Constructions créatives pour coupole suspendue

Les travaux de restructuration d’envergure de la bibliothèque nationale de Strasbourg exigent des techniques de construction particulières

LOGO.3, le système de coffrage et des systèmes grimpants innovants permettent un bétonnage dans les délais impartis

Strasbourg a, sans nul doute, une grande importance parmi les grandes villes européennes. On y trouve le Parlement Européen, le Conseil européen, la Cour de justice européenne pour les droits de l’homme et bien d’autres institutions très importantes. On peut remonter l’histoire de son urbanisation jusque aux premiers siècles avant Jésus-Christ, celle-ci fut marquée au cours des siècles par les gaulois, romains et germains, bientôt par les francs et les souabes et depuis les temps modernes par les français et les allemands. La bible de Gutenberg a été imprimée à Strasbourg et Goethe y fit ses études.

En France, les bâtiments les plus importants entourent toujours une Place de la République. A Strasbourg, celle-ci est très grande et de forme circulaire. La Préfecture de la région d’Alsace et du département du Haut-Rhin, le Théâtre de Strasbourg rattaché au Ministère de la culture et de la communication, le Palais du Rhin (administration des impôts) et à côté d’autres bâtiments importants - la Bibliothèque Nationale et Universitaire – la bordent.

Durant la guerre de 1870 – 1871, l’église des Dominicains au Strasbourg a été détruite sous le feu de l’artillerie prussienne – et avec elle une aile latérale de la bibliothèque municipale et des archives municipales ; beaucoup de documents historiques furent détruits à jamais. Le Temple Neuf fut érigé à cet endroit. La nouvelle bibliothèque voit le jour au Kaiserplatz d’alors (aujourd’hui Place de la République). Elle fut construite entre 1889 et 1894 d’après les plans des architectes Skjold Neckelmann et Auguste Hartel dans le style de l’historicisme. Elle remplissait immédiatement deux fonctions: celle d’une bibliothèque nationale et celle d’une bibliothèque universitaire. Elle se développera pour devenir au cours des années la seconde des bibliothèques les importantes de France.

La substance de plus de 100 ans du bâtiment classé comme monument historique n’était plus en mesure de répondre aux exigences modernes de la statique, protection contre l’incendie, etc. Le Recteur de l’université de Strasbourg ensemble avec le directeur de l’autorité départementale compétente décidèrent d’une restructuration complète, les façades extérieures, toiture et de nombreuses structures intérieures devant rester en place – ce qui complique encore plus la tache. Les coûts se trouvent supportés par le Ministère de l’Enseignement Supérieure et de la Recherche; cofinancement par la région Alsace, le département du Bas-Rhin ainsi que la ville de Strasbourg. Un budget de 61 millions d’euros a été mis en place.

Rénovations

Le bâtiment, plus précisément les bâtiments – doivent en grande partie être extraits. Les façades ne devant en aucun cas être endommagées. Chaque mise en place de machines, main d’œuvre et matériel doit donc s’effectuer via les accès existants qui en principe ne sont pas destinés à de telles opérations. Le groupement des entreprises Urban BTP (Illkirch) et Demathieu & Bard (succursale de Duppigheim) s’attaqua à ce problème. La création des deux entreprises remonte au XIX siècle et elles comptent parmi les plus importantes entreprises de construction françaises ; Urban appartient au groupe Vinci comptant plus de 160 000 collaborateurs.

En plus des conditions très étroites à l’intérieur du bâtiment vient s’ajouter, à l’extérieur, un modeste emplacement sur le terrain lui-même, celui-ci est à peine plus large de quelques mètres que le bâtiment lui-même. Cet emplacement est, en grande partie, sollicité par les conteneurs habitables et les véhicules de chantiers convoyant les matériaux qui vont et viennent. Les rues avoisinantes ne devant pas être bloquées et la circulation ne devant pas être gênée. Cela nécessite une logistique méticuleusement mise au point et des livraisons au moment exact où celles-ci sont nécessitées. Une grande grue pouvant amener des charges importantes vers des endroits éloignés se charge inlassablement du ravitaillement en matériel.

La coupole suspendue

La partie la plus difficile de la restructuration consiste dans l’extraction et l’étaiement du corps central du bâtiment qui se trouve couronné par la coupole carrée que l’on peut voir de loin. Un accès par le haut n’est également pas possible dans ce cas. La coupole doit éclairer l’intérieur avec la lumière du jour jusqu’au sol du rez-de-chaussée. Sans un étaiement statique suffisant la coupole menace toutefois de s’effondrer vers l’intérieur!

Tous les travaux s’effectuent dans des conditions très difficiles rendant un travail selon les méthodes habituelles pratiquement impossible:

• La place disponible est tellement limitée que les échafaudages de travail habituels pour les travaux de coffrage ne peuvent pas trouver d’application. Cependant la législation française prescrit impérativement des dispositifs de sécurité dont les exigences sont bien plus élevées qu’en Allemagne.
• Il n’existe aucune possibilité pour une grue d’approvisionner du matériel au travers de la coupole. Cependant d’important travaux de bétonnage doivent être effectués jusqu’à une hauteur de 24 mètres.

Quelle est donc la manière de procéder tout en atteignant la plus grande efficacité?

1. Les éléments constitutifs du bâtiment sans importance statique ont été éliminés et un étaiement d’une hauteur d’env. 24 m composé de quatre tours supportant la charge de la coupole a été mis en place. Cela permet de gagner un peu de place.
2. Aux quatre coins du corps central du bâtiment, la flèche orientable d’une grue mobile a été respectivement mise en place à la hauteur la plus élevée possible en-dessous de la construction d’étaiement et donc pas en position idéale. La charge maximale autorisée est juste de l’ordre de 1,5 t.
3. Une poutre retombée en béton coulé sur place a été mise en place sur l’étaiement sur laquelle repose la coupole. Cette construction pèse dans son ensemble plus de 600 tonnes. Cela prendra deux semaines jusqu’à ce que le béton atteigne sa résistance finale.
4. Aux coins restés libres, des colonnes en forme de L, avec une armature de 32 mm, s’avancent vers la poutre retombée. Elles doivent en fin de compte supporter l’ensemble de la charge. Un intervalle de seulement 1,5 m existe entre les colonnes et les murs portants. (Ce stade est atteint, début septembre 2011 au moment de cette documentation).
5. Dès que le raccordement statique - structurel à la poutre retombée aura été réalisé avec succès, l’étaiement seront démontés. Le parachèvement intérieur proprement dit pourra commencer.

Travaux en bétonnage et de coffrage

L’exécution des travaux de bétonnage s’est montrée très exigeante sous de telles conditions. Dans toutes les phases de l’étude et des appels d’offres toutes les entreprises tenant le projet comme techniquement irréalisable dans la forme souhaitée ou pour des raisons de coûts y renoncèrent. Finalement les Ets PASCHAL se sont avérés comme seul prestataire disposant d’un concept en tous points réalisable.

1. La poutre retombée dispose d’une largeur de 0,80 m, d’une hauteur de 1,10 m dans une forme quadratique respectivement de 14,58 m. Les coins des côtés longitudinaux disposent d’une longueur supérieure de 1,45 m par rapport à celle aux côtés transversaux. Ce qui donne à la construction en gros la forme d’un H. L’on coffre avec des éléments couchés, d’une longueur pouvant atteindre 2,70 m de long, du système de coffrage LOGO.alu, qui en raison de son faible poids peut être très facilement et bien manipulé – une condition absolument à remplir en raison de l’espace étroit sous la coupole. LOGO.alu peut être adapté en pas de 1 cm à la longueur exigée, ce qui évitait dans ce cas la compensation pénible d’intervalles restants à coffrer sur le chantier. PASCHAL Deck a été utilisé comme étaiement.
2. L’on a choisi LOGO.3 pour les piliers en forme de L mesurant 3,80 x 3,0 m et épais de 0,60 m. Le coffrage LOGO.3 reprend avec son cadre profilé en acier plat 70 kN/m² de pression de béton frais selon DIN 18218, celui-ci est particulièrement approprié dans des circonstances étroites. Une phase en hauteur représentait 2,94 m, sept de ces phases étaient à bétonner et la huitième respectivement le segment de raccordement était de nouveau prévu avec le coffrage LOGO.alu. A partir de la quatrième phase en hauteur, les espaces n’étaient plus que de l’ordre de 3,00 x 3,00 m, ce qui se répercutait également dans la mise en forme lors de l’étude; les points de serrage, la mesure des éléments et les échafaudages de travail devant être préréglés de manière correspondante. LOGO.3 était utilisé comme coffrage grimpant avec passerelle de ragréage. Une phase était réalisée tous les deux jours. Au total, l’on utilisait deux jeux de coffrage qui se trouvaient utilisés sur deux piliers diagonalement opposés.
3. Un échafaudage de travail de série pour des coffrages, s’adaptant à l’espace étroit entre les murs et satisfaisant aux exigences de sécurité les plus élevées, n’existe pas. Le service des constructions de PASCHAL a alors mis au point deux systèmes grimpants tout à fait nouveau (respectivement un pour la face avant et un pour la face arrière) disposant de consoles de seulement 1,05 m de largeur, dans lesquelles se trouvent intégrées des échelles fixées à demeure. Non seulement la surveillance des travaux s’est montrée enthousiasmée, mais il était également même possible pour les exécutants, malgré la faible puissance de la petite grue, de transférer en une opération de levage, le coffrage + échafaudage de travail + unité grimpante + passerelle de ragréage, ce qui augmentait encore une fois l’efficacité.

La fin du « policier coffrage »

Le technico-commercial de PASCHAL, Christian Bordier, est pareillement enthousiasmé. Un chantier, déclara-t-il, et plus précisément un chantier avec de telles exigences et délais à respecter, n’est pas de la tarte, de plus, il y a eu constamment des modifications, des besoins de se mettre d’accords, des contrariétés imprévues et même de petits revers. « Cela fait partie du métier » dit-il, « c’est toujours comme cela, lorsque l’on essaie quelque chose de nouveau ou de compliquée ». Il constate, « Pas de récompense sans effort ! Si peu de coffrage, tant de choses à considérer, cela met les idées en place ! ». Le résultat, qu’il qualifie « d’œuvre d’art » et qui n’a pu être atteint que grâce à un parfait accord entre tous les acteurs sur le chantier, est parfait.

Liens

Bibliothèque nationale:        www.bnu.fr
Groupement d'entreprises:  www.demathieu-bard.fr 
                                                 www.vinci.com/vinci.nsf/de/unternehmen.htm

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