Présentation d une solution technique pour le remplacement de la toiture du Stade olympique de Montréal

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1 Présentation d une solution technique pour le remplacement de la toiture du Stade olympique de Montréal 1.1 Information sur l auteur Nom : Pierre Jutras 337 rue Ste-Catherine, Longueuil, QC, J4H 2B9 Tel : airsolid@colba.net Bureau/atelier: Bain Mathieu 2915 rue Ontario, Montréal, Conjointement et représentant : Aérolande Inc 15, 935 Forsyth, P. A. T. Montréal, QC, Tel : aerolande@sympatico.ca Pierre Jutras conjointement avec Aérolande ne présentent pas leur candidature comme l entend le document d appel de candidature émis par la RIO mais en tant que membre potentiel d un candidat qui se sera dûment qualifié aux termes de cet appel de candidature. Comme l a souligné la RIO en reconnaissant la difficulté pour un candidat de cumuler toutes les compétences pour la réalisation du projet, la meilleure idée pourrait bien venir de l extérieur d un candidat par ailleurs qualifié. Cette présentation a pour but de faire connaître une solution réaliste, simple, économique, sécuritaire, fiable, presque sans entretien et d une durée de vie incomparablement plus longue que tout ce qui a pu être imaginé à date. Nous croyons qu il est à l avantage de la RIO d avoir le plus grand éventail possible de solutions afin que la plus méritoire soit celle qui soit éventuellement réalisée indépendamment du candidat choisi pour la concrétiser. Nous espérons par notre démarche que la solution que nous apportons soit évaluée à sa juste valeur et mise en parrallèle avec celles apportées par les autres candidats. 1

2 Nous serons heureux d apporter notre concours de la manière qui conviendra le mieux aux objectifs visés par la RIO dans le cas où la solution présentée retienne le meilleur pointage quant à l approche conceptuelle. 1.2 Informations quant à la solution envisagée La toiture proposée est du type flexible et ne contient aucun élément subissant des forces de compression. Caractéristiques principales du système structural Le système structural est composé d une structure primaire de soutènement de l ensemble et de 62 structures secondaires supportées par la première. Structure primaire C est celle-là même déjà en place et qui soutient les 62 tentes Birdair. Nous l appelons la voute cablée. Cette structure portante n a jamais été mise en cause structuralement parlant. Elle peut recueillir et supporter toutes les charges prévues au code de bâtiment pour une toiture de telle envergure. Cependant il faut tenir compte de sa mobilité et de ses distorsions dans l espace lorsque soumise aux agents atmosphériques, charges assymétriques, etc. Cette structure cablée primaire fut présentée pour la première fois par le signataire à la RIO le 4 novembre 1992 à l occasion d un concours d idée organisé par elle. En 1997 elle devint le support du toit Birdair. Le principe de cette structure est de recueillir les charges de la toiture et les distribuer similairement à la toile Taillibert originale, c est-à-dire vers 16 points périphériques en tension horizontale et 26 points en suspension en direction du haut du mat du stade. C est en fonction de ces distributions de charges que le stade a été conçu en premier lieu. Structures secondaires Birdair Comme structures secondaires, Birdair choisit de fermer la structure portante, la voute cablée, par des tentes à 3 ou 4 mats. Ce sont les membranes de ces tentes qui auront en premier à supporter les charges pour les transmettre à leur support. La toile de ces tentes est reconnue mondialement pour sa grande résistance mécanique, endurance au soleil, à la pollution. Ce matériel est incombustible et non élastique. Il est imperméable et laisse aussi passer la lumière. On peut en faire de grandes voilures bien tendues et aux courbes parfaites Un petit défaut elle est facile à perforer et déchirer lorsque soumise à des impacts ou des charges en diagonale alors que celle-ci est sous tension. Il faut beaucoup de soin dans son design et son assemblage est critique tant en usine que sur chantier. Une telle structure nécessite des supports et frontières fixes dans l espace. C est aussi très couteux. 2

3 Solution Jutras/Aérolande Nous dissocions totalement les fonctions structurales des fonctions architecturales Chacune des tentes Birdair sera remplacée par un filet de cables d acier à mailles triangulaires. Le calibre des cables ainsi que la période des mailles seront tels qu on pourrait y accumuler toutes les charges et surcharges exigées par la RIO ou autres codes du bâtiment particuliers à Montréal. Il est anticipé que les brins de ce filet puissent être du cable d acier de 1/4 à 3/8 po diam. Et que les mailles soient de l ordre de 1m de côté. Ce filet ne sera pas plat comme une trampoline, mais plutôt creux comme un hamac. Les formes exactes peuvent être facilement établies pour chacune des structures secondaires à l aide de programmes simples de "form finding". Il est amarré à son pourtour aux cables principaux de la voute au moyen de quincaillerie aussi simple que des étriers libres permettant au filet de réagir en tout temps et en parfait équilibre aux influences extérieures Le contenu d'engineering de ce filet ne tient que sur quelques pages. Il est à la portée de finissants de Polytechnique. Son calcul n'est pas critique étant donné son très haut coefficient de sécurité facilement vérifiable. Ce filet sera de plus renforci en le recouvrant et le fixant à un grillage métallique monopièce, idéalement constitué sur place en soudant ensemble des panneaux de grillage de type métal déployé qui y seront déposés comme des tuiles. La surface ainsi substantiellement rigidifiée et blindée est prête pour la phase architecturale. Nous l'appelons la voilure structurale blindée, C'est désormais une surface de travail des plus sécuritaire pour l'évolution des équipes d'installation y évoluant pour la mise en place de l'habillage, C'est aussi la base d'ancrage de cet habillage. Les matériaux utilisés pour la confection et mise en place de ces voilures blindées sont tout à fait ordinaires et se trouvent facilement dans le marché. Les métiers requis pour les réaliser et installer sont peu nombreux en variété et ne relèvent pas de la haute technologie: fabricant d'élingues et cables d'acier, soudeurs, monteurs. Comme toute la voilure structurale sera pour toujours à l'abri des intempéries, sa durée de vie sera aussi longue que celle de ses constituants de base qui pourraient bien être prévus pour durer 100 ans et plus. Cette voilure est entièrement souple et ne comporte aucun élément agissant en compression, torsion ou flexion. Cette structure est néanmoins la plus résistante qui soit dans la nature compte tenu de son poids. Elle sait aussi s'ajuster aux charges assymétriques en changeant légèrement de forme. C'est aussi la plus économiques en termes de dollars par tonnes de support par design Habillage architectural On pourrait certes, dès lors songer à ne recouvrir la voilure structurale que d'un isolant en panneaux et d'une membrane étanche, mais les courbures des voilures structurales légèrement en forme de hamacs ne seraient pas propices aux écoulements. Bien que les 3

4 voilures étanchéisées pourraient être drainées par leur point le plus bas (telle qu'elles le seront à un moment donné pendant l'installation, et qu'elles soient conçues pour pouvoir supporter toute la neige d'un hiver il ne nous apparaît pas désirable de créer une surface de toiture par un assemblage de cuvettes. Bien que la RIO impose un critère de non déneigement et de design apte à supporter les pires conditions, jusqu'au maximum imposé par les divers codes du bâtiment il est évident qu'un profil aérodynamique maximisera son écoulement d'eau et de neige. Une surface d'ensemble parfaitement aérodynamique sera celle qui accumulera le moins de neige à cause du balayage éolien comme il est commun de constater sur les surfaces en forme de domes lisses Le plénum pneumatique est un coussin d'air légèrement pressurisé d'une épaisseur moyenne d'environ 3 à 5 m et ayant une forme parfaitement ovoïde, sans vallées ni bosses qui donnera à la toiture sa sculpture finale. Il sera recouvert d'une toile qui en constituera sa surface d'usure. La voilure structurale blindée est d'abord recouverte d'une toile servant de coussinet coupefeu. Ce recouvrement serait idéalement constitué de la toile de Birdair qui pourrait ainsi être recyclée fort utilement. Découpée en morceaux ceux-ci sont simplement étendus de manière à recouvrir toute la surface grillagée ainsi que les joints entre les sections adjacentes. Cette toile étant incombustible elle constituera une excellente barrière coupefeu. La toile inférieure du plénum recouvre ensuite la toile coussinet/coupefeu. Celle-ci n'a pour fonction que d'être étanche à l'air. Ce pourrait être une membrane géotextile peu dispendueuse qui sont conçues pour durer 100 ans enfouies dans le sol à retenir des déchets toxiques, un film de polyethylene, PVC, etc. Cette membrane peut être préconfectionnée ou assemblée sur place à partir des rouleaux de matériel comme le font les couvreurs. Des outils à sceller portatifs à thermo scellage en usage courant pour l'assemblage de membranes géotextiles peuvent très bien faire l'affaire pour jointer les lés de manière à recouvrir d'une seule pièce toute une section correspondant à une voilure donnée. Cette toile ne verra jamais le jour ni ne sera jamais soumise à aucune tension ni usure ni se sera jamais animée d'aucun mouvement. Il est possible de récupérer la toile bleue intérieure actuelle à cette fin s'il y a lieu. Selon un arpentage préétabli, une quincaillerie simple perce les 2 épaisseurs de toile et s'insère entre les mailles du grillage pour le saisir et le retenir le tout bien solidement. Les filins séparateurs sont des bouts de cable de 3 à 5 mètres d'une capacité utile maximum de 500 kg. (acier 1/8"). Un de leurs bouts est relié aux pièces d'attache préalablement posées et s'ancrant au grillage de la voilure structurale. L'autre bout sera relié aux prises garnissant le dessous de la membrane supérieure du plénum. Ils sont distribués à environ tous les mètres carrés. La toile supérieure du plénum est une pièce de confection en atelier à partir de membranes courantes dans l'industrie de l'auvent des tentes et chapiteaux. Ce sont généralement des toiles de polyesther enduites de PVC et divers autres autres traitements de surface selon les applications. Sa confection spéciale permet de réaliser des lignes de rétention distribuées et disposées en rangées sous sa surface: les rideaux de tensions. C'est le long de ces étroits rideaux de tension découpés selon une série de courbes caténaires renforcies que seront attachés les bouts supérieurs des filins séparateurs. 4

5 Ainsi quand les zones prédéterminées du plénum auront été fermées et étanchéisées par des murs de membranes étanches à l'air, lorsqu'on insufflera de l'air dans la cellule étanche ainsi formée, la membrane ouvrée du dessus du plénum s'élèvera jusqu'à la limite des filins séparateurs. Lorsque rempli, ce coussin d'air poussera vers le haut avec une force correspondante à la pression intérieure maintenue. La toile d'usure ou d'apparat recouvre le plénum pneumatique en son entier. Elle est aussi divisée en sections dont les côtés vont d'un point de sortie de cable du mat à un autre. Le pattern est semblable à celui de la voute mais avec une certaine distorsion et décalage dûs à l'inclinaison des cables et l'épaisseur du plénum. Chaque section comporte un double joint étanche avec sa voisine qui ne fait ni vallée ni saillie. Les bordures de sections sont aussi forfement renforcies de sangles emprisonnées dans ses rebords. Celles-ci ont des prises d'ancrages conduisant à la voilure structurale via certains filins séparateurs pour les maintenir fermement en place et empêcher toute dérive ou pour retenir le "windlift". Cette membrane peut être du type retrouvé dans le marché et qui sert à fabriquer des structures gonflables traditionelles tels des enclos sportifs. Ces membranes ont un très haut taux de résistance à la déchirure et ont désormais une grande longévité exposées à toutes sortes de conditions extrêmes. Une telle membrane permet à des ouvriers d'y marcher et même d'y déposer des matériaux lourds et anguleux sans l'endommager. Ces membranes sont conçues pour le froid et résistent aux coups de pelle. Comme elle est utilisée comme bâche recouvrant un coussin d'air, la toile d'usure n'est pas sous tension, ne subit pas de friction contre des cables ou des pièces rigides, ne subit pas de battement. On ne peut trouver d'application plus douillette. On peut estimer à 25 ans la durée de vie de la surface d'usure dans de telles conditions idéales. La confection se fait exactement selon la façon dont on fait les abris de tennis gonflables, bâches, chapiteaux, soit par la thermofusion des bordures du matériel. Étant en pièces détachées séparables, les sections de la toile d'usure peuvent être confectionnées à demande par l'industrie appropriée au moment où le remplacement de celles-ci se fera sentir. N'importe quel fabricant d'auvent ou de bâches de qualité peut fabriquer n'importe quelle section soit de la toile d'usure ou des toiles du plénum. La forme finale apparente sera celle d'un dome lisse et luisant ayant sensiblement la même courbe générale que la toiture actuelle Il est à noter qu'il ne sera virtuellement jamais nécessaire de changer les pièces du plénum étant donné que toutes ses composantes ainsi que la voilure blindée sont toujours à l'abri des intempéries, de la pollution, du soleil. Cependant comme elles sont en sections détachables, il est toujours possible de les remplacer. Un mur à déploiement pneumatique fermera l'espace entre le dessous du toit et le dessus de l'anneau technique ou de l'anneau de compression selon ce qu'une étude plus approffondie pourra déterminer de choisir. Ce mur semblable à un accordéon aura prise sur l'anneau technique à sa base. Il sera traversé et guidé par une série de filins munis de tendeurs à ressort reliant la base et le dessous du blindage de la voilure structurale. Sous 5

6 l'action d'une pression interne positive, il s'élèvera en se gonflant jusqu'à s'appuyer contre la surface inférieure de la voilure structurale et accomplir un joint étanche. Ce mur pneumatique ne gêne ni n'est gêné en rien par les mouvements pouvant être induits dans la toiture lors de fortes bourrasques de vent. Le haut du mur épousera parfaitement le contour de la surface même si celle-ci n'est pas plane. Il n'est même pas besoin de tenir compte de la sculpture variable des filet-hamacs. Il pourra être ouvert n'importe quand lorsque les conditions seront indiquées de le faire. Nul doute qu'une telle fonctionalité saura être avantageuse dans le shéma de ventilation/climatisation du stade. Fonctionnement Quelques souffleries à grand débit injecteront initialement environ 100, 000 m. cubes d'air dans les diverses sections du plénum et puis de plus petites souffleries d'appoint prendront la relève en maintenant la volumétrie du plénum sous une légère pression de l'ordre de 15 à 25kg/m. ca. ou équivalente à 1" d'eau. La membrane supérieure sera maintenue fermement mais d'une façon souple à une distance déterminée de la surface inférieure c'est-à-dire aux voilures structurales. Cette distance dépend de la longueur des filins séparateurs à un point donné. Ceux-ci sous l'action de la pression d'air se tendent. Par exemple, s'il y a 1 filin séparateur par mètre carré et que la pression interne est 25 kg par m. ca., alors bien évidemment la tension dans le filin sera de 25 kg moins le poids de la membrane supérieure et de son recouvrement. S'il y a une accumulation de neige de 1m ou 100kg/m.ca et que la pression d'air soit augmenté pour la circonstance à 150kg/m.ca ou 6 pouces, il se trouvera une tension résiduelle de 50kg dans le filin séparateur signifiant que la surface de la toiture ne fléchit pas encore et est encore bien ferme. Au fur et à mesure qu'un chargement devient supérieur à ce que peut maintenir la pression interne, la surface porteuse s'enfoncera localement provocant des glissements pour se redresser derrière le glissement. Si toutefois une défaillance de tous les systèmes survenait lors de fortes chutes de neige, celle-ci s'accumulerait dans les cuvettes formées par la surface d'usure affaissée sur la voilure structurale. Du "ponding" surviendrait. Cependant la voilure structurale est conçue pour prendre ces charges. Au rétablissement de la panne totale, la réinjection de l'air resoulèvera la surface supérieure du plénum avec la neige dessus qui commencera à glisser dès que la surface lévitera sans avoir encore atteint sa position limite. Aucun dégat ne sera infligé. Divers senseurs très simples pour détecter tout début d'affaissement peuvent rehausser la pression de maintien selon laquelle les filins séparateurs seront toujours à leur pleine extension, donc supportant toute la neige dessus. Le plénum peut être facilement conçu pour supporter une pression de 300 kg/m.ca ce qui excède la limite de chargement du code du bâtiment et les exigences de la RIO. 6

7 Durée de vie utile Structure primaire Comme la structure primaire est constituée de cables d'acier de fort calibre de grande qualité, on peut spéculer qu'on pourrait encore la conserver 50 ans, moyennant probablement un traitement anti corrosion périodique au cables du mat. Structures secondaires Elles sont constituées de filets de cables d'acier galvanisés ou en inox, puis recourverts et rattachés à un blindage de grillage métallique, le tout ne voyant jamais le jour ni la pluie ni les extrêmes de température, ni flexion, ni fatigue, on peut présumer que sa durée de vie excédera celle du stade soit 50 ans et plus. Habillage architectural Plénum pneumatique Les membranes composant le plénum sont du type dont on fait des auvents de qualité ou des chapiteaux. La méthode d'assemblage de ces toiles est par couture et thermofusion. En utilisation comme chapiteaux, ces matériaux peuvent donner une vie utile d'une dizaine d'année. Cependant l'utilisation ici faite est dans les meilleures conditions possibles soient celles de l'entreposage puisque qu'aucun de ces éléments ne sera jamais soumis aux agents atmosphérique extérieurs, que le soleil ne les verra jamais et que ces toiles ne sont pas en état de travail mais plutôt immobiles, figées dans l'espace, constamment maintenues à leurs positions par l'appui d'une faible pression d'air. On peut facilement trouver des membranes qui dans ces conditions pourront bien excéder les 35 ans ou même plus. Ce sont plutôt les coutures qui devront être traitées par une application d'aérosol spécialisé pour durer efficacement aussi longtemps. Toutes les coutures à traiter dans le plénum sont accessible et visible de l'intérieur de celui-ci alors qu'il demeure toujours gonflé. Surface d'usure C'est la partie de l'ouvrage qui est exposée aux agents atmosphériques, au soleil, à la pollution aux accidents. Cependant la membrane la constituant n'est soumise à aucune tension autre que celle nécessaire pour l'étendre uniformément sur la surface supérieure du plénum. Le marché offre de telles membranes avec une durée de vie pouvant atteindre 25 ans, mais une membrane moins chère pourrait durer 15 ans. Il faut en magasiner les propriétes auprès des manufacturiers Entretien & inspection Un protocole d'inspection déterminera les rondes de visites à effectuer dans le plénum afin de visualiser que les filins séparateurs et leurs points d'attaches sont toujours intacts. Des essais de mise sous pression maximum seront effectués périodiquement. Des relevés de perte d'étanchéité seront aussi effectués. En mesurant, à une pression donnée, l'apport d'air pour maintenir cette pression et en comparant cette mesure avec une autre antérieurement prise on peut constater si les fuites ont augmenté ou non d'une fois à l'autre. De légères fuites sont normales par des joints de sections, trous de couture, etc. Toutes les mesures correctives ou préventives se font à l'abri et en sécurité à l'intérieur du plénum où toutes les parties de l'habillage sont déployées. Une ou quelques souffleries sont toujours en action et 7

8 des fuites contrôlées sont toujours plus ou moins actives afin d'équilibrer la pression en dépit des changement de volume de l'air par les variations de température. Une cédule d'essai et d'entretien de tous les moteurs peut être établie selon les spécifications des divers manufacturiers d'équipements. Les souffleries nécessaires pour le fonctionnement en mode normal sont petites et courantes dans l'industrie de mécanique de bâtiment En n'importe quel moment et pour toutes raisons, accident, vieillissement ou autres, il est possible de changer n'importe quel élément ou membrane composant l'habillage architectural.toutes les pièces peuvent être reproduites et réinstallées par l'industrie locale versée dans la confection d'articles de canevas, de tentes, de chapiteaux, même longtemps après que le fabricant original se soit évaporé. Sécurité de fonctionnement Des génératrices à démarrage automatique alimentant un groupe différent de souffleries pourra pallier à toute rupture de courant. Ces systèmes sont couramment utilisés dans l'industrie des structures gonflables et sont fiables. 2.1 Critères d'exigences absolues Le signataire de cette présentation de projet de remplacement de la toiture du stade olympique ne se présente pas comme Candidat selon les termes du document d'appel de candidature émis par la RIO mais plutôt comme auteur d'une solution pouvant être mise en œuvre par un candidat dûment sélectionné par le comité de sélection mis en place par CGI. Comme tel le signataire anticipe de se joindre comme membre en temps utile à tout entrepreneur candidat satisfaisant aux exigences de la RIO. Si cependant aucun candidat ne se qualifiait aux termes des exigences absolues, ou n'obtenaient pas la note de passage à la sélection, le signataire serait désireux d'examiner avec la RIO la possibilité de tout de même aller de l'avant avec ce projet étant donné la grande simplicité et sureté de la solution proposée Réflexion sur la structure financière Si comme mentionné plus haut, aucun candidat ne se qualifiait et que la RIO désirait tout de même demeurer locataire de la toiture pour 25 ans, une fiducie pourrait être montée et financée au privé. Ce pourrait être elle qui serait propriétaire recevant le loyer et le distribuant aux ayant-droits. Notamment cette fiducie pourrait attribuer contrats de garantie, d'inspection, de contrôle et de maintenance à des compagnies spécialisées dans ces domaines de telle sorte que le locataire sera toujours assuré d'avoir son toit en bonne condition d'opération peu importe ce qui aura pu arriver à ses constructeurs. La solution ici proposée n'est pas un projet de construction comme tel mais plutôt une installation d'articles préfabriqués et qui seront toujours détachables. Elle est d'une extrême simplicité et ne recèle aucun piège même à son analyse en profondeur. Nous pensons qu'il sera plus facile de lever ce genre de financement à partir du moment où une section 8

9 grandeur nature aura pu être mise à rude épreuve pendant tout un hiver et avoir été expertisée par les assureurs. Nous croyons que ce sont les assureurs qui auront le dermier mot et tant qu'il ne se seront pas prononcés, il est plus difficile et onéreux d'établir un montage financier d'entrée de jeu. Si notre projet se voyait attribuer une bourse de développement, c'est exactement ce que nous pourrions faire dès cet hiver. Avec la preuve faite de l'invulnaribilité de notre système proposé pour le remplacement de la toiture olympique, et avec les recommandations de la RIO nous n'anticipons aucune difficulté à réunir les meilleurs équipes de consultants et de gérance de chantier. Nous croyons qu'en ce cas nous pourrions devancer d'un an la mise en service de ce toit. Ce projet ne nécessite pas la lourdeur de mise en œuvre anticipée pour un projet disons plus conventionel, quoiqu'il soit difficile de voir ce qui pourrait être conventionel dans ce projet particulier Expérience et expertise pertinente, résumé de carrière La compétence et l'expérience requise pour la fabrication et l'installation de tous les éléments architecturaux de ce projet ne se retrouvent pas chez les entrepreneursconcepteurs-propriétaires-en-partenariat-public-privé. Toute la production de la partie architecturale est à la portée de n'importe quelle entreprise fabricant des tentes de foires. C'est plutôt une spécialité manufacturière en toile ouvrée qui aura la presque totalité des travaux d'architercture. Pour en produire les designs avec certitude cependant il est nécessaire de comprendre la diffusion des forces dans des éléments pneumatiques de petite comme de grande taille, d'en avoir expérimenté et disséqué. Si ce n'est de son ampleur, la réalisation de ce projet ne comporte qu'un indice de difficulté très faible par rapport à d'autres projets certes plus petits mais bien plus complexes que j'ai eu le plaisir et le privilège de réaliser d'abord et surtout à l'étranger (because le proverbe ). Dans ce projet de toiture, toute la partie architecturale est textile à 100% et son atelier de fabrication peut être installé n'importe où et en peu de temps là où il y a de l'espace pour installer disons une table de 30m x 5m par unité de production qu'elle constitue avec ses équipements rattachés. Ce pourraient bien être des espaces au stade même et employant de la main d'œuvre locale. Tous ces équipements pour les unités de fabrication sont similaires à ceux trouvés dans l'industrie du canevas, des tentes, de la toile ouvrée. Ces équipements n'ont rien de comparables à ceux qui furent requis pour la fabrication de la toile Taillibert. L'habillage architectural pneumatique n'est pas sorcier. Dès qu'on a vu comment c'est fait, qu'on en a vu les détails et compris comment ça fonctionne et comment on le fabrique en production industrielle sans toutefois tomber dans la haute technologie, on a compris tout le potentiel que cette technologie recèle, mais là n'est pas le débat. Croyez-le ou non, cette technologie fut développée par le signataire à l'occasion du premier appel de candidature pour le recouvrement du stade olympique en Elle consiste à entourer une structure cablée légère en forme de voute à épaisseur variable et ensuite 9

10 habiller cette structure de cable tridimensionnelle en l'attachant à l'intérieur d'un vêtement apte à retenir l'air et le tout se durcissant lorsque la forme est pleine et puis de devenir de plus en plus rigide et autoportante au fur et à mesure qu'on y augmente la pression interne. La RIO ne donna pas suite au concours car Lavalin découvrit comment terminer le mat et compléter l'œuvre de Taillibert. Cette technologie dite AIRSOLID s'est matérialisée au Japon et un premier prototype couvrant 3 court de tennis et fut financé par l'entreprise privée en Je le conçu entièrement et décidai de tous ses détails et façons de construire chez un fabricant d'auvents et de tentes: Yamazaki Tent d'osaka Bien que je fus l'homme orchestre pour ce premier prototype, mes moindres dessins étaient scrutés par des gens d'universités dont le Dr Kazuo Ishii (expert international plus tard engagé par la RIO pour évaluer la toile Taillibert) Ce prototype permit d'améliorer les méthodes de production pour produire de grands assemblages de pièces de plus de 150 pi de longueur. Cette expérience réussie donna le coup d'envoi au projet du pavillon Technocosmos à l'exposition internationale de Tsukuba 85 au Japon que je conçus aux dimensions désirées par le client. Il comportait 3 structures voutées autoportantes qui allaient être produite simultanément dans 3 usines différentes: Yamazaki Tent, Ogawa Tent, Yano Tento. Ce pavillon donna lieu à des coopérations universitaires dont celle du Dr. Ishii, de divers départements d'architecture et de design de 3 ou 4 universités qui y voyaient une curiosité architecturale intéréssante et prometteuse. Toutes sortes d'études et de rapports ont été publiés sur ces structures souples qui se rigidifient. (sur demande il me fera plaisir de fournir cahier de presser bien garni). Cette structure était conçue pour soutenir une pression interne de 700kg/m.ca au besoin mais était maintenue au repos à une pression de 100kg/m.ca ce qui était suffisant pour résister à des vents de 80 km/h J'accomplis aussi les designs et détails de fabrication et fis fabriquer par Taiyo (propriétaire de Birdair) la toiture pneumatique de forme spéciale pour le pavillon du Canada à la même Expo 85 pendant que j'étais là Après quelques designs expérimentaux avec l'airsolid, en 89 je fis le design et l'ingénierie et la production d'une structure pneumatique autoportante de 80 pi de largeur par 250 pi de longueur. Ce fut de 89 à 94 la couverture extérieure du Festival de Jazz de Montréal. Cette unité aussi était autoportante et consistait en un habillage dessus et dessous d'une structure cablée tridimensionelle: Airsolid En 92 mes services de consultant et designer de structures pneumatiques furent requis par Yamazaki Tent du Japon pour étudier et produire des chapiteaux à pattes pneumatiques élégants et surtout qui peuvent se lever tout seul quand on y applique une pression et qui ne cassent pas du milieu. Là aussi mes travaux de designs furent suivis par des universitaires et des tests en modèles réduits furent accomplis. C'est aussi en 92 où je participai au deuxième appel de candidature de projet de remplacement de la toiture Taillibert. 10

11 En 95 je fus requis comme expert en cette technique d'habillage pneumatique de structures de tension cablées par une entreprise coréenne fabricante de sacs conteneurs et de barrières flottantes anti pollution et qui veut développer son propre marché d'architecture textile. Un premier projet a consisté à produire un bâtiment d'exposition et de spectacle haut de gamme mais temporaire pour le KOEX (Centre International de Commerce de Séoul) qui en avait besoin pour un temps limité de 3 à 5 ans, le temps de planifier la construction de salles permanentes. Ce fut une structure pneumatique Airsolid autoportante de 30 m de portée par 170 m de longueur. J'y ai conçu tous les aciers porteurs et fondations dans leurs moindres détails, supervisai directement l'implantation, fis tous les détails de l'habillage. Il me fallait concevoir et superviser la fabrication de tous les équipements permettant la production des éléments textiles en mode industriel plutôt qu'artisanal. Enfin tout jusqu'à la livraison, assisté que d'une seule interprète semi technique fraiche sortie de l'école. Elle fut entièrement réalisée à partir d'une usine située en région agricole et qui embauchait des fermiers ou travailleurs des villages environnants. Cette bâtisse termina son service temporaire 3 ans plus tard et elle fut démantelée puis revendue et relocalisée et morceaux comme bâtiments industriels et elle fonctionne encore.. Un autre Airsolid de 40m x 70m fut aussi aussi conçu fabriqué et installé pour servir de salle d'exposition pour l'association des PME de la Corée. Samsung en était le contracteur général. Sur le même terrain une autre structure textile, celle-là une bulle ceintrée de cables d'acier de 70 m de largeur par 110 m de longueur par 30 m de hauteur fut aussi réalisée. D'autres Airsolid furent encore fabriqués en Corée chez Tiger Corporation. Deux autres projets d'habillage double faces ont été réalisés mais qui avaient un squelette d'acier. L'un pour la couverture du dolphinarium existant en plein air au Grand Park de Séoul(zoo). Un autre batiment neuf que j'ai conçu en entier et dirigé la fabrication et l'installation pour le centre de course de Kwatchon de Séoul. Tous ces designs qui ont abouti ont été accompagnés d'une ou deux firmes d'ingénierie et de diverses facultés universitaires qui venaient davantage prendre des leçons qu'en donner mais qui pouvaient nous assister par des vérifications de calcul et en donnant leur opinion. Pendant les 3 ans où je fus designer des projets, formateur pour leur relève, y eut bien sûr des dizaines d'autres projets qui ont aussi été conçus et dessinés pour des applications particulières mais qui n'ont pas été concrétisés. Ils ont servi d'enseignement pour mes "élèves" chez Tiger, qui depuis ses premiers élans en architecture textile a fini par produire une couple de toits de stades à l'occasion de la coupe du monde. Je n'avais aucune compétence pour les aider dans ceux-ci et les ai référé chez Geiger. Depuis 6 ans je suis un de 3 associés d'une petite compagnie qui conçoit et fabrique des articles de canevas ouvré haut de gamme pour des clients comme Cirque du Soleil, LaserMagic d'angleterre...nous exploitons notamment la location de notre produit à travers le monde dont nos écrans géants sphériques gonflables, certains faisant 20m de diamètre. Ici même à Montréal, à l'ombre du mât du stade. 11

12 Expérience et expertise des ingénieurs, architectes et autres consultants À ce chapitre nous sommes ouverts et le cas échéant pouvons nous joindre aux consultants suggérés par la RIO ou ce pourrait être la RIO elle-même qui connaît le stade mieux que quiconque, le cas échéant. Ingénierie Il n'y a pas de construction à proprement parler dans ce projet qui n'est en fait qu'une installation d'articles de cables et d'assemblages de toiles préfabriquées qui peuvent toujours être séparés les uns des autres pour les échanger. Comme il n'y a pas de structure portante en cause mais que des structures secondaires très simples soit des filets de petits cables métalliques en forme de hamac pouvant être préfabriqués en atelier chacun selon ses dimensions propres, il y a là très peu d'ingénierie sophistiquée autre que des calculs de form finding, encore que là, le filet est directement tissé sur un cadre triangulaire ajustable aux dimensions de ses frontières et on peut lui donner directement la profondeur au centre en la mesurant à partir d'un plan de référence tout comme dans un programme de dessin et ce en le tissant directement en brins continus sans recours à aucune autre charte de données. Comme il est prévu de ne faire aucune altération au stade si les équipements existants et nécessaires à notre solution sont en bon état, il n'y a pas beaucoup d'ingénierie là aussi. Ce sera davantage en electromécanique que les consultants se partageront le travail afin de rendre toute l'opération du toit, en toutes circonstances, simple et à partir d'un seul tableau de contrôle et/ou remote et/ou d'un site internet. À peu près n'importe quel bureau d'ingénieur pourrait s'aquitter techniquement de tout ce qui concerne les structures et qui soit familier avec les cables. Nous sommes confiants qu'il n'y aura aucun problème à intéresser les firmes de consultants voulues pour pleinement accomplir touts les travaux de leurs compétences respectives et aptes à en prendre responsabilté à la suite des essais grandeur nature d'une section représentative de toiture que nous proposons. Architecture Dans ce cas c'est bien d'architecture textile qu'il s'agit, et ici encore la RIO est celle qui a surement développé le plus d'expertise pertinente au stade et dans ce genre. Cependant nous pourrons nous joindre à n'importe quels autres architectes pouvant être recommandé par la RIO ou sélectionner et proposer celui-ci en temps utile. Ici il n'y a guère d'autre architecture que celle de déterminer et contrôler la coubure finale de la coupole lors de son design en définissant l'arpentage des positions et les listes d'adresses et de longueurs des quelques 25,000 filins séparateurs. La détermination et aussi le dimensionage de chacune des 62 sections et la production des dessins d'atelier pour fabrication seront en étroite collaboration avec nous et restent relativement simples et répétitifs au point qu'une grande partie de ce travail pourrait être accomplie par des dessinateurs en FormZ ou autres programme 3D. 12

13 Pour cautionner notre conception et sa réalisation nous avons d'ores et déjà le concours de Dr Kazuo Ishii, éminent expert international japonais en matière d'architecture textile, dont nous joingnons un article qu'il a publié sur l'airsolid. Les autres consultants requis pour le projets peuvent tous faire partie de l'entrepreneur approuvé choisi pour chapeauter les travaux, selon la tournure que prendra la sélection des candidats Approche conceptuelle La conception de base est faite. Elle a tenu compte de la structure existante et de la philosophie de sa toiture. Elle utilise au maximum les équipements existants à tel point qu'il n'est aucunement besoin de faire de modifications ou d'ajouts à la stucture même du stade. Nous avons voulu que le renouvellement de la toiture du stade ne soit pas une affaire de construction mais d'installation. Son concept de base consiste à remplacer les unités de tentes Birdair par des voilures composites blindées qui soient invulnérables tant aux charges de neiges extrêmes et au ponding ainsi qu'aux chutes d'objets et d'une étanchéité à toute épreuve puis de recouvrir l'ensemble d'un habillage pneumatique dont nous avons développé et amélioré la technique depuis plus de 20 ans. Nous avons tenu compte de la légèreté, de la sécurité tant au moment de l'installation première que pendant son opération. Tenu compte aussi de son efficacité energétique et de possibilité de ventilation naturelle par l'opération de murs obturateurs rétractables entre l'anneau technique et le dessous de la toiture. La durabilité et la facilité de maintenance ont aussi été des critères de design de la toiture proposée de même que la possibilité de pouvoir se passer de son fabricant une fois installée car ce design se devait d'être reproductible par l'industrie courante des tentes et chapiteaux pour en changer les pièces avec le temps. Le design, les matériaux et les méthodes d'assemblage devaient tous tendre vers des matériaux de bonne qualité certes mais courant dans l'industrie ainsi que des méthodes d'assemblage qui ne sont pas critiques étant donné les très hauts facteurs de sécurité. Nous avons l'intention de divulguer ce projet à Polytechnique pour qu'il y soit suivi et étudié par divers partis intéressé s par cette technique d'habillage. La conception plus détaillée se poursuivra lorsqu'une section grandeur nature sera confectionnée et installée aux intempéries de l'hiver et de celles causées par des souffleuses à neiges, puis arrosages, puis chutes d'objets de bonne masse et de bonne hauteur. Divers échantillons seront préparés des différents type s'assemblage de diverses membranes et seront soumis à tous les test de vieillissement et de rupture afin de faire des choix éclairés sur les matériaux à utiliser pour diverses composantes. Nous avons tenu aussi à ce que tous les cerveaux, matériaux, et main d'œuvre se trouvent ici même au Québec. Le document accompagnant notre présentation illustre notre concept. 13

14 2.2.8 Approche méthodologique de réalisation Les détails sur les stratégies de réalisation peuvent varier selon des choix qui sont à discuter avec le client et les divers consultants au projet. Cependant il peut être souligné que nous avons 62 sections à préfabiquer et que chacune représente un petit projet en soi et a son propre cahier de charge. Quand une unité est confectionnée elle est mise en entreposage pour livraison au moment où elle doit être installée. Déterminer ici le nombre d'unités de production et la stratégie de démantèlement de la toiture en place ainsi que d'installation simultanément ou non, ou le cheminement critique des opérations nous apparaît prématuré, mais il est certain que la phase d'installation se ferait à l'intérieur de la belle saison. Le nombre d'équipes d'installation déterminera la vitesse d'exécution de l'installation à partir du moment où toutes les pièces peuvent être prêtes juste en temps. La préfabrication pourrait prendre 2 semaines par sections par unité de production de 12 personnes en ce qui concerne l'élément le plus complexe, soit la toile supérieure du plénum Il est certain cependant que s'il ne se trouvait aucun ou pas plus d'un candidat qualifié aux termes de cet appel de candidature, et que la solution ici présentée soit choisie, il est un scénario tel que l'installation pourrait commencer au printemps 2006 pour être terminée avant l'hiver. Quand aux grands principes de gestion, il appartiendra aux professionnels de la gestion de projets d'encadrer administrativement le projet selon les meilleures régles de l'art en accord avec les exigences de la RIO qu'ils soient partis d'un candidat qualifié par vous et que nous joindrions. Pour ce qui est des contrôles de qualité, de production, etc, ils sont courant dans ce genre d'industrie et sont conçus généralement en fonction des impératifs du projet. Un portefolio et une banque d'images vidéos de production en usine et d'installations sur chantiers de projets réalisés sous ma direction personnelle ainsi que des détails de fabrication et d'installation typiques en habillage pneumatique seront disponibles sur votre demande et pourront m'accompagner en entrevue Références Ci joint un article tiré du livre de référence en architecture textile; "Membrane Structures of Japan" du Dr Kazuo Ishii. D'autres articles et publications techniques seront aussi disponibles sur demande car trop volumineux en 7 copies. Nous disposons en outre d'une section de 8' x 30' de revêtement pneumatique tout à fait fonctionnel et sur et dans lequel on peut marcher. Nous nous faisons un plaisir d'inviter les membres du comité de sélection à voir et toucher eux-même la technologie exposée dans cette solution. 14

15 3 Résolution d'autorisation ANNEXE 3 Le soussigné reconnaît avoir reçu de Groupe de Consultation Interprofessionnel (GCI) inc. le document relatif à l appel de Candidatures du projet de remplacement de la toiture du Stade olympique de Montréal. Tout addenda pourra m être expédié à l une des adresses ci-dessous : (Signature) Nom : Adresse : Pierre Jutras 337, rue Ste-Catherine, Longueuil Adresse électronique : Télécopieur : Téléphone : airsolid@colba.net

16 ANNEXE 4 : EXTRAIT DU PROCÈS-VERBAL DU CONSEIL D'ADMINISTRATION de AÉROLANDE, (nom) tenue à Montréal le_14_ e jour de octobre 2004, à 16:00_ heures et à laquelle il y avait quorum. «IL EST PROPOSÉ, SECONDÉ ET RÉSOLU: QUE Monsieur Pierre Jutras, concepteur, directeur d'aérolande des Cité et District de Montréal soit par la présente résolution, autorisé en son nom et ou au nom de AÉROLANDE à faire et à signer séparément pour et au nom de la compagnie, toutes Candidatures, propositions ou soumissions à la Régie des installations olympiques pour le remplacement du toit du Stade olympique de Montréal et, le cas échéant, des travaux de renfort des structures existantes, ainsi qu'à signer tous contrats et conventions en conséquence requis par la Régie des installations olympiques, ainsi qu'à signer toutes modifications ou extensions, tous changements ou autres documents qui pourraient être nécessaires». Nous, soussignés, Pierre Jutras, André Goulet, René Jacques, administrateurs, certifions par la présente: a) que la résolution ci-dessus fut adoptée à une assemblée des Administrateurs de ladite Compagnie, dûment convoquée et tenue le 14 octobre 2004 ; b) que ladite résolution n'a pas été subséquemment rescindée ou modifiée, c) et qu'à la fin des heures d'affaires en date de ce certificat, elle est encore en pleine force et vigueur. ADOPTÉ Copie certifiée conforme Le 14 octobre 2004 (Signé) (Titre) (Signé) (Titre) (Signé) (Titre) 16