en phase provisoire. Cette partie des travaux décrite en début de ce Rapport, était pour moi un travail principalement basé sur la recherche d’informations de manière à comprendre comment ces techniques étaient réalisées. En effet, pour être efficace dans la réalisation des plannings, ainsi que dans la compréhension de la structure, il était primordial d’avoir une bonne connaissance de la manière dont l’ensemble de la structure fonctionne. Cela a également été un élément particulièrement passionnant pour moi, d’autant plus que l’un des systèmes utilisés (la paroi MIP) ne m’était pas encore connu. Ce projet fut également un réel travail de réalisation de phasages. En effet, les travaux doivent être effectués en la présence de nombreux butons de fort diamètre dus à la nécessité de reprendre les fondations du bâtiment adjacent : le parking de l’UGC Ciné Cité. Ce butonnage particulier nous a également contraints à optimiser la coordination entre la pose de celui-ci et la mise en œuvre du terrassement. Non seulement ces butons nous ont posé des problèmes pour assurer leurs pose simultanément aux opérations de terrassement, mais nous avons également dû en tenir compte dans la réalisation de nos voiles. Ces butons nous
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HAMM Grégory Projet de fin d’études empêchent en effet de réaliser nos voiles en une seule phase. Nous avons été contraints de préparer plusieurs levées pour nos phasages de voiles. De plus, la dépose des butons nous a posé des soucis pour la détermination du rythme auquel il était possible d’enlever les butons en place. Dans certains cas, il était même indispensable de penser à la pose de butons provisoires supplémentaires de manière à déposer les butons nous gênant dans nos travaux. Le souci principal de notre ouvrage pour la pérennité de celui-ci est la bonne réalisation de l’étanchéité. En effet, dans le cas où ce dernier serait amené à être envahi par l’eau, sa fonction normale ne pourrait plus être assurée qu’à l’aide de pompes. Pour éviter ceci, nous avons étudié de manière particulièrement poussée les différentes protections contre l’eau utilisable pour avoir un ouvrage pérenne. D’une part la membrane d’étanchéité de bonne qualité recouvrant l’ensemble de l’ouvrage, et étant elle même recouverte d’un béton de protection pour éviter tout souci dû a des collisions diverses. Mais aussi, une étude particulièrement poussée des systèmes de jonctions entre notre ouvrage et les différents bâtiments s’y raccordant. La dernière grande étape de ce projet fut l’étude des différents phasages des voiles. Cette étude s’est en réalité faite tout au long du stage en raison des différentes incidences entre la réalisation de voiles et des autres éléments. Il y a bien sûr le lien entre le butonnage et les voiles déjà cité précédemment, mais aussi la coordination entre la mise en place de la membrane d’étanchéité et le coffrage des dalles. Les phasages des dalles en eux même font également apparaître quelques points particuliers tels que la réalisation de l’escalier de secours de l’ouvrage. Ainsi, la complexité de l’ouvrage (notamment au niveau de la gestion des différents phasages), rend ce projet de fin d’étude particulièrement intéressant. Aucune phase de mon étude ne peut être dissociée des autres. Ce sont les liens existants entre les différentes phases de réalisation qui rendent ce projet prenant. De plus, cette mise en application des enseignements suivis lors des dernières années de mes études dans un projet concret me semble être un très bon lien vers le monde du Travail.
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ANNEXES
Annexe 1 Plans du DCE Annexe 2 Procédé « Mixed-in-Place » Annexe 3 Plan bouchon injecté Annexe 4 Plans de coffrage de la Zone A Annexe 5 Planning général du chantier Annexe 6 Plannings à deux semaines Annexe 7 Plan de butonnage Annexe 8 Phasage provisoire des voiles Annexe 9 Notes de calculs du soutènement provisoire par paroi MIP Annexe 10 Phasage du terrassement Annexe 11 Etaiement des dalle N-2 et N-3 du parking Annexe 12 Plans d’étanchéité Annexe 13 Calepinage provisoire des voiles Annexe 14 Phasage des voiles
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