Projet Les Passages de l'Etoile Etude des méthodes pour la réalisation des éléments structuraux des niveaux et
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Niveau: Secondaire, Collège, Cinquième
Projet « Les Passages de l'Etoile » Etude des méthodes pour la réalisation des éléments structuraux des niveaux -1 et 0 WITTMER Jean-Philippe - 1 - PFE 2006 Filière GENIE CIVIL WITTMER Jean-Philippe Elève ingénieur 5e année. Projet de Fin d'Etudes Rapport Final Projet : « Les Passages de l'Etoile » Etude des Méthodes pour la Réalisation des Eléments Structuraux des Niveaux -1 et 0 Responsable du projet : Claude ARQUIER (Directeur technique Pertuy CO) Tuteur de projet : Denis JUNG (Responsable du service méthode Pertuy CO) Tuteur INSA : Bertrand GUYVARC'H (Professeur INSA Strasbourg) Juin 2006
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Projet « Les Passages de l'Etoile » Etude des méthodes pour la réalisation des éléments structuraux des niveaux -1 et 0 WITTMER Jean-Philippe - 1 - PFE 2006 Filière GENIE CIVIL WITTMER Jean-Philippe Elève ingénieur 5e année. Projet de Fin d'Etudes Rapport Final Projet : « Les Passages de l'Etoile » Etude des Méthodes pour la Réalisation des Eléments Structuraux des Niveaux -1 et 0 Responsable du projet : Claude ARQUIER (Directeur technique Pertuy CO) Tuteur de projet : Denis JUNG (Responsable du service méthode Pertuy CO) Tuteur INSA : Bertrand GUYVARC'H (Professeur INSA Strasbourg) Juin 2006
- prévision des dates de bétonnage des bandes de clavage
- confrontation du coût du matériel au coût de la main d'œuvre de montage
- consultation pour la réalisation
- matériel
- plan d'étaiement
- présentation du matériel courant d'étaiement
- consultation pour la réalisation d'outils de clavetage de poutres
Projet « Les Passages de l’Etoile » Etude des méthodes pour la réalisation des élément s structuraux des niveaux -1 et 0
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WITTMER Jean-Philippe PFE 2006
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Je tiens tout d’abord à remercier M. Claude Arquier, Directeur du Service Technique de Pertuy-Construction, qui m’a accueilli au sein de son service et qui m’a donné l’opportunité d’effectuer ce PFE riche en enseignements. Je remercie également M. Denis JUNG, Chef de Groupe Méthode, pour m’avoir conseillé durant toute la durée de mon PFE. L’expérience et le savoir qu’il a su partager avec moi, m’ont permis de progresser dans mon apprentissage. Sa disponibilité a facilité mes recherches. J’associe Bertrand Guyvarc’h, Professeur INSA, à mes remerciements. En tant que tuteur, il a su m’encadrer et orienter mon PFE. Ses conseils ont guidé mes choix et mes démarches et m’ont permis de m’organiser au mieux et de tirer le meilleur profit de cette expérience professionnelle. Enfin, je remercie tous les collaborateurs de Pertuy-Construction et notamment ceux du service technique pour leur accueil chaleureux et leur disponibilité.
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Projet Les Passages de l’Etoile » « Etude des méthodes pour la réalisation des élément s structuraux des niveaux -1 et 0 Sommaire 2.1 7Présentation de l’entreprise 2.2 8Présentation du service méthode Pertuy 2.3 Rôle du service méthode 8 3.1 Généralités 9 3.2 Les acteurs du projet 10 3.3 12Les dates et les chiffre-clés du projet 3.4 13Description de la structure ! " 4.1 Le sujet 15 4.2 Planning prévisionnel des études 16 " # $ % & ' 6.1 18Critères de sélection · 18masse des poutres dans le cas de la préfabricationLa · Le type de poutre 19 · La faisabilité 20 6.2 21L’optimisation des choix 6.3 La validation des modes de réalisation 23 ( ) 7.1 Les problèmes de conception 24 · Les problèmes de calages et de positionnement par rapport aux superpositions de plans 24 · 24Les problèmes d’interférence avec les éléments structuraux · Résolution des problèmes de conception : 25 7.2 26La réalisation des cages d’escaliers suspendues WITTMER Jean-Philippe - 3 -PFE 2006
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' * + ' 8.1 Dalle nervurée de la zone centrale(Mail) 28 8.1.a Nervures coulées en place 28 8.1.b Dalle alvéolée 29 8.1.c Dalle pleine 29 8.1.d Optimisation des nervures 29 8.1.e Préfabrication extérieure des nervures 29 8.1.f Préfabrication foraine 30 8.2 Dalle nervurée de la voie pompier 30 8.3 31Dalle nervurée de la zone variante 8.3.a Nervures préfabriquées en usine et pose à la grue mobile depuis la dalle haute du niveau 1 32 8.3.b Nervures préfabriquées sur un site externe et pose à la grue mobile depuis la dalle haute du niveau 2 33 * " 9.1 35Rédaction des dossiers de consultation 9.2 Consultation pour la réalisation d’outils de clavetage de poutres 35 9.3 Consultation pour des joues de coffrage 35 9.4 36Consultation pour la réalisation d’un plan d’étaiement 9.5 Consultation pour la réalisation d’un outil de préfabrication des poutres 37 9.6 37Retour des consultations 9.6.a Constat général 37 9.6.b Retour sur la consultation pour l’outil de clavetage des poutres 38 9.6.c Retour sur la consultation pour les joues de coffrages 39 9.6.d Retour sur la consultation pour l’étaiement 39 · Différents types de matériels 39 · 40Détail des offres · Confrontation du coût du matériel au coût de la main d’œuvre de montage 40 · 41Réalisation d’un tableau comparatif des offres · Les coûts effectifs 42 · 45L’optimisation des offres 9.6.e Retour sur la consultation pour l’outil de préfabrication des poutres 50 , ( " 10.1 Présentation du matériel courant d’étaiement 52 10.1.a Etais 52 10.1.b Tours d’étaiement 53 10.1.c Filières 53 10.2 54Principes de base 10.2.a Calcul des charges à reprendre 54 10.2.b Surcharges sur dalles 54 10.2.c Effet de continuité des filières 56 10.3 Réalisation d’un plan d’étaiement 56 10.3.a Etaiement des prédalles 56 10.3.b Etaiement des poutres 58 WITTMER Jean-Philippe 4 --PFE 2006
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10.4 Etaiement des bandes de clavage 10.4.a Utilité des bandes de clavage 10.4.b Principe appliqué à ce projet 10.4.c Impacts sur l’organisation des travaux · Prévision des dates de bétonnage des bandes de clavage · Calcul des charges à étayer · Charges de base pour la mise en place de l’étaiement · Détermination des durées d’immobilisation du matériel d’étaiement · Réalisation d’un plan d’étaiement 10.5 Etaiement des nervures de la dalle nervurée de la zone Mail -) 11.1 Le logicielMTHMEROICSEDO 11.2 tionlicappA 11.2.a Les poteaux 11.2.b Les poutres 11.2.c Les voiles 11.2.d Les dalles. 11.2.e Contraintes applicables à tous les éléments 11.2.f Conclusion . . - · L’analyse de la structure · Les dossiers de consultation · L’installation de chantier · Le planning · Le Phasage · Matériel et étaiement · Les modes opératoires ·La sécurité / ! · Compétences techniques et méthodes de travail · Enseignements d’ordre relationnel " 0$11(2(3
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58 58 59 60 61 62 63 63 64 64 " 65 65 65 66 68 68 68 69 , 71 71 71 71 71 71 71 71 72 73 "
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Le métier d’ingénieur Génie Civil offre une multitude de possibilités de carrière. Du bureau d’étude à la conduite de travaux, en passant par les études de prix, les alternatives pour intégrer ce domaine sont nombreuses. Après un stage ouvrier effectué dans le domaine des travaux publics, j’ai décidé d’orienter ma formation vers la construction, puis j’ai effectué mon stage de deuxième année au sein d’une entreprise de gestion de projet. J’ai ainsi pu découvrir les missions d’Ordonnancement, de Pilotage et de Coordination. Ce fût pour moi l’occasion d’acquérir une vision globale d’un chantier de construction, de l’installation de la base vie à la réception de l’ouvrage. Au moment de choisir le sujet de mon Projet de Fin d’Etude, je me suis interrogé sur la manière d’approcher au plus près le métier d’ingénieur en Génie Civil. J’ai alors décidé de profiter de l’expérience d’une grande entreprise générale de construction pour y arriver. Ainsi, j’ai choisi un sujet proposé par le service méthode de Pertuy Construction. Ce sujet paraissait m’offrir l’opportunité de découvrir un grand nombre des facettes de ce métier. Le rôle principal du service méthode étant de concevoir les modes opératoires qui permettront la bonne réalisation des travaux, le lien avec le chantier est évident. Une étroite collaboration avec le service travaux est donc primordiale pour remplir efficacement cette mission. Cependant, cette collaboration avec d’autres services ne se limite pas au seul travaux. Les études de prix ainsi que le BE structure sont des services auxquels les méthodes font fréquemment appel. Ce sont toutes ces constatations qui ont suscité mon intérêt pour ce service. Le sujet de mon PFE porte sur l’étude des méthodes et plus précisément sur l’étaiement des éléments structuraux des niveaux –1 et 0 du projet « Les Passages de l’Etoile ». De par son ampleur et les techniques utilisées, ce projet s’impose comme la plus importante opération immobilière de Strasbourg de ces 15 dernières années. Le fait d’avoir effectué mon précédent stage sur ce même projet me donne un certain avantage. En effet, il est très difficile d’aborder un projet en cours de réalisation et d’autant plus lorsqu’il s’agit d’une opération d’une telle importance. Pertuy Construction est une filiale de groupe international Bouygues. Il peut être très enrichissant d’intégrer une société qui possède un tel capital d’expériences et de moyens. Ce sont toutes ces considérations qui ont guidé mon choix et qui m’ont convaincu d’intégrer le service méthode de Pertuy pour mener à bien mon Pro jet de Fin d’Etude.
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Pertuy Construction est une des filiales de la filière construction du groupe Bouygues (cf Annexe 1Construction est présent sur tout le territoire français mais profite également d’une très). Bouygues forte activité à l’international. En effet, Bouygues Construction réalise environ 40 % de son chiffre d’affaire à l’étranger. Les quelques chiffres suivants imposent Bouygues Construction comme l’un des leaders internationaux dans le secteur du Bâtiment et Travaux Publics : 38 500 collaborateurs dont 20 500 hors de France dans 60 pays 5,5 milliards d’euros de chiffre d’affaire en 2004 Pertuy Construction est présent depuis plus de 50 ans dans la région Grand Est (Strasbourg, Nancy, Besançon, Luxembourg) dans trois domaines : le bâtiment, le génie civil et les ouvrages d’arts. Dans lebâtiment, l’entreprise intervient dans toute la gamme des opérations tant publiques que privées à savoir l’habitat (logements sociaux, privés, neufs ou réhabilités), les ouvrages fonctionnels (immobilier d’entreprise, commerce, culture, enseignement, loisirs, justice, santé) et les travaux d’entretien et de rénovation. Pertuy exerce son activité dans legénie civilau service des industriels (locaux d’activités, logistique, génie civil de process, nucléaire, défense) et de l’environnement (parkings, stations d’épuration, usines d’incinération, assainissement et adduction d’eau). En parallèle, Pertuy Construction réalise en moyenne 25ouvrages d’art an sur le par Grand Est de la France. Cette activité comprend les ouvrages d’art courants, les viaducs, les ouvrages mixtes, la réhabilitation et l’entretien d’ouvrages. su également s’implanter dans le secteur du développementPertuy Construction a immobilier grâce à sa filiale régionale spécialiséeCIRMAD-EST. Cette entité autonome s’impose en tant qu’opérateur global et prend la responsabilité de maîtrise de projet tout au long des phases de programmation, de montage financier et juridique, de conception et de réalisation. Cirmad-Est propose aux collectivités locales et aux entreprises des projets immobiliers dans les domaines du logement social, du bâtiment industriel et logistique, du sanitaire et social, des bureaux et des équipements de loisirs. Les principales implantations de Pertuy sont : Nancy-Maxéville (Siège social), Strasbourg-Wolfisheim, Besançon et le Luxembourg (avec Pertuy Construction succursale Luxembourg). A Wolfisheim, l’entreprise se divise en trois services : le service travaux, regroupant les conducteurs et directeurs de travaux, le service commercial, regroupant les chargés d’affaire, et le service technique, regroupant les services étude de prix, méthode, structure et règlementation. Ces services se partagent en deux domaines : l’habitat et le génie civil. Les collaborateurs peuvent être affectés à l’un de ces domaines en particulier ou intervenir dans les deux.
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+- Le service méthode de Pertuy est considéré comme l’un des services de la Direction Technique au même titre que le BE Structures ou les Etudes de Prix. Les missions méthodes en génie civil et bâtiment sont effectuées à Nancy ou Strasbourg en fonction de la proximité géographique et de l’effectif disponible. En principe, les chantiers d’ouvrage d’art sont étudiés à Nancy. Le service méthode se compose de deux antennes. L’une, est basée au siège de Nancy et comporte 6 collaborateurs, l’autre se trouve à Wolfisheim et comporte en général deux personnes (cf Annexe 2). Chaque collaborateur du service dispose d’un poste de travail informatique avec les logiciels spécifiques suivant : DAO : Autocad avec Microméthodes qui est une application Autocad développée par Bouygues et qui permet de réaliser diverses études de cycles avec gestion du matériel tel que les banches, banches outils, angles. Grâce à ce logiciel on peut faire des choix optimaux quant aux quantités de matériel de coffrage à mettre en oeuvre ; Planning: Microsoft Project; Calcul de saturation de grue : SATTELIPE. Chaque poste possède les logiciels de bureautique classiques tels que WORD et EXCEL. D’autre part, ils sont connectés à un réseau Intranet piloté par Bouygues qui fournit diverses informations techniques sur le matériel avec des barèmes de prix (location, achat…). Ce réseau renseigne également ses utilisateurs sur l’actualité du groupe tout en leur permettant d’accéder à une multitude d’informations utiles. 4 + - L’une des missions du service méthode est de concevoir et de proposer des modes opératoires qui permettent la réalisation des projets. Cela se traduit par un travail de réflexion visant à définir le phasage optimal des différentes opérations à réaliser. La mission du service méthode couvre toute la durée du chantier. En phase préparatoire, il organise l’agencement de la Base Vie pour obtenir une circulation efficace et une occupation optimale du terrain. Il délimite par exemple l’emprise et localise les zones de stockage en tenant compte des exigences du chantier. L’emplacement de ces zones est très important car elles doivent être facilement accessibles pour les livraisons externes tout en restant suffisamment proches des grues pour limiter les temps de manutention. Le service a également une mission de gestion du matériel et du personnel. Il détermine les quantités et les effectifs à mobiliser pour assurer les cadences d’exécution imposées par le planning. Il faut cependant souligner l’importance pour le service méthode de travailler en relation avec le service travaux. En effet, la mission étant de concevoir des modes opératoires qui seront mis en œuvre sur le chantier par les compagnons, il est très important de consulter régulièrement les conducteurs de travaux et les chefs de chantier pour trouver conjointement des solutions optimales. En effet, si le service méthode propose des solutions, la décision définitive est toujours à la charge du service travaux.
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5 Le chantier que concerne mon Projet de Fin d’Etude (PFE) est l'opération « Dauphine Austerlitz ». C’est une des composantes majeures du programme de la ZAC de l'Etoile à Strasbourg. Le projet se développe sur un terrain d'environ 4,4 hectares, dont les limites principales sont: au nord, le bassin d'Austerlitz au sud, la RN4 ou la route du Rhin à l'ouest, la route de Vienne et la Cité de la Musique et de la Danse. à l'est, le parking silo de l'UGC Ciné Cité. Cité de la Musique et de la Danse Bassin d’Austerlitz Rue de Vienne C én étiUGCiC Aushineitz terltaoipOréaDpu n «CGU oliS » Cité Administrative Place de l’Etoile Archives L’opération consiste en la réalisation d’un ensemble immobilier constitué par : stationnement souterrain d’environ 1400 places aux niveaux –3 et –2Un parc de soit 2 x 25000m² et 16 000m² une surface de 25 000 m² surDes espaces commerciaux au niveau –1 et RDC d’habitation pour 29 500m²En superstructure, 3 immeubles de bureaux et 5 imme ubles de SHON. Chaque immeuble de bureaux propose environ 4 300 m² de surface utile. Les immeubles de logements comportent quant à eux 40 logements, soit 2 800 m² de surface habitable par immeuble. En infrastructure, une ceinture en parois moulées couplée à un bouchon injecté et à un radier permet de réaliser la boîte étanche quasi-rectangulaire de 320 x 70 m qui accueillera le parking souterrain et le niveau -1 du centre commercial. Par ses solutions techniques particulières et son ampleur, ce projet s’impose comme la plus grande opération immobilière des 15 dernières années à Strasbourg. WITTMER Jean-Philippe - 9 - PFE 2006
Limite de l’opération Figure 1: Implantation de l’Opération « Dauphine Austerlitz »
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Figure 2:Projection 3D du projet "Dauphine Austerlitz" Ce projet fait partie d’un programme destiné à redynamiser les quartiers sud de Strasbourg. En effet, suite à la fermeture des entrepôts et à la mort de l’activité fluviale dans cette zone, le paysage urbain n’offrait plus que des friches industrielles. Ce programme ne se contente pas uniquement d’offrir des activités culturelles par l’intermédiaire du conservatoire et du complexe cinématographique mais il couvre également une demande beaucoup plus large. On y trouve l’essentiel d’un pôle économique et social autonome à travers le centre commercial, les logements et les espaces de bureaux. . Ce projet est très complexe non seulement par son aspect technique mais également d’un point de vue Maîtrise d’Ouvrage. La difficulté sur ce dernier aspect est due à l’existence de plusieurs Maîtres d’Ouvrage pour l’ensemble de ce projet. Il n’y a rien que quatre Maîtres d’Ouvrage différents pour cette opération « Dauphine Austerlitz ». Le premier est la SERS Aménagement. Cette société possède et effectue les travaux d’aménagements extérieurs et de VRD. Le second est la SNCLes Passages de l’Etoile. Il constitue le promoteur pour la coque en béton de l’ouvrage ainsi que pour le hors d’eau, le hors d’air et l’aménagement du centre commercial. Cette société comprend la SERS et ESPACE EXPANSION. La SERS seule constitue la troisième Maîtrise d’Ouvrage. Elle possède les bâtiments E et F (tous lots) et gère l’aménagement intérieur du parking. Le dernier Maître d’Ouvrage est la SCI FLORWELL qui possède la structure béton des bâtiments A, B, C, D, G et H et gère les lots architecturaux et techniques de ces mêmes bâtiments. Cette diversité rend l’organisation administrative du projet très complexe. Des difficultés apparaissent également lors de l’exécution des travaux car des ouvrages concernant plusieurs maîtres d’ouvrage sont réalisés simultanément. De plus, les travaux ont de très fortes interactions entre eux et ces interférences constituent un frein pour d’éventuelles modifications du projet. Des modifications relativement importantes sont quasiment impossibles car nécessitent l’accord des quatre parties. Ce qui est presque irréalisable compte tenu du fait que chaque partie désire réaliser les travaux à moindre frais et que les modifications engendrent généralement des plus-values. Le problème de la multiplicité des entités dirigeantes se déplace également à la Maîtrise d’Oeuvre. Les différentes M aîtrises d’Ouvrage ne mandatent pas les mêmes Maîtrises d’Oeuvre. Il en est de même pour tous les intervenants. Le tableau récapitulatif ci-après résume cette situation au combien complexe. Un rapide coup d’œil sur cette figure permet de réaliser toutes les difficultés en termes d’organisation et de prise de décision qui vont apparaître tout au long de ce projet. On comprend ainsi qu’une bonne organisation sera la clef de voûte de ce projet. WITTMER Jean-Philippe - 10 - PFE 2006
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Figure 3: Les acteurs du projet - 11 -
