Schuppenwände in Sichtbetonoptik mit Stützbock STB 450 für einseitigiter Abstützung

De nouvelles exigences pour le coffrage

Coffrage spécial pour voiles “en écailles” à la station « Flughafen/Messe », Stuttgart (Allemagne)

Chiffres et faits

  • Projet
    • Coffrage spécial pour voiles “en écailles” à la station « Flughafen/Messe », Stuttgart (Allemagne)
  • Maître d’ouvrage
    • Stuttgarter Straßenbahnen AG (SSB)
  • Entreprise de construction
    • Züblin AG
  • Systèmes MEVA
  • Suivi du chantier
    • MEVA Schalungs-Systeme GmbH, Haiterbach, Allemagne
Schuppenwände in Sichtbetonoptik mit Stützbock STB 450 für einseitigiter Abstützung

Le coffrage spécial de MEVA offre la solution pour une géométrie complexe en écailles

À Stuttgart, le prolongement de la ligne de métro U6 permettra aux voyageurs de relier directement Gerlingen, dans le nord-ouest de la ville, à l’aéroport, situé dans le sud de la ville. La rame traversera la métropole et reliera nombre de quartiers. Le centre-ville de Stuttgart ne sera ainsi plus qu’à 30 minutes de l’aéroport. Pour cela, la ligne actuelle va être prolongée de 3 km pour arriver jusqu’à l’aéroport.

Un grand nombre d’entreprises de construction travaillent sur le projet global de la SSB (Stuttgarter Straßenbahnen AG), la compagnie des transports de Stuttgart. Le plus gros contrat, celui de la construction de la rampe, du tunnel et de la station terminus de l’aéroport, a été attribué à l’entreprise de construction Züblin. Pour la construction d’un voile particulièrement complexe, disposé en écailles, l’entreprise de construction a misé sur les compétences de planification de MEVA. Ce voile à l’architecture singulière se trouve à la station terminus « Flughafen/Messe ».

Une méthode de construction inédite
Il a fallu beaucoup de dextérité aux équipes de planification et d’exécution pour disposer les voiles en écailles. « C’est la première fois que nous réalisions un voile de cette façon », explique Heiko Wagner, le chef de chantier de l’entreprise Züblin. « Et on ne savait pas le temps que ça allait prendre. Mais, grâce au soutien de MEVA, cette première a très bien fonctionné pour nous. » Pour estimer les cadences d’exécution, les ingénieurs MEVA ont modélisé en 3D une esquisse non cotée de l’appel d’offres. Angles, niches et distances y sont reproduits avec précision.

Exigences du projet
Sur le tronçon à ciel ouvert de la station, situé entre le « Kongresshotel » au nord et l’aéroport au sud, les voiles en écailles pointent vers le ciel à une hauteur pouvant aller jusqu’à 9,30 m. La hauteur, qui n’est pas la même partout, a été alignée, au moment de la planification, sur la piste cyclable et piétonnière située à proximité. Les écailles ont une largeur de 4 m et sont disposées en chevauchement, de manière à obtenir l’effet d’écailles. Les voiles “en écailles” dépassent sur le haut et s’effilent vers le ciel. Ce rétrécissement a été obtenu à l’aide de la face arrière du coffrage. Mais pour permettre un avancement rapide et efficient des travaux, il fallait aussi que les panneaux du coffrage spécial puissent être couplés entre eux.

Commencer petit
Dix-huit rotations de matériel en tout seront nécessaires à la réalisation des voiles disposés en écailles. La complexité des lignes s’est exprimée dès la mise en place des armatures, qui ont été posées à l’aide d’un gabarit afin de suivre très exactement les formes des voiles “en écailles” au niveau du sol. Des talonnettes de 15 cm de haut ont été coulées ensuite en vue de faciliter la mise en place des hauts coffrages spéciaux, fermes de butonnage incluses.

Coffrage de niche en trois parties
La disposition en écailles, et l’utilisation d’un coffrage une face, n’a pu être réalisée qu’à l’aide d’une solution spéciale, et ce, afin de parvenir à matérialiser l’espace entre les différentes écailles. Un coffrage de niche construit par MEVA a résolu le problème, en permettant de réaliser les formes attendues de façon simple et efficiente sur le chantier. Étant donné que les niches entre les écailles seront éclairées ultérieurement, la réservation devait non seulement être rectangulaire, mais aussi assurer l’alimentation électrique, en prévoyant une niche derrière la niche. Il a également fallu réaliser une talonnette pour les niches afin de tenir compte de la position variable des angles par rapport aux joints de reprise. Le coffrage avant de la niche est finalement l’élément le plus imposant des trois. Le développement d’une solution technique intelligente a nécessité une bonne dose de créativité de la part de l’ingénierie. En raison de l’exiguïté du chantier, il a également été décidé d’opter pour une structure en acier.

Solution détaillée
Pour parvenir à poser le coffrage de niche correctement entre les écailles, plusieurs points ont dû être respectés. Le coffrage sera ainsi, vissé au coffrage à travers le cadre. Des panneaux de bois coupés à dimension sont également intégrés dans la réservation pour résister à la pression du béton frais. Et le coffrage de niche sera également équipé d’une bride spéciale, une pièce métallique en forme de L. Le long côté du L sera fixé sur le cadre du coffrage des voiles “en écailles”. Il sert de sécurité horizontale, lorsque la hauteur de chute du béton et la pression du béton frais sont différentes entre deux écailles, en transférant la pression dans le cadre. Pour pouvoir retirer facilement le coffrage de niche après le bétonnage, celui-ci a été construit en forme de trapèze et équipé d’angles articulés. En trapèze, le côté arrière est plus étroit. Si la partie avant est libre, il n’y a pas de frottement et la pièce peut être retirée facilement. Quant aux angles articulés, ils permettent de rétracter les côtés et facilitent ainsi encore davantage le processus de décoffrage (voir graphique page 11).

Différence nord-sud
Outre la complexité de cette solution de détail, il a également fallu faire face à un grand nombre de difficultés liées au format XXL des ouvrages. Pour relever ces défis, les ingénieurs MEVA ont fait appel à des concepts intelligents. Les géométries des voiles disposés en écailles sont différentes côté nord et côté sud. La disposition des écailles est, par exemple, inversée et le rétrécissement sur l’arrière est réalisé de façon différente selon le paysage environnant. Long de 140 m, le côté sud sera doté d’une inclinaison sur le côté arrière, alors que sur le côté nord plus court, avec 93 m de long, sera construite une rigole. En raison de cette forme particulière, les coffrages spéciaux devaient respecter les cotes au millimètre près, mais également pouvoir être réutilisés au fur et à mesure de l’avancement des travaux. « Le déroulé des travaux est différent selon la zone dans laquelle on travaille », voilà comment le chef de chantier Heiko Wagner explique les difficultés liées à la différence nord-sud. « Au début, nous devions rester particulièrement concentrés pour travailler. Mais après deux réemplois, le coup de main était pris. On voit que MEVA a pensé à la mise en œuvre dès la phase d’études pour simplifier autant que possible son utilisation. »

Un devient deux
Étant donné que les voiles disposés en écailles n’ont pas seulement des faces arrière différentes, mais qu’elles dépassent également de la fouille, il n’a pas été possible de travailler uniquement avec du coffrage une face. C’est pour cette raison que MEVA a élaboré un moyen intelligent pour combiner les méthodes de coffrage une et deux faces. La partie inférieure est coulée contre la paroi de la fouille à l’aide de la ferme de butonnage STB 450 et du coffrage industriel Mammut 350. La grande résistance à la pression du béton frais de ce coffrage, jusqu’à 100 kN/m² pour un voile simple, vient faciliter le travail, car le béton peut être coulé, jusqu’à une hauteur de remplissage de 4 m, sans tenir compte de la vitesse de coulage. Comme les faces arrière sont différentes, la zone une face du côté nord a une épaisseur de voile d’environ 1 m et celle du côté sud 1,3 m. Sur le voile nord, la zone une face est aussi plus grande et doit donc reprendre des efforts plus importants, c’est ce qui explique la mise en œuvre de trois étais obliques Triplex. Sur le voile sud, la mise en œuvre de deux étais Triplex (les étais modulaires de MEVA pour charges lourdes) suffit. Sur la partie supérieure des voiles “en écailles”, le coffrage une face devient finalement un coffrage deux faces. Un treillis métallique de MEVA maintient le tronçon de 2,5 m de haut. Étant donné que les voiles “en écailles” ont globalement la même hauteur, la différence de hauteur de la zone une face entre le nord et le sud est compensée en fixant une tôle d’appui sur le treillis métallique.

Oser de nouvelles solutions
La fonction du treillis métallique est similaire à celle d’un ancrage hors béton. Au niveau du treillis métallique, le coffrage n’utilise donc pas de tiges traversantes. « Au début, il était prévu de serrer le coffrage par les deux côtés, se rappelle ­Christian Hoffmann, le chef de projet de Züblin. Mais pour obtenir un aspect homogène des parements, nous aurions dû poser, suivant un plan de calepinage précis, des embouts coniques sur la zone une face. Cela aurait représenté une quantité de travail énorme. » La proposition faite par MEVA, de travailler avec un treillis métallique, permet un coffrage que l’on pourrait en fait qualifier de deux fois une face. Il n’y a donc pas de « trous de banches » ni la nécessité d’employer des embouts coniques. Le processus de travail simplifié offre ainsi des gains de temps non négligeables. Dans un même temps, l’aspect des parements est plus régulier et homogène. L’idée de MEVA a convaincu les pros de la construction de chez Züblin et a également plu au mandataire des travaux, la Stuttgarter Straßen­bahnen AG. « Ça a été une vraie valeur ajoutée pour notre projet », se réjouit Christian Hoffmann, tout en saluant la créativité du coffrage de son partenaire MEVA.

Un béton apparent lisse et structuré
La méthode de mise œuvre sans embouts coniques a également été un plus pour le projet, notamment pour les exigences élevées de la qualité d’aspect. Pour obtenir des parements particulièrement lisses et homogènes, le coffrage spécial a été équipé, dans les ateliers MEVA, de la peau en polypropylène alkus. Les peaux ont été vissées par l’arrière pour éviter l’empreinte des vis sur le béton. Les joints et les angles ont été fermés par soudure, avec le polypropylène utilisé pour la fabrication des peaux. Il n’y a donc pas de fuite de la laitance, ce qui permet d’obtenir une qualité particulièrement soignée. Outre les surfaces planes de la peau en polypropylène, il y a aussi une légère madrure au bord des écailles. Celle-ci est obtenue à l’aide d’une matrice structurée. Pour une esthétique harmonieuse, les peaux de coffrage ont été posées, avec minutie et sans dépasser, les unes à côté des autres sur le coffrage spécial.

Schuppenwände in Sichtbetonoptik mit Stützbock STB 450 und Triplex für einseitigiter Abstützung
Schuppenwände in Sichtbetonoptik mit Stützbock STB 450 für einseitigiter Abstützung
Schuppenwände in Sichtbetonoptik
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