Nous suivre Les Cahiers Techniques du bâtiment

Complexe métallo-textile de 6 000 t porté par 4 poteaux

Sujets relatifs :

Complexe métallo-textile de 6 000 t porté par 4 poteaux

Le stade Vélodrome qui incarne depuis sa construction en 1935 les grandes heures du football marseillais fait aujourd’hui l’objet d’une importante requalification portant à la fois sur son confort et sur sa capacité d’accueil. La couverture des tribunes est réalisée par une membrane textile en forme de conque, tendue sur une structure métallique tridimensionnelle qui culmine à 65 mètres au-dessus de la pelouse.

Une grande vague de travaux touche aujourd’hui les dix stades français en lice pour l’Euro 2016. La moitié des équipements est en construction, l’autre en restructuration. Dans ce paysage sportif, le stade Vélodrome connaît l’une des rénovations les plus lourdes avec le stade Geoffroy-Guichard de Saint-étienne (42). Une rénovation comme il n’en avait pas subi de telle depuis sa construction en 1935, malgré les mises aux normes régulières, et dont le point d’orgue concerne la couverture.

Une structure sur quatre points d’appui

Appelée à devenir la nouvelle figure emblématique du Vélodrome, la couverture imaginée par l’agence Scau est un ouvrage monumental de 65 mètres de hauteur dont les lignes courbes dessinent une forme de conque dans le paysage marseillais. Laissant libre l’aire de jeux, elle vient coiffer l’ensemble des gradins en épousant leur volume au plus près, et se retourne à la verticale pour former une jupe de 25 m de hauteur. Ses ondulations comportent deux points hauts situés au-dessus des tribunes Gustave-Ganay et Jean-Bouin et deux points bas au-dessus des virages nord et sud.
Le squelette de l’ouvrage est entièrement métallique, l’acier étant protégé de la corrosion par galvanisation. Sa conception, qui privilégie une répartition uniforme des efforts et un fonctionnement en nappe treillis tridimensionnelle, consiste en un enchevêtrement complexe de 5 940 barres, de diamètre compris entre 300 et 500 mm, parmi lesquelles figurent des diagonales, des transverses et 60 poutres-treillis radiales d’une portée de 80 m. La particularité technique de cette charpente tient au fait qu’elle ne repose que sur quatre points d’appui : quatre « mégapoteaux » métalliques reprenant à eux seuls les 6 000 tonnes de l’ouvrage. Positionnés aux quatre coins du terrain, entre les tribunes nord et sud et est et ouest, ils se composent chacun de deux jambes de force en forme de V, formées de poteaux cylindriques de Ø 1,20 m et de poteaux arrières. Le tout est articulé en pied sur des massifs en béton armé de 500 m 3 , lesquels ont été préalablement ancrés sur 20 m de profondeur. Située sur la rive extérieure du stade, une file de potelets métalliques assure par ailleurs la reprise des efforts latéraux de la couverture.

Un chantier sous hautes contraintes

Le calcul de cet ouvrage hors-norme a été confronté à d’importants défis techniques dont le cumul a généré un surdimensionnement de l’ordre de 30 %. Dans cette région de mistral, il a tout d’abord fallu tenir compte des rafales de plus de 120 km/h pouvant s’engouffrer à tout moment sous la couverture et la soulever. La stabilité de la charpente en cours de montage a justifié le renforcement des sections d’acier et le déploiement d’un important dispositif d’étaiement sans compter le maintien provisoire de l’ouvrage par des câbles de précontrainte tendus entre les mégapoteaux. À cela, se sont ajoutées plusieurs séries d’essais en soufflerie au Cstb.
L’autre grande contrainte est liée au maintien du calendrier de matchs de l’OM pendant la durée des travaux, trêve estivale mise à part. Le stade Vélodrome devant pouvoir accueillir jusqu’à 42 000 spectateurs au rythme moyen d’une fois tous les 15 jours, une mise en sécurité provisoire doit être réalisée par l’entreprise sur la base d’un calcul de stabilité à froid de la charpente métallique et des ouvrages bétons, et validée par une Commission de sécurité. Elle passe là aussi par le renforcement de la charpente et la protection du périmètre ouvert au public, dont l’emplacement évolue au fil du planning. Il faut, en outre évoquer les conditions d’accès difficiles d’un chantier en hyper-centre, la proximité d’un métro, mais aussi la présence d’une station d’épuration enterrée sous la plate-forme de montage (surcharge admissible limitée à 1,5 t/m 2 ), qui a conduit à la création d’un radier de répartition de 50 cm d’épaisseur sur crémaillères.

Assemblages boulonnés sur brides

Prenant place au cœur de ce vaste chantier de restructuration, l’édification de la charpente se déroule tribune après tribune. Après un premier tronçon, en cours d’achèvement au-dessus de la tribune Gustave-Ganay, laquelle a fait l’objet d’un agrandissement en partie haute, les deuxième et troisième portions seront réalisées au-dessus des virages existants nord et sud. Le quatrième et dernier tronçon sera enfin mis en œuvre après démolition et reconstruction de la tribune Jean-Bouin. À chaque fois, il est prévu de débuter les travaux par la jupe et de poursuivre par la partie toiture. Livrée en kit sur le chantier après montage à blanc dans les ateliers espagnols de Horta Coslada à La Corogne et galvanisation pièce par pièce, l’immense charpente est reconstituée par modules ou colis de 2 ou 3 radiales. Un important dispositif de palées d’étaiement, digne des grands chantiers de génie civil, est utilisé pour assembler au sol le module et lui donner son inclinaison définitive. Après une semaine minimum de montage, celui-ci est alors levé avant d’être posé sur des tours d’étais provisoires et connecté à la structure de la jupe. Afin d’offrir une plus grande latitude de réglage aux équipes de charpente, les premiers éléments sont mis en place à raison d’un module sur deux. La charpente étant galvanisée, aucune soudure ni découpe ne peut être effectuée sur place et tous les assemblages sont réalisés au moyen de boulons HR sur brides. À noter que le calcul des brides relève d’une méthode spécifique, en cours de développement au CTCIM sur la base des travaux de Y. Lescouarc’h.

Un matériel de levage exceptionnel

Lorsque la structure sera achevée d’être montée, il est prévu de recouvrir l’ouvrage d’une membrane textile en PTFE (Polytetrafluoroéthylène), un matériau blanc semi-translucide permettant de filtrer la lumière du jour et de jouer le rôle de protection solaire. À la différence des toiles en Etfe mises en forme par gonflage ou tension sur des câbles, le PTFE a l’avantage d’être structurellement suffisant et de pouvoir être tendu sur une ossature secondaire moyennant des rythmes importants. En partie courante, les lés seront ici mis en œuvre sur des arcs préalablement fixés sur les radiales. Au niveau de la jupe, la structure secondaire sera composée de profilés oméga installés à la verticale. La mise en tension se fera par un système de laçage non-traditionnel s’apparentant un cerclage métallique point par point.
Côté logistique, deux engins de levage de 1 250 tonnes, des grues CC 6800 sur chenilles, sont mobilisés pour les besoins du chantier. Peu courantes en Europe, où l’on en compte moins d’une dizaine, celles-ci sont utilisées en tandem pour la mise en place des modules de couverture des tribunes, dont les éléments les plus lourds pèsent de 150 à 200 tonnes chacun. Dotée d’une flèche de 70 m, l’une d’elle sert au levage, tandis que l’autre assure l’équilibre du colis. La mise en place d’un colis requiert au minimum deux journées : la première pour accrocher le palonnier et régler l’équilibre de l’ensemble, la seconde pour lever et positionner le module. Dans la pratique, les opérations de levage sont souvent plus longues car il faut également compter avec les conditions de vent sachant qu’une vitesse supérieure à 25 km/h en tête conduit à l’immobilisation totale des appareils. D’autres engins de levage plus petits (grues de 650 et 750 t) sont, en outre, utilisés pour les interventions au-dessus des virages.

vous lisez un article des Cahiers Techniques du Bâtiment N°325

Découvrir les articles de ce numéro Consultez les archives 2013 des Cahiers Techniques du Bâtiment

Bienvenue !

Vous êtes inscrit à la news hebdo Cahiers techniques du batiment

Nous vous recommandons

Modules pour tout-petits

Modules pour tout-petits

Mercredi 13 février, les neufs modules constitutifs d'une crèche bâtie dans l'enceinte de l'hôpital Trousseau à Paris ont été grutés puis mis en place. Une crèche de 220 m2[…]

15/02/2019 | Chantier
Les poteaux d'abord

Les poteaux d'abord

Quand la brique et le bois collaborent

Quand la brique et le bois collaborent

Une ITE sur 5500 m2 de façade amiantée

Une ITE sur 5500 m2 de façade amiantée

Plus d'articles