Le pont en treillis soutenant le système de maintenance de la façade du marché couvert de Rotterdam est un bel exemple de créativité en matière d’analyse structurelle en 3D. Il illustre parfaitement à quel point la mission d’un ingénieur structures ne saurait en aucun cas se limiter à proposer une conception garantissant sécurité et fiabilité.
Si la forme emblématique du marché couvert de Rotterdam stimule votre imagination, l’intérieur de cet immeuble résidentiel abritant un marché de produits alimentaires frais ne vous laissera pas indifférent. Ce marché central offre une vue spectaculaire sur l’œuvre impressionnante d’Arno Coenen, baptisée Horn of Plenty. Chaque visiteur est surpris par ces poissons, fruits et légumes géants aux couleurs vives.
Le marché couvert de Rotterdam, offrant une vue sur l’œuvre d’art Horn of Plenty décorant l’intérieur du bâtiment © Ossip van Duivenbode
Alors que vous admirez cette splendide « Chapelle Sixtine de Rotterdam » qui s’étend sur l’équivalent de deux terrains de football, avez-vous remarqué la passerelle de maintenance mobile située à 30 mètres au-dessus du niveau du sol ? Si c’est le cas, vous comprendrez aisément comment la surface de l’œuvre et les façades constituées d’un maillage de câbles sont entretenues de l’intérieur.
La passerelle de maintenance mobile est visiblement suspendue à des rails aériens sur toute la longueur du marché couvert, permettant ainsi d’assurer la maintenance de la surface de l’œuvre et des façades vitrées de l’intérieur. © Rienus van Est (Estek)
La sécurité et la fiabilité avant tout
La passerelle de maintenance a été fabriquée et conçue par Manntech Gevelinstallaties. Implantée à Moerdijk (Pays-Bas), cette société est présente depuis plus de 60 ans sur le marché de la conception, la fabrication et l’installation de systèmes de maintenance des façades. Staalbouwkundig Adviesburo van Odenhoven (Heijningen, Pays-Bas) a utilisé Diamonds, le logiciel d’analyse structurelle de BuildSoft, pour concevoir le pont en treillis soutenant la passerelle.
Le pont en treillis qui soutient la passerelle de maintenance est suspendu à des rails aériens sur toute la longueur du marché couvert. Un chariot situé au-dessus de la passerelle offre à l’équipe de maintenance un accès à la partie supérieure de la surface de l’œuvre. Les parties inférieures des façades intérieures sont accessibles depuis une nacelle suspendue à l’aide de câbles à un châssis mobile en dessous du pont en treillis. Ce système de maintenance permet de traiter toute la surface de la façade intérieure.
Vue de dessus de la passerelle de maintenance, y compris la travée munie de bras pendulaires (à gauche). © Marcel van Odenhoven
Marcel déclare: "Ce qui fait l’originalité de ce projet, c’est la nacelle qui peut emprunter les rails qui suivent les contours de la façade incurvée. En relâchant les câbles à l’aide desquels la nacelle est suspendue au châssis mobile, cette même nacelle se déplacera à une distance fixe le long de la façade intérieure et soumettra le pont en treillis à une charge de traction oblique. La direction de cette charge variera au fur et à mesure du déplacement de la nacelle le long des façades.”
Modèle Diamonds en 3D du pont en treillis en acier soutenant la passerelle de maintenance, comprenant la suspension à des rails aériens par le biais d’une travée munie de bras pendulaires (côté gauche) et d’une travée munie de pivots (côté droit).
Un jeu de créativité
En dépit du fait que la sécurité reste un facteur primordial avec ce genre de projets, il s’est avéré extrêmement important de maîtriser les déformations horizontales pour la passerelle de maintenance du marché couvert. Cette passerelle ne doit en aucun cas exercer une pression sur la façade intérieure lorsque la nacelle soumet le pont en treillis à une charge de traction oblique. La flexibilité horizontale du pont en treillis doit donc être limitée. Cet objectif a été atteint grâce à plusieurs entretoises procurant la rigidité requise. Marcel explique : "L’intérêt de concevoir un modèle d’analyse structurelle en 3D avec Diamonds, c’est que vous pouvez facilement identifier la source d’un éventuel problème et le résoudre rapidement, tout en ajoutant de la rigidité là où elle est nécessaire. Voilà le jeu typique auquel tout ingénieur structures doit jouer. En ce qui me concerne, j’adore jouer à ce jeu dans un environnement de travail qui m’offre la liberté dont j’ai besoin pour trouver des solutions créatives.
Modèle Diamonds en 3D du pont en treillis en acier, offrant une visualisation des déformations horizontales pour un cas de charge donné
Modèle Diamonds en 3D du pont en treillis en acier, offrant une visualisation des résultats de la vérification du flambement pour les éléments en compression
L’un des problèmes spécifiques que l’on rencontre habituellement avec ce type de structure concerne la vérification du flambement des éléments en compression le long de sa rive supérieure. Les diagonales des poutres de rive, qui sont soutenues latéralement par des éléments de structure horizontaux situés au niveau du plan inférieur du pont, offrent un support élastique à la rive supérieure. En conséquence, sa longueur de flambement hors-plan sera inférieure à la distance séparant les travées. Cette longueur de flambement réduite peut facilement être définie dans Diamonds, afin de procéder à une vérification de résistance au flambement plus réaliste, qui respecte pleinement la norme Eurocode 3.”
Un œil aiguisé en matière de faisabilité
Marcel van Odenhoven travaille comme ingénieur structures depuis plus de 35 ans ; sa mission consiste essentiellement à analyser et détailler les structures en acier. À ce titre, Marcel propose ses services aussi bien à des sociétés de construction en acier qu’à des bureaux d’études. Il a participé à de nombreux projets prestigieux ces dernières années.
En qualité d’ingénieur structures, je pense sans cesse à la faisabilité de la structure sur laquelle je travaille", déclare Marcel. "C’est pourquoi j’accorde une attention particulière aux détails. Les détails facilement réalisables améliorent la rentabilité de mon client durant le processus de construction. Je veille donc à élargir mon attention à la faisabilité dans l’ensemble des projets, quelle que soit leur envergure. Que je sois chargé de m’occuper d’une structure lourde en acier pour les salles blanches d’ASML, ou de concevoir un pont tubulaire ou un petit bâtiment industriel, la faisabilité passe avant tout.
Bien entendu, cela exige que le logiciel d’analyse structurelle que j’utilise soit assez bien équipé. J’estime qu’il est absolument indispensable que le logiciel facilite le « développement » de modèles d’analyse, du concept aux détails, tout en agrandissant de plus en plus les plans durant les phases ultérieures du processus d’analyse. En ce qui me concerne, je commence toujours par ce que j’appelle un modèle maître. Ledit modèle est ensuite ajusté en fonction de l’évolution des exigences durant le processus de conception : calcul des charges nominales des fondations, dimensionnement de la structure en acier, détail des assemblages, etc. J’attends également du logiciel qu’il m’offre la liberté et la flexibilité dont j’ai besoin pour faire travailler mon imagination structurelle. Diamonds m’assiste à toutes les étapes de mon processus de réflexion et me fournit rapidement des idées sur la façon dont je peux adapter la conception structurelle. À cet égard, j’apprécie énormément le fait que Diamonds m’aide à communiquer mes conclusions de manière claire et compréhensible à mon client, ou à l’ingénieur structures en chef.”
Proposer des solutions techniques créatives
“Ce projet illustre parfaitement à quel point la mission d’un ingénieur structures ne saurait en aucun cas se limiter à proposer une conception garantissant sécurité et fiabilité », résume Marcel van Odenhoven. "Il s’agit évidemment d’une condition indispensable, mais néanmoins insuffisante. Il est nécessaire de recourir à son imagination et de réfléchir en termes de faisabilité pendant la conception et le détail d’une structure en acier. Selon moi, c’est la véritable mission de l’ingénieur structures et c’est réellement un plaisir pour moi de l’accomplir dans l’environnement d’analyse en 3D de Diamonds. Ce logiciel m’assiste à chacune des étapes de mon processus de réflexion et m’offre la liberté dont j’ai besoin pour trouver des solutions techniques créatives.”