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RÉSUMÉ
La réhabilitation est un exercice spécifique où architectes, ingénieurs et entrepreneurs donnent le meilleur d’eux-mêmes en résolvant des problématiques complexes, souvent absentes dans les constructions neuves. De par sa précision, sa résistance et sa flexibilité, l’acier leur apporte une réelle valeur ajoutée. Usines transformées en musées, logements aménagés en hôtels, gazomètres réinventés en logements…, les performances de l’acier autorisent une grande variété de réhabilitations de très grande qualité.
Cet article en deux parties fait un état de l’art sur la réhabilitation avec l’acier, il donne des solutions techniques pour consolider et renforcer (celui-ci) et pour agrandir, surélever ou requalifier (C2352) les constructions de tous les types et de toutes les époques.
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Pierre ENGEL : Ingénieur, Master of Sciences, Doctor in Philosophy - Professeur des Écoles Nationales Supérieures d’Architecture
INTRODUCTION
La réhabilitation représente une part significative de l’activité de la construction. Elle consiste à mettre en œuvre des modifications profondes à l’intérieur, en dessous, au-dessus ou contre un bâti existant .
Remodelage de façades ou restructurations profondes de planchers ou de structures, l’acier est très souvent omniprésent dans toutes ces opérations.
Les tendances de la transformation et les changements d’usage des bâtiments se sont accélérés ces dernières années ; il n’est désormais plus rare qu’une construction soit réhabilitée deux fois dans un laps de temps d’une quinzaine d’années pour répondre à de nouveaux besoins. Avec le vieillissement du parc immobilier des années 1950-1980, les activités de construction sont de plus en plus concernées par la transformation des bâtiments.
L’acier s’adresse à une large gamme de travaux. Il joue un rôle prépondérant dans la sécurité mais aussi dans la réparation, le renforcement et la mise en œuvre de solutions sèches… Ce matériau est également particulièrement efficace pour exécuter les étapes transitoires.
De nombreuses techniques faisant appel à l’acier existent pour renforcer des ouvrages construits en pierre, en fonte, en fer, en bois, en maçonnerie ou en béton. La construction métallique offre avantageusement la préfabrication, la précision, la rapidité, la facilité de montage et une capacité portante immédiate avec d’excellents ratios poids/résistance et résistance/encombrement.
Pour qu’elles soient durables, les réhabilitations futures des constructions devraient faire partie des problématiques conceptuelles et privilégier des modes structuraux adaptables. Une grande partie des bâtiments récents n’est pas conçue pour s’accommoder des évolutions prévisibles comme la ventilation, l’isolation, les réseaux ou simplement pour rendre possible la modification à volonté des cloisonnements…
Les bâtiments à réhabiliter sont de nature courantes ou historiques ; l’acier est un excellent matériau pour la plupart de ces travaux car il peut être discret et parce qu’il minimise l’impact des réparations.
Tout en donnant une méthodologie générale pour le renforcement ou la consolidation de bâtiments existants, le présent article s’appuie sur de nombreux exemples qui viennent illustrer certaines des solutions utilisables.
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MOTS-CLÉS
réhabilitation Bâtiment, et autres ouvrages acier renforcement consolidation usinage modélisation 3D
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2. Étayer, soulever et soutenir
2.1 Solutions de soutien et de levage
Les actions de réhabilitation nécessitent des composants et des outils adaptés. Les conditions d’accès restreintes des bâtiments anciens et leur état de conservation dégradé, forcent souvent les professionnels à imaginer des solutions originales où les moyens de levage et d’intervention lourds utilisés pour les chantiers neufs sont ici impossibles ou du moins à éviter.
Les vérins hydrauliques (figure 1) sont utiles pour mettre en place des éléments de soutien. Leur encombrement dépend de la charge à développer mais aussi de leur hauteur qui détermine l’amplitude du piston. Les vérins plats sont efficaces pour les espaces réduits ou dans le cas d’un placement définitif. Leur amplitude de 25 à 35 mm en fait des outils puissants que l’on peut loger dans des espaces de quelques centimètres pour développer des charges allant de 50 à 5 000 kN pour des diamètres de 100 à 600 mm.
Les étais, les cales support et les poutres de pontage doivent être choisis et mis en place avec soin.
Le choix de ces équipements est fait en fonction des charges à reprendre (figure 2). Il faut également tenir compte du déroulement des travaux et notamment de l’accessibilité des parties à étayer ou à soulever avec les outillages qui sont prévus. Une improvisation de ces outils, au cas par cas, durant le chantier, peut engendrer des désordres graves durant l’exécution.
Remarque
Il est donc conseillé d’étudier les scénarios possibles des opérations et de prévoir un minimum d’équipements immédiatement disponibles sur site (étais, cales, poutres de pontage, vérins utilisés au fil du déroulement et des besoins (figures 2 b et 2 c).
La capacité nécessaire de tous ces outils est donnée par une note de calcul. Cette analyse prend en compte les différentes étapes de la méthodologie d’intervention (report de charges, ordre de chargement, etc.).
Les étais ont des capacités portantes certifiées qui sont fonction de leur section et de leur élancement déployé. Pour les fortes charges (> 20 kN), on préfère...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Ouvrage collectif - Créer dans le créé : L’Architecture contemporaine dans les bâtiments anciens. - Electa / Le Moniteur, Milan-Paris (1986).
-
(2) - ENGEL (P.) - Guide de la réhabilitation avec l’acier : À l’usage des architectes et des ingénieurs. - Construir’Acier, ISBN 978-2-7258-0017-2, Paris (2012).
-
(3) - ENGEL (P.) - Guide de la réhabilitation des enveloppes et des planchers. - Éditions Eyrolles, ISBN 978-2-212-14001-9, Paris (2014).
-
(4) - ENGEL (P.) - Manuel de mise en œuvre des planchers collaborants. - PAB, Paris (1990).
-
(5) - ENGEL (P.), BITAR (D.) - Planchers Mixtes : Guide de conception et de calcul des planchers mixtes. - BCS / CTICM (livre de 250 pages), Paris (2009).
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(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Site d'Arcelor-Mittal
-
Constructalia, portail de l'acier pour la construction développé par Arcelor
-
ConstruirAcier, site promotionnel de l'acier
Eurocode 1 ENV 1992-1-1 - Mars 2003 - Actions sur les structures – Partie 1-1 : Actions générales – Poids volumiques, poids propres et charges d’exploitation pour les bâtiments.
Eurocode 3 ENV 1993-1-1 - Octobre 2005 - Calcul des structures en acier – Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments.
Eurocode 3 ENV 1993-1-3 - Décembre 1999 - Calcul des structures en acier. Partie 1-3 : Règles générales – Règles supplémentaires pour les profilés et plaques à parois minces formés à froid.
Eurocode 4 ENV 1994-1-1 - Septembre 1994 - Construction mixte acier/béton – Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments.
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