PASCHAL livre le robuste coffrage Athlète pour la protection contre les crues

Le plus grand chantier de construction de digue d'Europe centrale

Ouvrage d'aqueduc de 35 m de large et 100 m de long à murs épais de 1,75 m

Le changement climatique ne peut plus être contesté. Il est accompagné d'un changement de régime des précipitations dans toute l'Europe. Les calculs établis en partant de l'ancien modèle climatique pour les crues les plus graves imaginables en 100 ans ont été entre-temps dépassés plusieurs fois par la réalité.
La modification du cours des fleuves opérée au cours des 200 dernières années et la poussée de la construction immobilière dans des zones inondables ont encore aggravé cette problématique.
Les crues dévastatrices de 1990 ont amené la région de Baden-Wurtemberg à créer en 1992 le programme Danube intégré (ITP) qui avait pour but de combiner écologie et protection contre les crues. Les crues de 1993 et 1944 ont renforcé considérablement l'importance. Plus de 200 projets prévus (avant la crise financière) et commencés comprenant des mesures de protection contre les inondations coûteront environ 900 millions d'euros au cours des années à venir.
En 2006 a été posée la première pierre du bassin de retenue des eaux de Wolterdingen qui est actuellement le plus gros chantier de construction de digue en cours en Europe centrale.

Le coffrage Athlète absorbant jusqu'à 85 kN/m² de pression de béton frais soutenait les murs d'une épaisseur allant jusqu'à 1,75 mètres. Une planification anticipée des travaux et des coulées a considérablement amélioré l'efficacité sur le chantier.

Wolterdingen (district Forêt Noire-Baar), Bade-Wurtemberg)

Travaux de coffrage

Le centre et le coeur de la digue est le bâtiment aqueduc de 100 mètres de long qui a été construit entièrement en béton coulé sur place en 2007/2008 par l'entreprise Emil Steidle GmbH & Co KG (Sigmaringen) sur commande du présidium gouvernemental de Freiburg. Sa section transversale est en forme de caisson en U, les murs extérieurs ayant une épaisseur à la base de 1,75 m et au sommet de 0,80 m; les faces internes sont verticales, les faces externes sont inclinées vers l'intérieur suivant un rapport de 1 à 20. Parallèlement au sens d'écoulement, deux autres murs d'une épaisseur de 1,5 mètres sont placés à l'intérieur. Ils guident les puissantes écluses.
A la sortie de l'eau, la plaque de base descend radialement de quelques mètres vers le lac dit de fosse ; de la même manière, les dimensions extérieures s'élargissent jusqu'à 35 mètres en forme de T. L'ouvrage a une hauteur totale de 19 mètres. Le mur de retenue retiendra une hauteur d'eau de 16,9 mètres. Des plafonds d'une épaisseur de 0,75 à 0,95 mètre ferment le dessus de l'ouvrage.
Pour le terrassement et le canal de contournement, il a fallu déblayer 20 000 m³ de terre, dont 7.900 m³ de terre végétale.

Autour de l'ensemble du terrassement ont été construits des murs emboués d'une profondeur de cinq mètres qui ont été remplis de bentonite. L'entrée d'eau en provenance du fleuve et de la nappe phréatique a été ainsi fortement restreinte.
Cette digue doit servir plus tard également de route de contournement ouest de Wolterdingen ; elle permettra ainsi d'économiser la construction coûteuse d'un pont.

Dès la phase d'offre, il a été tenu compte des préparatifs des travaux et de la planification des coulées. Avec l'ATHLETE de PASCHAL, il a été possible de créer un concept de coffrage efficace et clé en main qui minimise le volume de travail et l'usure tout en améliorant la rapidité et la sécurité des travaux.
Les tâches prévues étaient :

Le coffrage de 11,20 mètres de haut dans un premier temps par coulées, 

• intégrant une console de sécurité fixe et mobile avec le coffrage et comprenant des passerelles également fixes, des mains courantes et des échelles, la Multip, et
• une hauteur de coffrage supplémentaire de 8,40 mètres sous forme de coffrage grimpant ;
• Les charges dues au vent du coffrage grimpant ont été déportées sur le côté opposé par des tours d'étaiement GASS faisant aussi office d'échafaudages de travail.
• Les limites des coulées et les joints étaient déjà prescrits par le maître d'œuvre.

Les plafonds posés à 5,30 mètres de haut du canal de déversement en trois parties ont une épaisseur maximale de 90 centimètres. Des unités mobiles et spécifiques au projet, associées à deux plaques de plafond de 4,20 m de long et 4,50 m de large, supportaient les coulées de béton de 11,60 m de long.

Le "mur plongeant" conçu sous forme d'un bouclier de digue "flotte" en porte-à-faux à une hauteur de 12,80 mètres devant le déversoir et a lui-même 4,65 mètres de hauteur et 1,30 mètres d'épaisseur.

L'Athlète a alors pu jouer de ses nombreux atouts :

• nombre réduit de points de tension,
• absorption de pression de béton frais de 92 kN/m² conforme à la DIN 18218,
• tolérances de planéité extrêmement sévère conforme à la DIN 18202, tableau 3, ligne 7
• déplacement rapide à la grue de la Multip montée.

L'Athlète

Le coffrage de grande surface ATHLETE est un coffrage à cadre en acier qui convient parfaitement pour un usage en génie civil et industriel. Il présente des valeurs record en ce qui concerne l'absorption de béton frais, le respect des tolérances de planéité et le petit nombre de points de tension dans le béton. Ce système de coffrage élaboré offre par ailleurs de multiples possibilités d'utilisation dans le secteur du bâtiment et des travaux publics. Des profils en caissons creux en acier très résistant d'une hauteur de 16 cm, des profils en travers en forme de trapèzes ou de chapeaux, des épaisseurs de matériaux adaptées et l'optimisation de la construction autorisent un maximum de pression de béton frais.

Au total, presque 1 000 m² de coffrage ont été posés. Le béton frais C35/45 a été laissé encore 7 jours dans le coffrage pour traitement ultérieur. 7 500 m³ de béton et plus de 1 000 tonnes d'acier ont été consommés pour cet ouvrage.
L'ingénieur chef de chantier Arno Fischer : "Il n'a pas été simple d'armer des murs de 1,5 m d'épaisseur jusqu'à 19 mètres de haut ; en fait, il nous aurait fallu un échafaudage entre les coffrages mais nous n'avions pas la place nécessaire. Alors, nous nous sommes dit : aide toi, le ciel t'aidera." Pour ce qui est de la collaboration avec le fournisseur du coffrage : "Depuis la préparation des travaux en passant par la logistique, la formation du personnel du chantier jusqu'à la livraison ultérieure de matériaux supplémentaires, tout a été parfaitement résolu."

Charpentes

Les travaux de couverture des plaques de chaussée à 18,60 mètres de haut ont été possibles grâce au grand système de soutien en aluminium GASS. La tâche a été compliquée entre autre par une chambre des machines de forme conique située à environ 10 mètres de haut et traversant la poutre principale. Par endroits, il a fallu prévoir un soutien à différents étages et autour de saillies.

A cette hauteur également, des charges sur appuis atteignant 85 kN (donc à peu près 8,5 tonnes !) par étai ont été évacuées.
Le grand système de soutien en aluminium GASS de PASCHAL est un perfectionnement du système de charpente en aluminium disponible sur le marché. Avec une force portante admissible de 140 kN par étai, c'est le système en aluminium doté de la plus forte capacité de charge, qui dépasse même de nombreux systèmes en acier. Il est stabilisé par un cadre de raidissement et forme ainsi une tour. La section approximativement ronde de l'étai est la forme optimale permettant d'absorber en statique des forces importantes avec peu de matériau. Les plaques d'assise et supérieure de structure identique, grâce à leur surface structurée en échiquier, se raccordent avec précision. Pour amener l'échafaudage au niveau nécessaire rapidement et en toute sécurité, la hauteur se règle avec une broche. Dans le cas d'un sol irrégulier et de hauteurs finales différentes, on peut monter une broche aux deux bouts de l'étai.
Comparativement aux autres systèmes, on a besoin de moins d'étais et d'autres pièces. Ceci n'entraîne pas seulement une économie de temps pour le montage et le démontage. Du fait de la simplicité et de la rapidité de sa manipulation dues à son faible poids propre et à l'assemblage facile à comprendre de ses pièces, GASS est supérieur aux systèmes comparables.

Perspectives

Les travaux de bétonnage ont été terminés et les travaux préalables pour le remblayage de la digue ont été réalisés début 2008. Les travaux de construction de la digue ont débuté en 2009 ; le matériau est excavé de la montagne à proximité immédiate pour réduire les coûts et les trajets, et transporté par un nombre de voyages en camion estimé à 30 000. Le bassin doit entrer en service en 2011.

Les devis s'élèvent à un coût de 22 millions d'euros, dont 5 millions pour l'ouvrage d'aqueduc; les communes riveraines du Danube s'engagent sur un montant de 30 %.
A titre de comparaison : Le seul fait d'éviter les préjudices économiques provoqués par une seule occurrence de grosse crue rentabiliserait déjà le coût de l'ouvrage.

Travaux préalables

Au cours des années 1997 à 1999, une évaluation a été faite par les services d'aménagement du territoire, qui a finalement pris la décision d'aménagement. La conception, qui comprenait également des expertises géotechniques, a commencé en 2000. Le permis d'aménagement a été donné en 2003.

Evolution du projet

• 13 juillet 2006 : premier coup de truelle et lancement de la phase de construction
• 2006 à 2008 : réalisation des travaux de béton armé
• 2006 à 2011: réalisation des constructions hydrauliques en acier
• 2008 à 2011: travaux de remblayage de la digue
• 2011 : mise en service du bassin de retenue des eaux

Sécurité du travail et rentabilité

La rentabilité d'un système de coffrage dépend de nombreux facteurs d'influence. Le fait de savoir si on peut économiser des salaires horaires dépend aussi de la manière dont le système de coffrage utilisé peut s'adapter à différents plans. Pour ce faire, les dimensions respectives des éléments de coffrage et le nombre de pièces accessoires jouent aussi un rôle décisif.

En règle générale, on accorde encore trop peu d'importance aux emplois liés au coffrage. Différentes consoles de circulation ou d'échafaudages peuvent certes être fournies mais il faut le plus souvent les compléter par des garnitures à poser sur place. Ceci prend toutefois relativement beaucoup de temps et le résultat ne répond pas non plus toujours aux prescriptions et directives existantes au niveau de la sécurité du travail.
Toutefois, si on combine les systèmes PASCHAL avec la Multip, plateforme de travail multifonctionnelle, ce système complet composé du coffrage et de l'échafaudage contribue à réduire le temps passé au coffrage tout en assurant la nécessaire sécurité du travail. Ceci est particulièrement important justement pour des coffrages d'une hauteur de 20 mètres.
La base de ce système complet consiste en passerelles finies en acier dotées d'une protection latérale intégrée et adaptées aux largeurs des éléments de coffrage de grande surface. Après un montage préalable qui se fait en une fois, ces passerelles restent raccordées à l'élément de coffrage et peuvent être déplacées avec celui-ci à la grue ou être transportées par camion car elles se replient pour prendre moins de place.
Ceci supprime le montage et le démontage répétitifs de consoles isolées et de passerelles éparses. L'avantage majeur est que tous les travaux de coffrage peuvent être effectués en sécurité. Le montage ou le démontage des suspensions des grues, la pose et le retrait d'ancrages de serrage et de raccords ou la fixation d'une membrure supplémentaire se font depuis des postes de travail sûrs et ceci réduit encore la durée du coffrage.

Comment les riverains du Danube peuvent-ils être mieux protégés des inondations ? Surtout en domptant ses affluents les plus puissants. La Breg qui a l'air modeste et pas plus grosse qu'un ruisseau de village, qui forme le Danube en rejoignant la Brigach à Donaueschingen, dispose toutefois, sur 183 kilomètres carrés, d'une immense zone de pénétration dans le parc naturel du Sud de la Forêt Noire et est donc particulièrement sujette aux crues. A la sortie ouest de Wolterdingen, un endroit idéal a été trouvé pour ériger un bassin de retenue des eaux. A travers l'étroite vallée est érigée une digue de terre de 110 mètres de large, 460 mètres de long et 18 mètres de haut au maximum, qui est capable de retenir dans la vallée de la Breg 4,7 millions de mètres cubes d'eau sur une surface de 70 hectares sur une longueur de quatre kilomètres. L'écoulement des eaux est ainsi fortement réduit et leur niveau baisse dans toutes les communes jusqu'à Riedlingen, qui se trouve à environ 130 km en aval.
Le bassin de retenue des eaux pluviales est conçu sous forme d'un bassin sec(avec des échelles à poisson) qui ne retient la Breg que dans le cas d'une crue à laquelle on peut s'attendre tous les cinq à sept ans.

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