Étude de cas : Le Sequana.

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1 Étude de cas : Le Sequana. Un bâtiment commercial remarquable de sept étages situé sur la rive gauche de la Seine, à Paris. Le Sequana : vue d artiste Contenu 1. Le projet 2 2. Le point de vue du client 3 3. Le point de vue de l architecte 4 4. Le point de vue de l ingénieur 7 5. Le point de vue de l entrepreneur général 9 6. Le point de vue du charpentier métallique L équipe projet 13 Page 1

2 1. Le projet m 2 d'espace de bureaux d une qualité exceptionnelle, au cœur de la nouvelle zone d'aménagement commercial de la ville de Paris. Des espaces de 18 m par 36, libres de poteaux, avec vue sur la Seine. Un taux de pré-commercialisation sur plans avant le début de la construction de 33 %. Un bâtiment entièrement climatisé, avec contrôle individuel par sections de 12 m². Construction réalisée en l espace de 22 mois, conformément au planning et sans dépassement de budget. Charpente métallique (d un poids de tonnes) érigée en 12 semaines. Figure 1.1 En passe d achèvement : janvier 2005 Page 2

3 2. Le point de vue du client Bertrand Nicholas, Directeur technique C & C Capital & Continental se positionne en leader sur le marché parisien des locaux de bureaux grand standing. Des espaces intérieurs attrayants et sans poteaux, résultat de la mise en œuvre d une technologie de pointe en matière de construction métallique à longues portées, sont parmi les caractéristiques de qualité essentielles qui nous démarquent dans notre secteur. La construction française cultive toujours le «culte du béton», hérité du siècle dernier. Il est vrai que nous aurions pu opter pour une solution béton à courte portée, à un coût inférieur de 10 % à celui de l infrastructure/superstructure que nous avons choisie (le coût d une solution béton à longue portée comparable à celle que nous avons choisie serait purement et simplement exorbitant!). Cependant, si l on tient compte des autres coûts de développement, la solution choisie ne représente que 3 % du coût total de développement, soit un surcoût négligeable par rapport aux avantages en termes de qualité, d adaptabilité et de positionnement sur le marché. Le recours à l acier peut se justifier par trois autres arguments financiers : L acier étant moins tributaire que le béton des conditions météorologiques, la date d achèvement du projet peut être déterminée avec d avantage d exactitude. Au niveau de la pré-commercialisation, cet avantage est considérable. La construction métallique est plus rapide. Dans le cas du Sequena, nous avons économisé un mois en travaux préliminaires et un mois en temps de construction, comparativement à une solution béton à courte portée. Le procédé de construction moderne ayant recours à des poutres cellulaires en acier, combiné à une centralisation des locaux techniques (la méthode de climatisation la plus confortable et l agencement le plus efficace en termes d entretien), permet une intégration totale de la structure et des réseaux et équipement techniques. Une économie d'épaisseur de plancher de 200 mm par étage est ainsi possible. Le cumul des économies d'épaisseur réalisées réduit considérablement le coût du bardage et peut permettre de surmonter les restrictions d ensemble en matière d agencement dans certains endroits critiques. J ai personnellement eu grand plaisir à travailler sur ce projet. Les principaux membres de l équipe de conception et de construction travaillent ensemble depuis 10 ans. Les rares problèmes que nous avons rencontrés ont été résolus rapidement grâce à l attitude dynamique de toute l équipe. L'acier et cette équipe continueront d'être le choix numéro un pour les futurs grands projets de C & C. Page 3

4 Figure 2.1 Un étage-type. L'absence de poteaux lui confère une plus grande valeur ajoutée aux yeux du client. 3. Le point de vue de l architecte Emmanuel Georgin, Architecte d opération, Arte Charpentier et Associés Le client nous a confié une mission très précise pour ce bâtiment : Un agencement architectural, un gros-œuvre et des finitions de tout premier ordre. Aucun poteau intérieur dans les principaux espaces de bureau. Un confort environnemental de première qualité. Des systèmes de climatisation regroupés dans des locaux techniques à chaque étage, avec des unités et des boîtiers de commande distincts tous les 12 m². Exclusion de tout liquide de refroidissement/chauffage des espaces de bureau. Evacuation de l air vicié par le plancher, à proximité du noyau. La flexibilité de l ossature en acier nous a permis de «dessiner ce que nous voulions». Les deux tours distinctes de 36 m par 50 comportent un noyau qui a été excentré vers l arrière du bâtiment afin de maximiser l espace donnant vue sur la Seine. Avec des portées de 18 m et vue sur la Seine, ce projet est unique à Paris. Les espaces sont tellement ouverts qu'ils provoquent naturellement des questions sur leur réalisation. Intrigué, ravi, le client ne manque pas d'en réaliser la valeur. Page 4

5 1 = Bureaux 2 = Local technique 3 = Escaliers 4 = Ascenseurs 5 = Zone de refuge pour les handicapés Figure 3.1 Etage-type : espace de bureau exempt de tout poteau, avec vue sur la Seine Les exigences formulées par le client en termes de qualité environnementale ont influencé une grande partie des spécifications architecturales. Au départ, l approche «centralisée» du système de climatisation s est avérée constituer un énorme défi. Nous avons finalement opté pour deux locaux techniques dans chaque cas, à chaque étage. Ils renferment un ensemble de petits ventilo-convecteurs à commandes individuelles, desservant chacun 12 m² de plancher via de simples conduites circulaires. Cette approche localisée et méthodique des questions de climatisation s est avérée particulièrement bénéfique pour le système de poutres cellulaires en acier et inversement. Une synergie naturelle est à l'œuvre entre les deux systèmes. Page 5

6 Figure 3.2 Déploiement des conduites au sortir du local technique central, permettant un contrôle local de l'environnement Les normes acoustiques imposées aux bâtiments par la société moderne sont plus rigoureuses que jamais. Dans le cadre de ce projet prestigieux, les services d un ingénieur acousticien ont été retenus pour assurer l'exclusion des sons extérieurs et l'atténuation des sons intérieurs. En dépit de la légèreté de la structure, la performance d ensemble s est avérée pleinement satisfaisante. Un autre facteur du succès exceptionnel de ce bâtiment réside dans l attention portée aux tolérances et principales interfaces. Les tolérances de construction d une structure métallique sont plus élevées que celles d une structure en béton. Ceci étant, il est essentiel que l ajustement entre la structure et le bardage puisse se faire sans difficulté, ce dernier étant aligné par laser! Le détail des rives de planchers mixtes est surdimensionné par rapport à l habitude, mais cet investissement est largement rentabilisé en permettant l utilisation d un système de fixation du bardage particulièrement simple. Page 6

7 4. Le point de vue de l ingénieur Guillaume Maurin, Ingénieur d études, Terrell International Notre collaboration avec C & C remonte à dix ans, et nous avons fort apprécié de travailler avec eux à l optimisation des poutres cellulaires mixtes de plancher de 18 m, lesquelles sont au cœur de la solution adoptée pour la structure de ce bâtiment. Le mode de construction simple et sans étaiement de ces poutres et de la dalle de plancher mixte contribue de manière substantielle à accélérer la réalisation du projet. 1 = Cellule comblée 2 = Cellule oblongue 3 = Goujon de 100 mm 4 = Bac d une épaisseur de 59 mm 5 = Partie supérieure de la section laminée 6 = Partie inférieure de la section laminée Figure 4.1 Une poutre secondaire type de 18 m de long La structure globale de ce bâtiment comportait deux caractéristiques connexes très difficiles à gérer, qui ont abouti à l'adoption de solutions novatrices. En premier lieu, les retraits par rapport au noyau exigeaient des porte-à-faux internes de 6 m, pour qu il soit possible de maintenir des portées libres de 18 m à chaque étage du bâtiment. Pour cela, une analyse tridimensionnelle complète, généralement inutile pour des immeubles de bureaux, a été effectuée. La construction d un noyau solide (en acier contreventé) permettant de résister aux mouvements de plancher à plancher et aux efforts de cisaillement était également nécessaire. Ce noyau extérieur a été érigé en même temps que les éléments restants de la charpente principale. Page 7

8 Z Y X Figure 4.2 Modèle en treillis montrant les retraits et les porte-à-faux En second lieu, les exigences relatives à ce noyau extérieur ont entraîné le recours à un noyau interne standard réalisé par coffrage glissant pour les cages d ascenseur et les conduites verticales des réseaux et équipements techniques. Cette répartition des rôles a abouti à une simplification considérable du noyau interne, de sa construction et des interconnexions entre les deux noyaux. Un tel agencement était essentiel pour cette structure particulière. Les avantages qui ont pu en être tirés, notamment en matière de simplification et d accélération de la construction, laissent à penser qu il pourrait être adopté pour d autres bâtiments. Page 8

9 5. Le point de vue de l entrepreneur général Fadi Sawan, Coordonnateur de la conception et conducteur de travaux, GTM Construction La construction de ce bâtiment potentiellement complexe s est faite facilement, rapidement et sans problème. Les deux noyaux de sept étages ont tous deux été construits en l espace de 11 jours à l aide de coffrages glissants. L absence de réservations complexes nécessaires à l assemblage postérieur de la charpente métallique a permis d accélérer la construction de manière significative. Figure 5.1 Noyaux de sept étages réalisés au moyen de coffrages glissants Chaque tour a ensuite été construite en deux moitiés. Au départ, un ascenseur de deux étages en acier a été monté sur une moitié du bâtiment. La dalle de plancher pour cette moitié du bâtiment a alors été achevée, en même temps que l ossature métallique à deux étages de l autre moitié de la tour était érigée. La structure métallique et les planchers ont ainsi été réalisés étage par étage, simultanément mais séparément, sans difficulté d interface. Page 9

10 Préparation et infrastructure Noyaux réalisés au moyen de coffrages glissants 1 ère tour 2 e tour Charpente 1 ère tour 2 e tour Réseaux et équipements techniques 1 ère tour 2 e tour Etanchéité des noyaux 1 ère tour 2 e tour Enveloppe/bardage 1 ère tour 2 e tour Etanchéité de la structure 1 ère tour 2 e tour Finitions intérieures 1 ère tour 2 e tour Travaux extérieurs auxiliaires Durée, en semaines Figure 5.2 Planning global Nous travaillons avec ce bureau d étude et ce charpentier métallique depuis 10 ans, et avec C & C depuis maintenant 7 ans. Cette collaboration est très positive. J ai particulièrement apprécié la qualité des communications durant ce projet. Le charpentier métallique a toujours fourni tous les détails requis par les autres corps d état, et ce, dans les temps et de façon parfaitement exhaustive. Je suis conscient de la «culture béton» qui persiste en France mais, en tant qu entrepreneur, je préfère personnellement l acier pour ce type de construction : Dans la pratique, la construction métallique offre un degré de souplesse supérieur à la construction en béton, plus particulièrement si vous avez un retard de planning quelconque à rattraper. En prêtant suffisamment d attention au planning et aux détails, il est possible d ériger une structure en acier et d'effectuer les travaux de construction en béton (pour les noyaux et les planchers) simultanément, sans aucun problème d interface. Page 10

11 6. Le point de vue du charpentier métallique André Vangroenweghe, Chef de projet, De Meestere Nous sommes fiers d'avoir contribué au succès de ce prestigieux projet. Nous collaborons avec l entrepreneur général et avec le bureau d étude depuis maintenant 10 ans. L un des facteurs essentiels de réussite est la communication. En France, le charpentier métallique est responsable de la conception finale de l ossature métallique. Nous avions reçu des informations relatives aux calculs au stade de la soumission, et les avions converties à la fois en un modèle en treillis tridimensionnel, pour mener une analyse finale, et en un modèle de conception tridimensionnel, pour déterminer une géométrie détaillée globale. Grâce à ces données électroniques particulièrement détaillées, il nous a été facile, le moment voulu de fournir à chaque corps d état et à chaque corps de métier les renseignements détaillés requis. Figure 6.1 Agencement des poutres métalliques d un étage de bureaux. Les contreventements soutiennent les porte-à-faux internes. Page 11

12 Le montage de la structure s est avéré relativement simple, bien que légèrement compliqué par le besoin de mettre en place des dispositifs d étaiement temporaires pour les grands porteà-faux internes. Nous avons réussi à monter la structure à raison de 25 à 30 pièces par jour, sur chaque tour, avec une seule grue. Du fait du mode de construction à grande portée et des grandes dimensions des pièces, il nous a été possible de construire l ossature à raison de 100 m² par jour, en moyenne. Sans les porte-à-faux et les dispositifs d étaiement temporaires, je suis convaincu que nous aurions pu monter 120 m² par jour. Figure 6.2 Détail type de la rive de plancher mixte : simple, robuste, sûre et rentable Nous étions également responsables de la fourniture, de la mise en place et de la fixation du bac acier. L installation a été sous-traitée. Nous avons consenti tous les efforts nécessaires pour nous assurer que les rives de dalle posent le moins de problèmes possible. Comme le montre l'illustration ci-dessus, nous avions au préalable mis au point un détail de rive surdimensionné, afin de remplacer la bande de recouvrement de faible épaisseur utilisée habituellement. En plus de nous être assurés que nous pouvions maintenir la rive alignée et à niveau, nous avons été en mesure d utiliser cette bande de recouvrement en soutien des emboîtures, dans lesquelles étaient insérés des garde-corps temporaires pouvant être retirés dès le montage du bardage terminé. Cette solution simple nous a permis d accroître considérablement la sécurité sur le chantier. Page 12

13 7. L équipe projet Client : Maître d ouvrage : Entrepreneur général : Architecte : Ingénieur de structures : Ingénieurs en réseaux et équipements techniques : Bureau de contrôle : Conseiller financier : Coordonnateur : Capital and Continental SAS Tolbiac Sequana Rive Gauche Albion GTM Construction Arte Charpentier et Associés Terrell International OCI SOCOTEC CEGETER Management ODM SA Page 13

14 Enregistrement de la qualité TITRE DE LA RESSOURCE Étude de cas : Le Sequana Référence(s) DOCUMENT ORIGINAL Nom Société Date Créé par Graham Owens SCI Contenu technique vérifié par Bertrand Nicholas Capital & Continental Contenu rédactionnel vérifié par Contenu technique approuvé par les partenaires STEEL : 1. Royaume-Uni G W Owens SCI 20/7/05 2. France A Bureau CTICM 17/8/05 3. Suède A Olsson SBI 12/8/05 4. Allemagne C Mueller RWTH 10/8/05 5. Espagne J Chica Labein 12/8/05 Ressource approuvée par le Coordonnateur technique G W Owens SCI 20/04/06 DOCUMENT TRADUIT Traduction réalisée et vérifiée par : eteams International Ltd. 05/03/06 Ressource traduite approuvée par : CTICM 06/03/06 Page 14