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Terminal 2E de Roissy : les limites du « tout modélisation »

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Terminal 2E de Roissy : les limites du « tout modélisation »

Selon la première commission d’enquête, l’effondrement d’une partie de la coque serait la résultante d’une résistance initiale trop faible. Toutefois, la ruine de la structure nous interroge sur la quasi-absence d’arcs-boutants en pied et, par conséquent, sur la démarche utilisée pour la modélisation.

Mi-février dernier, la commission d’enquête administrative mise en place par le ministre de l’Équipement (1) pour rechercher les causes de l’accident a remis ses conclusions. Il en ressort que le béton utilisé pour la voûte possède les qualités prescrites et qu’il n’a pas subi de dégradations d’origine physico-chimique. Les armatures du béton armé ainsi que les aciers des tirants ne semblent pas non plus en cause. Il n’y a pas eu de rupture des têtes de piles, et un éventuel tassement du sol des fondations paraît très peu probable, ces dernières paraissant normalement dimensionnées vu la nature du terrain.

La faible résistance initiale de la structure serait la cause de l’effondrement d’une partie de la coque. Le président de la commission, Jean Berthier (2), a déclaré que « la coque s’est progressivement fragilisée » et que « cette réserve de résistance a été rongée progressivement ».

Selon la commission, les faiblesses diagnostiquées auraient quatre causes :

– « une grande souplesse vis-à-vis des charges et des actions extérieures (climatiques …), accentuée par une fissuration importante dans certaines zones, probablement dès la construction, qui laisse penser à un ferraillage insuffisant ou mal positionné, »

– « un manque de possibilité de transfert d’efforts vers d’autres zones en cas de défaillance locale, »

– « une faible résistance de la poutre sablière »,

– « le positionnement des butons à l’intérieur du béton ».

Le processus de l’effondrement pourrait s’expliquer par une lente évolution de la structure sous l’effet de ces déformations différées, liées au fluage normal du béton (qui a accru les contraintes à certains points sensibles) et par l’action des effets thermiques cycliques qui ont accru la fissuration initiale. Il suffisait d’un très faible phénomène pour déclencher la catastrophe. Ce facteur déclenchant a pu être la très basse température du 23 mai au matin (environ 4°C) ou le relâchement de l’étrier d’une pile entraînant la rupture et la chute de la poutre sablière sud, ainsi que la rupture en flexion d’un élément d’arc plein côté nord, par conjonction du pliage de la coque et de sa perforation par un ou plusieurs butons dont les platines sont noyées dans le béton.

Le principe mécanique de la structure en cause ?

Pour comprendre le problème, rappelons que la jetée du terminal 2E de l’aéroport parisien Roissy-­Charles-de-Gaulle est une nef de 650 m, orientée est-ouest. Elle est constituée d’une succession de dix coques séparées par des verrières au droit des neuf passerelles donnant accès aux avions. Les coques sont formées par la juxtaposition d’arcs de 4 m de largeur et 26,60 m de portée entre appuis. Différents des arcs ajourés en section courante, les arcs incriminés, de part et d’autre des accès aux passerelles, sont pleins en parties basses de la coque. Chaque arc est composé de trois éléments en béton armé de 30 cm d’épaisseur, un horizontal et deux latéraux raidis par des tirants en acier s’appuyant sur la voûte en béton par l’intermédiaire de butons métalliques. Ces derniers transmettent leurs efforts à la voûte sous-jacente par l’intermédiaire d’une platine coulée dans le béton.

En pied, les arcs sont solidarisés à des poutres sablières en béton de 80 cm de haut qui s’appuient sur des piles espacées de 8 m, fondées sur des pieux de 12 m de profondeur en moyenne. À noter que les poutres sablières sont percées d’ouvertures courbées, tous les 4 m, à la jonction entre deux arcs, pour laisser passer les gaines de ventilation nécessitant, en partie basse des poutres, une réservation verticale de 40 cm environ.

De la nef gothique à la voûte de Roissy

L’ensemble des coques est recouvert d’une verrière maintenue par une charpente en aluminium, fixée aux arcs par des biellettes. La partie qui s’est effondrée le 23 mai 2005 à 6 h 57 est une zone ­d’extrémité particulière comportant des dissymétries structurelles importantes. Les trois arcs y sont en effet tronqués afin de laisser passer chacun une passerelle. Ce qui explique que les calculs structurels de cette zone aient fait l’objet d’une modélisation particulière. Outre les conclusions de la commission et sans préjuger de celles de l’enquête judiciaire, dont l’objet est de déterminer les responsabilités, deux points – révélés par les photos du sinistre – nous interpellent en terme de conception : l’ancrage des butons dans la coque en béton et la conception de la voûte. Cette dernière, et particulièrement les arcs pleins entre passerelles, sont soutenus par des tirants liés à la coque par les butons. L’ensemble s’assimile à une poutre en I dont l’âme est constituée par les butons et les « ailes » par les tirants en acier d’un côté et la coque béton de l’autre. Le rôle de cette poutre est comparable à celui d’une nervure de voûte ­gothique. Or, le poids d’une voûte en cintre développe sur ses appuis une composante horizontale de la charge tirant le pied vers l’extérieur. Les concepteurs du Moyen Age avaient compris le principe et contrecarré l’effet en « bloquant » la sablière, à l’aide d’arcs-boutants extérieurs. À Roissy, si les efforts horizontaux s’avèrent raisonnables, il eût été préférable de placer un épaulement en haut du poteau côté extérieur – formant arc-boutant – afin de rendre impossible le rippage puis la chute de la sablière et d’éviter un effondrement général. D’autant que les structures des passerelles et leurs fixations sur les bordures des arcs ont probablement accentué la déformation de la coque et le phénomène visible de rippage et d’effondrement de cette sablière. La présence des étriers métalliques ajoutés accrédite cette remarque. D’autre part, compte tenu des moments fléchissants importants encaissés dans certaines zones de cette poutre cintrée, le ferraillage dans la coque au droit de l’alignement des butons aurait dû lier toutes les platines d’encastrement des butons pour former une aile de poutre homogène et continue. De plus, était-il judicieux de constituer une âme de poutre aussi discontinue lorsque les deux ailes sont composées de matériaux si différents, chacune étant placée dans une ambiance thermique très différente ? Les fissures « verticales » sur les coques en place et les trous « carrés » de poinçonnement dans l’élément effondré vont dans le sens de cette réflexion. Le 17 mars, Aéroports de Paris a annoncé, suite aux expertises techniques, que la voûte sera entièrement détruite. Un nouveau projet de reconstruction sera étudié.

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