Structure Fondations profondes pour un immeuble de bureaux

Le projet d’immeuble de bureaux « Le Khapa » mené par l’aménageur Hines, constitue l’une des deux premières réalisations de la ZAC Seguin. La superstructure sera constituée de deux bâtiments quasi parallèles R 8, reliés par des passerelles de liaisons, et desservis par 6 ascenseurs panoramiques implantés dans la cour intérieure. Celle-ci sera close par une gigantesque verrière, le sous-sol abritant, quant à lui, 4 niveaux de parkings. Les travaux sont réalisés en « top and down » (1) eu égard aux contraintes de délais très serrés de 24 mois (tous corps d’État), la date de livraison étant prévue pour juin 2008. La nappe phréatique quasi ­affleurante – elle se situe à la cote 26,50 NGF ­(Nivellement Général de la France) (2) pour un terrain naturel à 30,00 NGF – ainsi qu’un sous-sol difficile constitué de craie fracturée, ont nécessité la création d’une paroi moulée périphérique de 250 m de ­longueur.

Boîte étanche de grande hauteur

La proximité de la Seine venait par ailleurs s’ajouter à ces contraintes. La boîte étanche de 62 cm d’épaisseur et 37 m de hauteur, ancrée de 2 m (– 7,00 NGF) dans l’horizon géologique de craie saine, assurera également la reprise des descentes de charges des façades. Les panneaux de 7 m de longueur, forés à la benne à câble, ont été réalisés en trois passes, selon la technique habituelle « primaire-secondaire » (3). « Cinq puits de pompage, descendus à la cote 7,00 NGF, ont ensuite été mis en œuvre de manière à vider l’enceinte », ­précise Bruno Dumaret, directeur de projet chez Spie Scgpm. Une fois la cote d’équilibre atteinte, des essais de pompage ont été menés pour mesurer le débit de fuite résiduel, autrement dit évaluer l’efficacité de la paroi. « Les résultats n’ont pas dépassé les 30 m3/h, cette valeur permettant de conclure à la bonne étanchéité de l’enceinte. Si le résultat avait dépassé les 150 m3/h, valeur contractuelle fixée par le maître d’ouvrage, une jupe injectée (4) optionnelle aurait dû être exécutée », poursuit Bruno ­Dumaret. ­Particularité technique : cette ­paroi est instrumentée. Une autre paroi moulée, à l’abri de laquelle sera notamment construit l’une des culées du futur pont qui reliera l’île Seguin à la rive gauche, est en effet réalisée sur le chantier mitoyen.

Poteaux préfondés en C60/75

Des procédures d’instrumentation sont prévues pour mesurer l’évolution des déformations différentielles qui surviendront durant les phases de terrassement dans les deux enceintes.

Le choix du mode constructif, en « top and down », a donc impliqué la mise en œuvre de 49 poteaux préfondés, déclinés en 3 sections (1,00, 1,40 et 1,60 x 0,30 m) réalisés en C60/75. Cette formulation musclée n’est pas systématiquement dictée par des impératifs structurels mais aussi par la méthodologie adoptée. Les poteaux de 17 m de hauteur sont en effet préfabriqués en usine, et doivent donc résister aux opérations de levage lors du décoffrage et du transport. Dans la pratique, l’exécution de cette phase de fondation débute par le forage des barrettes (2,80 x 0,82 m), sous bentonite, réalisé également à la benne à câble. Le poteau « préfondé » est alors introduit dans l’excavation, celui-ci étant équipé, en pied, d’une cage d’armature. La partie basse, qui est ensuite bétonnée au tube plongeur, assure en effet l’ancrage dans le terrain. Précision : la descente du poteau ­s’effectue par l’intermédiaire de murettes-guide et d’un système de vérins installés en tête, ce dernier permettant un positionnement très rigoureux dans l’espace. « Le forage et le réglage des poteaux doivent être effectués avec une très grande précision puisque la tolérance verticale n’est que de 0,4 % », révèle Bruno ­Dumaret. Concrètement, cela signifie que le pied du poteau doit être inscrit dans un cercle de 14 cm de diamètre ! Une fois que le béton de pied a effectué sa prise (soit entre 24 et 36 h), l’espace périphérique autour du poteau est remblayé par l’intermédiaire de granulats qui assurent le blocage.

Terrassements en taupe et radier nervuré

Précisions : des réservations ont été ménagées en amont, à l’usine de préfabrication, sur les poteaux préfondés, aux emplacements où viendront se raccorder les futures poutres des planchers (la connexion sur la paroi moulée s’effectue classiquement, à l’autre extrémité, par scellement chimique à la résine). Cette disposition constructive simplifie, bien entendu, la réalisation des poutres mais elle exige, en revanche, une précision altimétrique sévère lors de la mise en œuvre des poteaux, sous peine de ne pas avoir lesdites réservations positionnées au bon endroit. « Cela constitue d’ailleurs, au passage, un très bon indicateur sur la qualité d’exécution des préfondés », souligne Bruno Dumaret. Une fois le niveau – 1 terrassé, l’entreprise réalise donc le plancher haut du niveau – 2 en procédant, tout d’abord, à un réglage fin de la plate-forme suivi de la mise en œuvre d’un lit de sablon sur lequel est coulé une galette de béton de 5 cm d’épaisseur, talochée à l’hélicoptère. Une cire de décoffrage est ensuite étalée sur cette couche mince, qui servira de support coffrant aux poutres qui sont alors ferraillées et coulées. Une fois achevé 50 % du plancher haut du niveau – 1 – ce dernier étant réalisé par un système de prédalles sur étaiement, les terrassements se poursuivent alors en taupe, directement jusqu’au niveau – 4.

La paroi moulée et les poteaux préfondés sont en effet calculés pour être autostables au flambement sur deux niveaux. La couche coffrante, préalablement réalisée au niveau des poutres, est facilement désolidarisée, grâce à la cire préalablement mise en œuvre, lorsque la pelle intervient sous les porteurs transversaux. Dans le même temps, les travaux de construction de la superstructure se déroulent, à l’air libre, selon la méthode classique poteaux, poutres, prédalles.

En sous-sol, pendant que les équipes coulent les planchers intermédiaires et quelques voiles de contreventement (cage d’escaliers et d’ascenseurs) au moyen de coffrages manuportables, les engins de terrassement descendent jusqu’au point bas de la fouille, à 18,50 NGF, correspondant à l’arase du radier. Les longrines béton, connectées aux poteaux et à la paroi moulée, puis le radier sont alors coulés. Ce dernier est en effet un radier nervuré de 60 cm d’épaisseur moyenne, et non un radier poids, c’est-à-dire qu’il reprend les efforts de sous-pression en travaillant en flexion, comme une dalle, mais en sens inverse. Côté particularités, l’ensemble du projet est assujetti au PPRI (Plan de protection des risques d’inondation). Autrement dit, l’immeuble doit pouvoir être inondé, en cas de crue centennale, tout en étant capable de demeurer en fonctionnement. Pour ce faire, des évents de remplissage ont été prévus dans la paroi moulée, une partie des locaux techniques situés au niveau – 1 étant enfermée dans un volume parfaitement étanche à l’environnement extérieur, sous la cote 31,55 NGF. À signaler également que le chantier est sous démarche HQE (haute qualité environnementale). Outre les désormais classiques impératifs de tri et de recyclage des déchets, les eaux de rejet d’exhaure sont contrôlées, avant leur rejet en Seine, tandis que des mesures acoustiques et de contrôle du taux d’émission des poussières sont prévues durant tout le déroulement des travaux. « Pendant l’exécution des travaux en taupe, nous sommes également soumis, en termes d’hygiène et de sécurité, aux mêmes contraintes que celles qui sont en vigueur, en TP, lors de la réalisation d’ouvrages souterrains », précise Bruno Dumaret. Traduction pratique : obligation de renouveler 6 fois le volume d’air par heure – 5 soufflants de 45 000 m3/h ont été prévus à cet effet – nécessité de réaliser des notes d’éclairement et de définir des méthodologies d’avancement spécifiques, afin d’éviter les interfaces délicats entre hommes et machines.