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FICHE TECHNIQUE

  • Esch/Alzette
  • Luxembourg
  • 2013 - 2014
  • Client:
    Enovos Luxembourg S.A.
  • BET:
    GK Engineering S.A.
  • Entreprise:
    ASTRON Steel Construction
  • Photos:
    ArcelorMittal

LIENS


  Plan Ground floor
  Plan 1st Floor
  Horizontal sections
  Transversal sections
  Details structure
  Product sheet: Cofraplus 220
  Product sheet: ANGELINA TM : Poutrelles alvéolaires à ouvertures sinusoïdales

Solutions pionnières d'utilisation de l'acier pour le parking d'Enovos


À première vue, le projet paraît être celui d'un parking à structure métallique classique et bien aéré. Mais si on l'observe de plus près, il se distingue toutefois par l'utilisation du nouveau système de plancher  Cofraplus 220®, en complément avec les poutres cellulaires AngelinaTM , avec une esthétique ouverte et transparente. En outre, il innove par des caractéristiques techniques comme un poids réduit des poutres, un précambrage précis, sans oublier un contrôle de la fissuration, qui, grâce au système de plancher innovant Cofraplus 220® peut être obtenu avec des moyens simples.

Description du projet
La construction de la nouvelle centrale du fournisseur d'énergie luxembourgeois Enovos sur un ancien terrain industriel d'Esch-sur-Alzette, au sud du Luxembourg, a été accompagnée par la construction d'un parking aéré à structure mixte en acier. Les presque 400 places devaient être réparties sur un maximum de 5 étages, avec une structure dite de « Split-Level » (demi-rampes) et desservies par trois cages d'escaliers séparées en béton.

Pour éviter les contraintes résiduelles, comme celles des dilatations thermiques, les noyaux d’escaliers ont été érigés en dehors de la structure principale en acier.  Avec une dimension de 32m x 60m et une structure tramée classique de 15,75m x 5m, le parking correspond dans ses traits principaux à des concepts ayant fait leurs preuves et profite des possibilités polyvalentes de la construction mixte en acier.

Comme la planification détaillée de la zone n'étaient pas encore terminée au début du projet, il a fallu prendre en compte les contraintes externes et les options possibles de planification a postériori. Par exemple, le terrain exigeait des fondations par piles dont l'étendue a pu être réduite grâce à une distance entre les poutres de 5 m, ce qui a permis de réduire le nombre desdits éléments. La disposition des rampes internes entre les demi-niveaux prenait en compte une sortie possible du parking au 1er étage côté sud.

En outre, il n'a été possible de réaliser dans cette zone que seulement 3 étages, car une ligne de haute tension limitait la hauteur constructible. Toutefois, comme cette ligne doit être mise hors service et démontée dans un proche avenir, il a été possible de planifier la construction postérieure des 4ème et 5ème étages de manière simple, grâce à l'utilisation d'une structure métallique.

Système de plancher original et poutres cellulaires sinusoïdales
Dans ce projet de parking, l'innovation réside dans le système original de plancher Cofraplus 220® utilisé en conjonction avec les poutres cellulaires AngelinaTM. La distance entre les ouvertures des poutres s'est calquée sur la largeur des profilés du plancher, afin de créer une structure porteuse élancée à l'esthétique moderne.

Les grandes ouvertures courbées des poutres permettent, par rapport aux poutres de plancher à ame pleine, d'obtenir une vue embrassant plusieurs niveaux. La transparence ainsi obtenue au niveau des poutres ainsi que la réduction de l'ombre portée confère au parking, malgré un passage libre de 2,20 m (bord inférieur des poutres), un sentiment spatial d'ouverture et de clarté, procurant une sensation de confort pour l'utilisateur tout en favorisant la sécurité.

Tonnage d'acier réduit et précambrage d'une extrême précision
La fabrication des poutres AngelinaTM est similaire à celles des poutres ou structures cellulaires. On découpe un profilé laminé à chaud pour former des demi-poutres qui sont ensuite soudées entre elles pour former des « sections en T » sur les montants. Toutefois, la découpe des poutres AngelinaTM suit une ligne sinusoïdale continue pouvant être adaptée en fonction des particularités du projet.

Ce processus permet de rehausser les profilés d'environ 1,5 fois la hauteur originale. Les pertes en matériaux se réduisent aux découpes en longueur des extrémités des poutres, ce qui permet d'obtenir des poutres cellulaires optimisées.

Les poutres AngelinaTM du projet Enovos se basent, pour ce qui est des grandes portées, sur un IPEO 400 en S460M et / ou sur un IPEA 330 en S460M pour les poutres un peu plus courtes adjacentes aux  supports des rampes. La ligne de découpe, qui détermine finalement la géométrie des ouvertures des poutres et la nouvelle hauteur de la poutre, prend en compte la largeur de construction et donc la distance de 750mm entre les nervures de la tôle du profilé, tout comme les obligations statiques et la hauteur de construction de l'ensemble de la structure du plafond.

La hauteur finale des poutres est de 575 mm et leur charge admissible est comparable à celle d'un IPE 550. Le drainage exigé en matière de construction a nécessité en outre un précambrage important de la poutre, qui atteint 210 mm en phase de construction. Celui-ci est finalement réduit à 110 mm par le poids propre du béton après coulage.

Grandes portées et faibles largeurs de fissuration
Le système de plancher Cofraplus 220 (Avis technique Zulassung allemand Z-26.1-55) agréé pour la construction se base sur un concept additif de dimensionnement ayant fait ses preuves. Pour ceci, on utilise la tôle de profilé d'une hauteur de 220 mm après montage entre les poutres comme plateforme de travail. La tôle reprend, lors de la construction, les charges de l'armature et du béton frais.

En fonction de l'épaisseur de la tôle de 1 mm , 1,13 mm ou 1,25 mm et de la hauteur du béton utilisé, il est possible d'obtenir des portées de plus de 5,50 m sans étaiement supplémentaire au montage. Si l'on emploie l’étaiement de montage spécialement conçu, on peut obtenir une portée jusqu'à 10 m.

Le projet de parking Enovos n'a nécessité aucun étaiement au montage grâce à la portée de plancher de 5 m que nous avons évoquée. La hauteur du plancher au-dessus des nervures est de 80 mm après autorisation, bien que selon l’avis technique Zulassung, et l’utilisation de « Wing 20 » la hauteur de béton au-dessus des poutres mixtes aurait due être de 100 mm.

Pour le montage, les tôles ont été placées dans ce qu'on appelle des supports en acier « Wing » fixés sur la poutre avant d'être fixés à l'aide de vis auto-perçantes. Alternativement, on peut les boulonner par-dessous en profitant de la surépaisseur. Ce type de mise en place permet un effet de continuité de la nervure du béton et donc d'obtenir un effet de plancher continu, car le béton au-dessus de la tôle et à l’intérieur des supports est en contact direct des âmes de poutres.

En outre, ce type de mise en place des tôles de profil permet une libre disposition des goujons soudés. Les supports sont des pièces formées simples en tôle métallique d'une épaisseur de 3 mm en acier conventionnel S235JR. Elles sont soudées sur l’âme des poutres dans l'atelier du constructeur lors du processus d'usinage avant d'être soumises au même traitement anticorrosion que la poutre elle-même. Lors du projet Enovos, l'ensemble de la structure a été galvanisée à chaud, comme cela est classique  lors des constructions de parking.

Le comportement en charge du système de plancher en continuité,  malgré un recouvrement de béton de son armature de cnom = 50 mm, ne nécessite pas  d'armatures supplémentaires en acier inoxydable, et se distingue par un très bon comportement à la fissuration, tout particulièrement dans la zone de moments négatifs au-dessus de la poutre. Le comportement en charge du système de plancher Cofraplus 220® est similaire à celui d'un plancher continu nervuré.

En état non fissuré du béton, les rigidités du plancher dans les portées et au-dessus des poutres sont pratiquement égales. Pour ce qui est de la durabilité, on a limité, pour répondre au souhait du maître d'ouvrage, la largeur de fissure moyenne calculée au-dessus de la poutre à 0,1 mm.

Cette exigence supplémentaire a pu être prise en compte par une armature correspondante simple au-dessus de la poutre, qui est en partie la raison de l'effet de continuité du système de plancher.  Ceci a eu pour résultat que, même après le grenaillage de la surface du béton qui a été effectué pour la préparation du revêtement OS8, aucune fissure nécessitant un traitement postérieur n'est apparue au-dessus de la poutre.

La  composition de béton utilisée pour la classe de résistance C35/45 contenait des agrégats d'une taille maximale de 16 mm et du ciment à 400kg / m3 sans additifs supplémentaires. Pour le pompage du béton dans la conduite mesurant presque 50 m, la consistance nécessaire a été obtenue par ajout de fluidifiant. La fluidité obtenue a été surveillée sur le chantier par le fournisseur du béton prêt à l’emploi.

Le projet de parking Enovos est pratiquement terminé. Actuellement, les travaux de recouvrement et d'installation restant sont effectués et le montage de la façade est en cours. Les places de parking sont progressivement mises à disposition du maître d'ouvrage. Grâce à la construction métallique, ce dernier peut tirer profit de son projet avant la mise à disposition définitive.

Auteurs :
Ingénieur diplômé / MBA Christoph Radermacher, ArcelorMittal Construction
Ingénieur diplômé Marc May, ArcelorMittal Europe – Long Products


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