Phase avant-projet : Incidence de l'implantation d'un bâtiment multi-étagé à ossature métallique sur sa conception Passe brièvement en revue différents types d'implantation et leur incidence sur le processus de construction et la conception de bâtiments multi-étagés. Contenu 1. Importance des caractéristiques du sol 2 2. Construction sur l emplacement d anciens bâtiments 2 3. Construction en centre-ville 3 4. Construction par-dessus une ligne de chemin de fer ou de métro 3 5. Bâtiments implantés en bordure d un cours d eau 4 6. Constructions souterraines 5 Page 1
1. Importance des caractéristiques du sol Les incertitudes les plus importantes, et par conséquent les plus grands risques résultent, pour tout projet de construction, de la méconnaissance des caractéristiques du sol. Pour maîtriser ces risques, une reconnaissance appropriée du sol est essentielle. Le type d infrastructure est généralement similaire, que la superstructure soit en acier ou en béton. La masse d une superstructure en acier est inférieure à la moitié de celle d une superstructure en béton, facilitant ainsi sa construction sur un mauvais sol. La présence d une nappe d eau souterraine à un niveau élevé engendre des difficultés, quels que soit les matériaux de construction employés. Il est cependant possible d incorporer à l infrastrycture définitive un rideau de palplanches en acier qui, étanché de façon appropriée, offre une alternative économique à la technique traditionnelle de drainage et de construction en béton in-situ. 2. Construction sur l emplacement d anciens bâtiments Le fait de construire sur l emplacement de bâtiments démolis pose des problèmes techniques spécifiques. les fondations et services existants constituent des obstacles. Le battage de pieux peut s avérer problématique entre les fondations existantes. Les structures en acier permettent de franchir de grandes portées de façon économique ; elles offrent donc une plus grande flexibilité en termes d agencement de la superstrucrure. Il devient ainsi possible de bâtir autour des fondations existantes, voire de les ré-utiliser. La conservation de certaines parties du bâtiment existant, telle qu une façade «classée», par exemple : les projets de conservation de façade nécessitent souvent le recours à une structure provisoire en acier, extérieure ou intérieure, pour supporter la façade. Cette structure peut être relativement complexe et doit être intégrée dans la conception finale. Un agencement des existants ne facilitant pas l utilisation projetée du bâtiment. La contiguïté des bâtiments adjacents (et les droits légaux des propriétaires ou occupants de ces derniers). Les impératifs du programme, particulièrement en termes d apparence et de hauteur de bâtiment. Page 2
3. Construction en centre-ville Le fait de construire dans un centre-ville congestionné engendre des problèmes logistiques liés à : Un manque d espace d entreposage pour les matériels et équipements. La nécessité de livrer «juste-à-temps» les composants importants au chantier La réduction du bruit et des vibrations pouvant constituer des nuisances pour les propriétés environnantes. Un coût de main d œuvre élevé et des compétences locales souvent insuffisantes La construction en acier présente des avantages particuliers pour les chantiers situés en centreville. Elle est rapide à ériger, minimisant ainsi les perturbations locales. De plus, ses composants peuvent être livrés au chantier dans la séquence requise, en fonction du programme de construction. La vitesse d installation est directement fonction du nombre de grues et du nombre de pièces individuelles pouvant être levées. Pour la plupart des projets, une charpente en acier peut être montée au rythme de 20 à 30 pièces par jour et par grue à tour. 4. Construction par-dessus une ligne de chemin de fer ou de métro Les structures métalliques peuvent être conçues de façon à enjamber des lignes de chemin de fer, des bâtiments existants ou des rivières, en profitant du poids relativement faible de la structure et de la possibilité de concevoir des contreventements pleine hauteur dans les murs, qui travaillent alors comme une poutre de grande hauteur. Un bon exemple de bâtiment à ossature métallique construit par-dessus un bâtiment existant et ayant recours à des murs contreventés en V est montré à la Figure 4.1. Page 3
Figure 4.1 De Brug, Rotterdam, construit par-dessus un bâtiment existant La construction au-dessus d un tunnel pose ses propres problèmes techniques, parmi lesquels : La réalisation de fondations éloignées du tunnel. La réduction des mouvements de terrain à un minimum acceptable (souvent limités à 5 mm). L «enjambement» du tunnel par la structure. La réduction de la charge résultant du poids propre du bâtiment. Les limites imposées aux méthodes et au temps de travail. Certains projets récents ont eu recours à des arcs en acier ou à des poutres de grande hauteur pour enjamber des lignes de chemin de fer. 5. Bâtiments implantés en bordure d un cours d eau Le fait de construire dans le voisinage immédiat d une rivière ou d un canal affecte la conception des fondations et des travaux souterrains, aussi bien en phase provisoire que définitive. Un rideau de palplanches est souvent utilisé pour assurer une stabilité provisoire. D autres techniques sont retenues pour empêcher l infiltration de l eau, parmi lesquelles figurent : Le drainage La congélation du sol Page 4
6. Constructions souterraines Construire en sous-sol nécessite de prendre attentivement en considération : La pression exercée par les eaux souterraines. Les caractéristiques du sol et ses mouvements éventuels. La stabilité provisoire des terrassements. L étanchéité de l infrastructure définitive. La sécurité-incendie et l évacuation des personnes(dans le cas des parkings, par exemple). Les rideaux de palplanches peuvent être conçus pour résister à la pression exercée par la terre et l eau en phases provisoire et définitive, et peuvent être rendus suffisamment étanches pour pouvoir être utilisés dans des parkings souterrains, tel que montré à la Figure 6.1. Figure 6.1 Rideau de palplanches et poteaux en infrastructure d un parking souterrain, construit «de haut en bas» La construction «de haut en bas» peut être utilisée dans les projets d envergure pour lesquels la structure du rez-de-chaussée et du sous-sol est mise à contribution pour résister à la poussée des terres lors du terrassement. Cette forme de construction, qui a recours à la mise en place d un rideau de palplanches, est illustrée à la Figure 6.2. Page 5
(1) (2) (3) Clé : Étape 1 : Étape 2 : Étape 3 : Battage de pieux et coulage de la dalle du rez-de-chaussée Terrassement sous la dalle et réalisation du premier sous-sol Parachèvement de l infrastructure souterraine Figure 6.2 Étapes d une construction de haut en bas Page 6
Enregistrement relatif à la qualité TITRE DE LA RESSOURCE Phase avant-projet : Incidence de l'implantation d'un bâtiment multiétagé à ossature Référence(s) DOCUMENT ORIGINAL Nom Société Date Créé par R.M. Lawson SCI jan 05 Contenu technique vérifié par G.W. Owens SCI mai 05 Contenu rédactionnel vérifié par D.C. Iles SCI mai 05 Contenu technique approuvé par les partenaires STEEL : 1. Royaume-Uni G.W. Owens SCI 26/5/05 2. France A. Bureau CTICM 26/5/05 3. Suède A. Olsson SBI 26/5/05 4. Allemagne C. Mueller RWTH 11/5/05 5. Espagne J. Chica Labein 20/5/05 6. Luxembourg M. Haller PARE 26/5/05 Ressource approuvée par le Coordonnateur technique G W Owens SCI 25/04/06 DOCUMENT TRADUIT Traduction réalisée et vérifiée par :. eteams International Ltd 28/06/05 Ressource traduite approuvée par : CTICM Page 7