Ductal® Solutions

mai 2015 - N°16
Solutions
la Fondation louis Vuitton
sublime les matériaux
bardage :
une nouvelle offre
pour la façade légère
Ouvrage d'art :
Les BFUP à la manœuvre
sommaire
point de vue - 3 > 5
Gérard Kuperfarb
Vision d'avenir
réalisation - 6 > 11
Rythme, vibration, matérialité,
la Fondation Louis Vuitton sublime
aussi les matériaux
Architecture - 12 > 14
Moucharabieh et brise-soleil pour
la plus grande gare marocaine > 12
Le renouveau de la façade
en béton à Varsovie > 13
Béton scintillant : jouer avec
la lumière > 14
Façade - 15 > 17
Toutes les qualités de Ductal®
dans une offre standard
OUVRAGE D'ART - 18 > 23
Les BFUP à la manœuvre > 18
Viaducs de Chillon, 45 mm de
Ductal® pour faire la différence > 22
Nouveaux marchés - 24 > 27
énergies, transports, sécurité :
inventer l'avenir > 24
Normalisation : de la conception
à l'exécution - 244 brevets et
25 inventions > 27
Comité de rédaction :
Directeur de la publication : Jean Martin-Saint-Léon - Rédactrice en chef et contact : Maryse Lebrun - [email protected]
- Crédits photos : © Médiathèque Lafarge / Charles Plumey-Faye - Rudy Ricciotti (architecte) - Ron Saari - Hartmut Muhlberg
- Ignus Gerber - Sebastian Klorek - J. Leynse - CAPA Pictures - David Childs (architecte) - Skidmore, Owings and Merrill
- Patrick Kennedy - KPMB Architects / - © Fondation Louis Vuitton / Iwan Baan - © Fondation Louis Vuitton / Louis-Marie Dauzat B-ton Design - lelli-architectes.com - EDF / Jean Louis BURNOD - Ethan Loomis, Rosecrance Health Network- T/E/S/S - RFR - Philippe
Bompas - Philippon-Kalt - Louis Ruzzi & Wampum : Pennsylvania Department of Transportation - BEARCH - Juliusz Sokolowski,
courtesy Foksal Gallery Foundation - Ministry of Transportation of Ontario (or MTO) - Jacques Ripault Architecture - Soja Architecture
- Conception éditoriale et graphique : Agence All Write - Traduction : Tagline - Impression sur papier 100 % recyclé : TCS/ARC
Contacts commerciaux
E-mail : [email protected]
Direction Ductal® : Lafarge - 61, rue des Belles Feuilles - B.P. 40 - 75782 Paris cedex 16 - France
France & Export : Ductal® - Lafarge - 2, avenue du Général de Gaule - 92148 Clamart Cedex - France
Amérique du Nord : Ductal® - Lafarge - 8700 W Bryn Mawr Avenue, Suite 300, Chicago, IL 60631 - USA
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Point de vue
Gérard Kuperfarb
Directeur général adjoint
Innovation du Groupe Lafarge.
Stade Jean Bouin, Paris.
Ductal® est un nouveau matériau, qui a la finesse de l’acier et la résistance du
béton. Ses applications récentes à la Fondation Louis Vuitton, au MuCEM, au
stade Jean Bouin ont prouvé ses qualités esthétiques et techniques au service
de la créativité architecturale. Ductal® entre aujourd’hui dans une nouvelle
phase de son développement avec des applications qui vont contribuer aux
évolutions du marché de la construction. Vision d’avenir avec Gérard Kuperfarb,
directeur général adjoint Innovation du Groupe Lafarge.
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Point de vue
Ductal®, une innovation au service
de la créativité architecturale et structurelle,
de la rénovation, qui contribue à réduire
les coûts de la construction et qui prolonge
la durée de vie des ouvrages.
Toit du pavillon en plein air G8WAY DC, centre polyvalent à Washington DC, États-Unis : la créativité architecturale
au cœur de la ville.
Le Ductal® est un nouveau matériau qui apporte
des réponses très concrètes aux nouveaux
enjeux de la construction. Trois de ces réponses
reflètent notre volonté d’offrir des solutions
durables et efficaces pour notre secteur
d’activité.
1 - Augmenter la durée de vie des infrastructures.
Tant pour la réalisation de nouveaux ouvrages
que pour la rénovation de ceux construits au
siècle dernier, Lafarge a choisi de travailler
très en amont avec les architectes, les
bureaux d’études et les maîtres d’ouvrage, la
préfabrication et la maîtrise d’œuvre.
Notre ambition est de définir avec eux des
solutions sur chantier qui, au-delà de la
meilleure formulation, intègrent un service
d’accompagnement technique et logistique.
Plébiscitée aux états-Unis pour la rénovation
des centaines de ponts obsolètes, cette
innovation « produits + service » contribue
aujourd’hui à l’augmentation de la durée de
vie des infrastructures, partout dans le monde.
C’est grâce à cette approche que Ductal® a
été choisi pour le renforcement structurel des
tabliers du viaduc de Chillon en Suisse.
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2 - Développer des solutions industrialisées, qui
contribuent à réduire les coûts de construction
des bâtiments. Lafarge a conçu dans ce but
une gamme standard de panneaux de bardage
pour la façade, destinée au marché de l’isolation
thermique par l’extérieur. Cette nouvelle solution
permet à la fois d’assurer l’efficacité énergétique
assignée à la façade et, en accélérant son
installation, de réduire le temps de construction
du bâtiment.
Rotman School of Management Expansion, université
de Toronto, Canada. En façade, Ductal® contraste avec
le verre.
point de vue
Ouvrages d'art : augmenter la durée de vie des infrastructures, partout dans le monde - Pont de la rivière Nipigon, Ontario, Canada.
3 - Faciliter le coulage de formes complexes,
plus légères, plus créatives avec les nouvelles
formules de Ductal® projeté, qui apportent aussi
des réponses à la maintenance des ouvrages
d’art.
Enfin, le développement des outils numériques,
tels que le BIM (Building Information Modeling)
va permettre d’accélérer la prescription et
la mise à disposition de Ductal® auprès de
ses utilisateurs et leur apportera un service
supplémentaire. En créant des objets BIM
en Ductal®, Lafarge participe à la révolution
numérique de la construction, qui permet de
réduire jusqu’à 20 % les coûts de conception
et de réalisation des bâtiments. Cette évolution
nécessite une coopération accrue et le plus en
amont possible entre les acteurs de la chaîne de
la construction.
Ductal® est pour nous une illustration de notre
capacité à innover. Aujourd’hui, les qualités
techniques et esthétiques exceptionnelles de ce
matériau nous ouvrent des perspectives d’avenir
sur les marchés de l’énergie avec l’éolien ou
le nucléaire, les marchés du sismique, de
l’offshore, de la sécurité des bâtiments et des
personnes. Notre innovation, le sens de l’écoute
de nos équipes commerciales, la volonté
d’avancer avec les architectes et les maîtres
d’ouvrage nous permettent d’imaginer de
nouvelles réponses aux besoins de notre monde
en mutation.
Parements de façade pour une isolation thermique
par l'extérieur (ITE) - Logements étudiants, Paris,
France.
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Réalisation
Fondation Louis Vuitton
Rythme, vibration, matérialité,
la Fondation Louis Vuitton sublime aussi les matériaux
La Fondation Louis Vuitton à Paris, France.
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Réalisation
Pour donner corps à l’œuvre
architecturale imaginée par
Frank Gehry et répondre aux
attentes de Bernard Arnault
pour cet écrin dédié à la
création contemporaine, plus
de 120 architectes et ingénieurs
se sont mobilisés.
En particulier pour les 18 blocs
constituant « l’Iceberg »
émergeant des voiles de verre,
six années d‘études ont été
nécessaires pour définir la
solution qui répondrait à la
matérialité souhaitée par ce
sculpteur de génie :
« a white cementitious material,
porcelain-like ».
Confiée au groupement des
bureaux d’ingénierie RFR
et T/E/S/S, la recherche du
matériau adéquat et de sa mise
en œuvre a donné lieu à de très
nombreux prototypages, essais
d’usines, calculs, inventions de
nouveaux procédés de moulage
et de fabrication pour aboutir à
cette incroyable marqueterie de
Ductal® constituée de
19 072 panneaux.
Une expérience technologique
et humaine racontée par trois
des responsables de ce défi à
la hauteur des valeurs portées
par le Groupe LVMH : créativité,
qualité, détermination.
Entretien avec Philippe Bompas
(RFR), Bernard Vaudeville et
Simon Aubry (T/E/S/S).
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Réalisation
Jeux de lumière, jeux de matières.
Regards d’experts
Philippe Bompas (RFR), Bernard Vaudeville et Simon Aubry (T/E/S/S).
Le choix du BFUP pour la peau de « l’Iceberg »
était-il une demande originelle de l’architecte ?
Bernard Vaudeville : Pas exactement. À l’origine,
les premières esquisses imaginaient du titane
laqué. Mais dès 2006, Frank Gehry exprime sa
volonté d’une finition en matière cimentaire, d’un
blanc mat, qui rappelle celle de ses
fameux Rock Vase. « L’Iceberg »
n’ayant pas de fonction structurelle
primaire et la recherche de
matériaux étant laissée très ouverte
par un architecte qui inspire,
explore les possibles et ouvre les
portes, plusieurs solutions ont
pu être imaginées. Des options
en aluminium peint ou émaillé,
en béton projeté, et même en plâtre peint ont
tour à tour été éliminées, soit pour des raisons
techniques soit parce que ne répondant pas à la
qualité recherchée par le concepteur.
Fin 2006, au moment même où nous nous
posions ces questions, se tenait l’exposition
« Béton, étonnez-vous » au musée des Arts
et Métiers à Paris. Le Ductal® y était présenté
dans toutes ses potentialités formelles. Il est
apparu qu’il pourrait répondre aux attentes de
l’architecte. J’ai contacté Paul Acker, qui était
19 000 panneaux
avec une très
grande variété
de formes
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directeur scientifique du Laboratoire central de
recherche de Lafarge, et Mouloud Belhoul, alors
directeur Ductal® France, qui nous ont mis sur
la piste d’une technologie de formage encore
balbutiante à l’époque, mais qui pouvait être
parfaitement adaptée à notre projet.
Simon Aubry : L’idée était de mouler chaque
panneau dans un moule en silicone déformable
et placer ce moule sur un gabarit qui donne la
bonne géométrie. C’est un procédé qui s’adapte
à des surfaces développables, quelles qu’elles
soient, avec des panneaux de dimensions
identiques. Ce principe s’avérait parfaitement
compatible avec le projet de Frank Gehry.
Bernard Vaudeville : L’architecte s’étant montré
intéressé par le matériau comme par le mode
de mise en forme, Lafarge, associé à Cogitech,
et nous-mêmes avons engagé le développement
du procédé pour l’adapter au projet et
permettre son industrialisation. Ce fut un temps
passionnant, avec de nombreux aller-retour, des
arrêts momentanés et des redémarrages sur
les chapeaux de roues ! Ce travail s’est fait en
interaction permanente avec les équipes de Frank
Gehry, et surtout avec le soutien indéfectible du
maître d’ouvrage.
Réalisation
Ce projet a nécessité de mettre en
œuvre une véritable « ingénierie de
calepinage ».
Bernard Vaudeville
Philippe Bompas : Restait cependant à trouver LA
solution permettant de répondre à une multitude
de critères : pérennité au-delà de 100 ans,
respect de la géométrie et de la précision induite
pour un calepinage extrêmement complexe,
qualité de la blancheur, finition de l’état de
surface d’un matériau « noble », capacité
à recevoir des traitements hydrophobes et
antigraffitis, invisibilité des systèmes de fixation…
Sans perdre de vue l’enjeu économique qui
aurait pu être excessivement dépassé si nous
nous étions arrêtés à prendre en compte, pour
tous les panneaux, les paramètres de celui le
plus exposé, ou le plus contraint sans utiliser
les ressources qu’apportent la modélisation
3D et le BIM. Une ambition d’industrialisation
raisonnée du process qui n’a pu être respectée
que par la synergie absolue entre toutes les
équipes engagées sur le projet, de celles de
Gehry Technologies au prototypiste Cogitech, de
celle de Patrick Mazzacane chez Bonna Sabla,
en passant par les équipes de Mouloud Behloul
chez Lafarge, et bien sûr celles de RFR et de
T/E/S/S. Une interaction de tous pour imaginer
des prototypes, concevoir un procédé du
Moulage sous vide (MSV), breveté par Lafarge
en 2008, tester de nombreux panneaux, des
systèmes d’accrochage et de contrôle qualité
jamais imaginés auparavant.
Sculpture & musée
Le projet de Frank Gehry tire en grande partie son originalité
de cet entremêlement structurel associant verre, bois, acier
et peau minérale.
Nombreux sont effectivement les visiteurs qui associent
la Fondation Louis Vuitton à une sculpture contemporaine
en soi. Une « sculpture » qui accueille néanmoins
11 galeries d’exposition d’art contemporain et un auditorium
de 400 places.
Les espaces intérieurs sont enveloppés par une peau
blanche aux formes ciselées et irrégulières, d’où son
nom d’Iceberg. Son revêtement est constitué de 19 072
panneaux courbes en BFUP, pratiquement tous différents.
Les ouvertures et les failles qui séparent les masses opaques
de l’Iceberg sont refermées par des enveloppes vitrées,
qui se décomposent en 46 ouvrages de configurations très
diverses, dispersés dans le bâtiment. Le défi fut de coupler
leurs complexité et singularité géométriques avec les très
hautes performances attendues pour l’étanchéité, l’isolation
thermique, la résistance au feu de ces façades.
RFR et T/E/S/S se sont associés dans un groupement
dédié à ce projet. L’équipe commune ainsi formée a mené
la conception technique des voiles de verre, de leurs
structures de bois et d’acier, de l’Iceberg et des façades
vitrées, depuis les prémisses du projet jusqu’à sa livraison,
en très étroite collaboration avec les architectes, les
entreprises et le maître d’ouvrage.
Marqueterie de Ductal®.
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Réalisation
Une ambition d’industrialisation raisonnée du process qui
n’a pu être respectée que par la synergie absolue entre
toutes les équipes engagées sur le projet.
Philippe Bompas
Deux ou trois exemples de défis techniques
particulièrement emblématiques ?
Bernard Vaudeville : Ce projet a nécessité de
mettre en œuvre une véritable « ingénierie de
calepinage ». Il s’agissait notamment de parvenir
à anticiper l’effet des tolérances de pose et
de fabrication, de façon à éviter qu’elles ne se
cumulent.
Philippe Bompas : À la différence des autres
projets de Gehry, notamment ceux traités en
feuilles d’acier souples, nous ne pouvions pas
compter sur les recouvrements entre éléments,
qui permettent de corriger le tir. L’architecte
souhaitait des bords à bords parfaits, avec des
joints réguliers de moins de 10 mm. Avec des
panneaux tous différents, c’est très ambitieux !
C’est pourquoi nous avons insisté sur la précision
géométrique des panneaux et de leur support,
lors de leur fabrication et bien évidemment de la
pose par l’entreprise Hofmeister.
la lumière et à jouer des contrastes ombrés que
les voiles de verre dessinent sur les façades. La
démultiplication des lumières rasantes sur un
matériau que Gehry lui-même souhaitait massif,
animé, changeant, impliquait une constance
absolue dans la qualité de fabrication.
Simon Aubry : Chacun des panneaux a été scanné
en sortie d’usine et a fait l’objet d’un contrôle visuel
unitaire permettant de respecter 18 attributs de
qualité de finition.
Au-delà de la précision dans la gestion des
inserts, il était aussi exigé que chaque panneau
puisse être démonté unitairement. Cela
nécessitait de réduire au minimum l’engagement
des fixations, et en contrepartie de pouvoir vérifier
cet engagement depuis l’extérieur. Un système
de contrôle visuel à travers le joint a donc été
imaginé.
Enfin, même si les traitements de surface
appliqués réduisent considérablement l’entretien
des panneaux, il était important de permettre
aux cordistes qui en ont la charge de venir
s’appuyer sur la façade sans l’endommager et
ce en fonction de points d’ancrage très précis.
Des essais en vraie grandeur pour déterminer
leur charge ont été réalisés afin de calculer et
renforcer les panneaux qui seraient soumis aux
contraintes les plus fortes et ceux pour lesquels il
n’était pas nécessaire d’augmenter la résistance.
Une certaine mesure de la perfection en somme ?
Une structure de support des panneaux sert de référence géométrique absolue pour
la pose.
Bernard Vaudeville : Durant les études d’exécution,
il nous est paru indispensable de prévoir une
structure de support des panneaux qui puisse
servir de référence géométrique absolue pour la
pose. Dans ce but, nous avons conçu des coques
en aluminium (ou pour certaines, en acier Inox),
de 6 m² en moyenne chacune, réalisées avec
une précision millimétrique. Ces coques ont
recouvert le bâtiment comme une armure, avant
qu’on y accroche les panneaux de Ductal® par
l’intermédiaire de tronçons de rails.
Philippe Bompas : Sans nul doute, la beauté de
cet édifice tient aussi à sa propension à capter
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Bernard Vaudeville : La créativité de l’architecte,
l’exigence du client, la qualité recherchée font
évidemment de la Fondation Louis Vuitton un
projet dont on s’attend à ce qu’il soit parfait.
Concernant « l’Iceberg », cette ambition est
redoublée par le fait que l’on travaille dans la
masse avec une matière noble, le béton. Frank
Gehry recherchait cette authenticité, y compris
les légères variations qui ont résisté au processus
industriel. Ce sont ces variations ténues, de teinte
ou de brillance, qui apportent une vibration et
une vivacité à « l’Iceberg » auxquelles Frank
Gehry n’est pas insensible. En prenant du recul,
le Ductal® participe à créer une surface précise
et calme, qui fait écho aux verres courbes des
douze voiles et met en relief par contraste le
foisonnement structurel de bois et d’acier entre
ces deux peaux.
C’est notre collaboration très fructueuse avec
Lafarge qui a permis de répondre à ces enjeux
avec autant de finesse.
Réalisation
« L’Iceberg » : une propension à capter la lumière et à jouer des contrastes.
L’inventivité technologique récompensée
Gehry Technologies a reçu le prix d’Excellence BIM (Building information model) décerné par l’American
Institute of Architects. En France, le ministère de l’Écologie, du Développement durable et de l’Énergie,
et le ministère du Redressement productif, ont décerné le grand prix national de l’Ingénierie à Setec
Bâtiment, Quadrature Ingénierie, RFR, T/E/S/S. Le préfabricant Bonna Sabla a reçu le trophée FIB
(Fédération des industries du béton) pour le moulage sous vide du Ductal®.
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Architecture
Casablanca - Maroc
Jeux de lumière
pour la plus grande gare marocaine
Pour s’inscrire dans la tradition des palais et bâtiments
publics marocains, l’agence AREP a choisi d’habiller
les façades de la nouvelle gare de Casablanca de
moucharabieh et de brise-soleil en Ductal®.
Brise-soleil en L - Gare de Casablanca, Maroc.
La création de la nouvelle gare de
Casa-Port devait s’inscrire dans un
quartier identitaire de la plus grande
ville du Maroc. Un projet inscrit dans
une réflexion globale de recomposition
urbaine
et
accompagnant
la
croissance du trafic - 25 millions de
voyageurs par an à terme - tout en
ouvrant des perspectives vers de
futurs développements urbains.
Le bâtiment « voyageurs » est constitué
d’une halle de 2 500 m². Les façades,
totalement vitrées, se jouent de la
luminosité méditerranéenne : à l’ouest
grâce à un immense moucharabieh
Une qualité
de finition
parfaite sur
toutes les faces
protégeant le hall voyageurs, sur le
côté, par un linéaire de brise-soleil en
L, tous réalisés en Ductal®.
« Les architectes ont joué sur toutes
les qualités du Ductal® : minéralité,
durabilité, résistance aux sels marins,
des performances facilitant des
éléments très élancés et d’une grande
finesse, en allant plus loin que ce que
nous avions réalisé pour l’aéroport de
Rabat-Salé », explique Salma Zaidi,
responsable du projet pour Bearch,
le préfabricant de ces éléments de
façade.
« Pour les brise-soleil, la complexité
résidait dans le souhait des architectes
d’une qualité de finition parfaite sur
toutes les faces. Cette contrainte a
nécessité de couler les éléments à la
verticale, un challenge du fait de leur
taille de 4 m de long, 18 cm de large
et 2,5 cm d’épaisseur relevé grâce à la
grande fluidité (caractère autoplaçant)
du Ductal®. Un système d’accrochage
permet un réglage 3D sur des rails
décalés de la coursive prévue pour le
nettoyage des surfaces vitrées. »
Pour le moucharabieh, dont le
coefficient de vide est de plus
de 40 %, ce sont la durabilité et la
pérennité dans le temps qui ont influé
le choix du matériau. « Contrastant
avec les immeubles avoisinants tout
aussi récents et subissant déjà la
pollution du centre-ville, la clarté
du Ductal® FO blanc donne toute sa
personnalité à cette façade digne
des plus grands palais marocains »,
poursuit Salma Ziadi. « Une réalisation
qui préfigure celles que nous sommes
en passe de réaliser toujours avec
Ductal® pour la façade du Sofitel de
Rabat ou le siège du Cadastre dans la
capitale. »
Casa-Port - Architectes : AREP - étienne Tricaud, Philippe Druesne, Christophe Iliou et Groupe 3 Architectes - Omar
Tijani, Skander Amine, Vincent Missemer.
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Architecture
Foksal Gallery Foundation : renouer avec des façades minérales en béton brut - Varsovie, Pologne.
Varsovie - Pologne
Le renouveau de la façade en béton
Édifice emblématique de l’architecture des années 1960, Foksal Gallery
Foundation, galerie d’art, a bénéficié d’une importante rénovation permettant
d’alléger la façade, garantissant l’isolation thermique tout en retrouvant la
minéralité du béton brut.
Les douze panneaux en Ductal® FO gris de 7,21 m
x 3,46 m relèvent tous les défis que la réhabilitation
de la façade de la Foksal Gallery Foundation
à Varsovie exigeait : contraintes d’allègement
de charges pour les poutres originelles et enjeu
esthétique pour retrouver la minéralité d’un béton
brut assurant une continuité architecturale avec
les bâtiments adjacents.
Pour Laurent Fehr, de Fehr Architecture, le
préfabricant en charge de la réalisation et de la
pose de ces panneaux, « seul le Ductal® pouvait
respecter
simultanément
ces deux ambitions des
architectes suisses, Diener &
Diener. En lien avec l'équipe
Ductal®, l’architecte a pu
s’appuyer sur des panneaux
de très grandes dimensions.
Les panneaux de façades sont
réalisés sur mesure pour intégrer les ouvrants
et reproduire une modénature exigeant jusqu’à
5 reliefs par panneau. Le Ductal® permettait
d’assurer ces dimensions hors normes mais pour
un poids divisé par 3 par rapport à des panneaux
en béton préfabriqués conventionnels. Et ce
notamment grâce à une épaisseur de seulement
4 cm qui offrait en outre, l’avantage de gagner
de l’espace pour assurer une meilleure isolation
thermique ».
Une première expression des BFUP en Pologne
qui démontre combien ces bardages de haute
technicité permettent de redorer l’image d’un
bâtiment très connoté et proposer un renouveau
de la façade minérale.
5 reliefs
par panneau
Des panneaux de 4 cm d'épaisseur.
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Architecture
Le choix de la couleur est déterminant : d’un gris moyen pour un rendu métallisé ou un jaune d’or pour un écrin haut de gamme - Villejuif, France.
France
Béton scintillant : jouer avec la lumière
Entretien avec Pascal Dupont de B-ton Design
L’imposant réservoir d’eau potable de 50 000 m3, construit par le Syndicat des eaux
d'Île-de-France à Villejuif scintille de jour comme de nuit. Mise en œuvre par l’architecte
Giovanni Lelli, cette nouvelle solution de BFUP intégrant des milliers de microbilles
de verre a été conçue par le consultant béton, Pascal Dupont de B-ton Design.
Comment est née l’idée d’incruster des microbilles
dans un BFUP ?
Pascal Dupont : Dès son origine, B-ton Design s’est
consacrée à la prescription de bétons innovants et
aux traitements esthétiques des bétons. Une des
demandes récurrentes recueillies lors de mes
visites en agence d’architecture concernait des
bétons permettant de jouer avec la lumière. Suite
à des premiers essais concluants d’inclusions
d’éléments en verre, nous avons pu envisager une
production de BFUP avec surface en microbilles
de verre à l’échelle industrielle. Giovanni Lelli,
architecte concepteur du réservoir R7 de Villejuif a
retenu cette solution de béton scintillant en façade
car selon lui, « elle donnait le mieux l’idée de l’eau
scintillante, de l’eau pure... ».
Qu’est-ce qui a motivé le recours à cette solution
pour la façade du réservoir de Villejuif ?
P. D. : C’est cette offre simultanément réfléchissante
et minérale. Tout en présentant de bonnes qualités
en matière d’isolation, ces parements béton
scintillant peuvent changer d’aspect en jouant sur
toutes les sources lumineuses disponibles sans
ajout d’éclairages artificiels.
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Le projet de Villejuif constitue à ce jour la première
référence de cette importance tant par la taille et
le nombre des panneaux scintillants que par la
gamme de coloris aussi étendue. 356 panneaux
sur mesure de grande dimension (6 m x 2,5 m
pour 7 cm d’épaisseur) ont permis d’envisager
l’habillage complet de toute la façade. Les
architectes ont eu la liberté de personnaliser
chaque élément préfabriqué pour obtenir des
panneaux sans joint dur en traitant toutes les arêtes
en arrondi avec billes de verre. Pour Giovanni Lelli,
ce travail dévoile tout le potentiel du matériau en
termes de création et de dessin.
En quoi le DUCTAL® est-il particulièrement
adapté à ce type de finition scintillante ?
P. D. : Le Ductal® est un BFUP à grain très fin
qui favorise l’enchâssement durable de la couche
unique de microbilles, l’absence d’usure et
d’arrachement de cette couche et permet d’obtenir
un aspect de surface vraiment homogène. Ce
matériau à pores fermés contribue à l’absence
d’alcaliréaction entre des inclusions de verre et la
matrice béton.
façade
Bardage
Toutes les qualités
de Ductal®
dans une offre
standard
Fort de sa R&D validée par de nombreuses
réalisations iconiques sur mesure, Lafarge
lance une offre standard de panneaux base
Ductal® destinée à répondre aux besoins
ITE des bureaux, logements collectifs,
centres commerciaux et bâtiments publics.
Une vraie révolution pour tous les créateurs
à la recherche d’une alternative minérale
aux solutions de parements traditionnelles
avec en prime les atouts d’un béton fibré à
ultra-hautes performances.
Ou quand le leader mondial des matériaux
et solutions constructives démocratise
l’excellence par des coûts maîtrisés.
Démonstration.
Panneaux de façade en Ductal® pour cette tour effilée de dix étages de logements pour
les étudiants, en proue sur un terrain triangulaire - Paris, France.
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Façade
Bardage
Toutes les qualités de Ductal® dans une offre standard
Confort et économie d’énergie ont fait de
l’isolation thermique par l’extérieur (ITE)
l’une des meilleures réponses aux enjeux de
la transition énergétique. Pour autant, ces
nouvelles fonctions assignées à la façade
doivent répondre à l’exigence de créativité
des concepteurs et à la nécessité de solutions
durables toujours plus économiques.
Résidence étudiante de 65 logements conçue par Jacques Ripault Architecture.
Pour relever l’ensemble de ces défis, Lafarge
lance une gamme de produits de panneaux de
bardage réalisés avec le béton Ductal®.
« L’enjeu, atteint aujourd’hui, était de
développer un système de bardage pour
proposer aux architectes une alternative
minérale qui conjugue, dans une offre standard,
performances de Ductal® et panneaux de
grande dimension (jusqu’à 3,6 m), réaction
au feu M0 et finition incomparable et variée »,
explique Émilie Hergott, Directrice Ductal®
France et Export, Responsable du projet
bardage Ductal®.
La finesse de grain du béton Ductal® permet
en effet de reprendre des textures avec
une grande précision, mettant en valeur la
régularité de sa peau. « Nous avons constaté
dans nos échanges avec les architectes et les
maîtrises d’ouvrage une vraie appétence pour
l’authenticité d’une matière minérale, qui est
constitutive aujourd’hui de la grande majorité
de l’espace bâti », poursuit Émilie Hergott.
« Ces panneaux sont réalisés grâce à un outil
de production dédié, adapté à la fabrication de
panneaux plans minces. Cela permet d’obtenir
des coûts similaires à des offres de bardage
traditionnelles tout en conservant une qualité
de parement optimale. La possibilité de teinter
dans la masse, quant à elle, permet d’offrir
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une gamme de couleurs variée. » Cette liberté
créative est renforcée par la possibilité de
réaliser des panneaux d’angles monoblocs,
pouvant être utilisés pour les angles mais aussi
pour le traitement des points singuliers tels que
les fenêtres.
Outre ses propriétés esthétiques, le BFUP
Ductal® possède une très faible porosité qui
lui confère une durabilité exceptionnelle
comparée à d’autres matériaux minéraux :
résistance à l’abrasion, à la carbonatation, à la
pénétration des ions chlorures, au gel/dégel…
Cette durabilité s’accompagne d’un entretien
réduit grâce aux différents traitements
de surface (hydrofuge et antigraffitis) qui
renforcent la tenue de la façade dans le temps.
Une notion de durabilité de plus en
plus prégnante au regard des enjeux
environnementaux notamment de limitation de
la consommation des ressources.
Aussi, une analyse du cycle de vie et une
analyse des coûts du cycle de vie ont été
réalisées sur trois solutions de panneaux
de bardage : béton fibré à ultra-hautes
performances (BFUP), stratifiés compacts
(HPL) et aluminium. Sur les différents
critères d’émissions de gaz à effet de serre,
de consommation d’eau ou d’acidification
de l’air, les impacts des panneaux Ductal®
sont reconnus deux à six fois moindres que
ceux des deux autres matériaux. Un ultime
avantage pour les bâtiments visant l’excellence
environnementale ou les certifications HQE,
LEED ou BREEAM.
À retenir
>Une solution de
parement standard en
Ductal® doublement
compétitive : à l’achat
et tout au long de
la durée de vie du
bâtiment
>De solides partenaires
en Europe et
aux États-Unis
pour répondre à
d’importants volumes
en toute réactivité
>Une élégance
unique grâce à des
dimensions, couleurs,
textures et finitions
impressionnantes
>Une robustesse
exceptionnelle
et des impacts
environnementaux très
limités
Structure
Isolant
Équerre
Profil vertical
Agrafe
Insert Keil
Panneau de bardage
Rail
Tôle de compartimentage
Joint (entre 8 et 10 mm)
Angle sortant système ITE avec panneaux de bardage Ductal®.
façade
Une solution qui permet de
respecter le calepinage de
notre dessin et la personnalité
que nous souhaitions.
Jean Kalt
Architecte
Paris - France
Parement minéral
pour façade légère
Le programme de 11 logements BBC à Paris 20e, dessiné
par l’agence Philippon-Kalt est pensé pour répondre à
toutes les prescriptions environnementales édictées par la
Ville de Paris. « Des prescriptions qui vont souvent au-delà
de la réglementation française notamment pour l’efficacité
thermique », rappelle Jean Kalt. « D’où l’intérêt que nous
portons aux industriels ayant la capacité d’investir dans
le développement de nouveaux matériaux et nouvelles
solutions constructives. Notre parti sur ce projet est de
proposer un parement minéral sur une façade légère en
bois afin de conserver un espace minéral d’insertion sur
le site et mettre en œuvre une isolation thermique par
Parement minéral s'intégrant dans le linéaire de façade, Paris, France.
l’extérieur irréprochable. L’atout du Ductal® réside dans la
faible épaisseur des panneaux permettant de garder un
dimensionnement de façade raisonnable (moins de 35 cm).
Matériau très fluide, le Ductal® présente en outre une qualité
de surface bien supérieure à l’aspect des bétons classiques
tout en conservant l’authenticité d’une matérialité vivante.
Une solution qui, de notre point de vue, permet de respecter
le calepinage de notre dessin et de garder la personnalité
que nous souhaitions pour ce petit immeuble de logements
collectif. »
Programme de 11
logements collectifs
en R+3
Architectes :
Philippon-Kalt
Maître d'ouvrage :
SA d'HLM Erilia
Surface :
649 m² SHON
Surface de la façade :
150 m2
Performance :
BBC - Cerqual Profil A
Chicago (Illinois) - États-Unis
Finition terre cuite pour un centre de soins
Un ancien entrepôt de produits d’alimentation à la périphérie
de Chicago s’est métamorphosé l’année dernière en un centre
moderne de soins médicaux, le Rosecrance Ware Center.
Bardage en Ductal© finition terre cuite pour un entrepôt transformé en centre de soins - Chicago, États-Unis.
Ce nouveau bâtiment dispose d’une
salle d’attente spacieuse, de bureaux, de
salles de réunion, d’une pharmacie, de
nombreuses salles d’examen destinés à
accueillir plus de 5 500 patients et familles
par an.
Pour l’habillage des façades, l’agence
Saavedra
Gehlhausen
Architects
a
homologué la solution de bardage Ductal®
proposée par le fabricant comme étant la
plus économique et la plus esthétique des
solutions envisagées. Le bardage extérieur
couvrant une surface totale de 280 m²
est constitué de quelque 200 panneaux
préfabriqués en Ductal® de 60 cm x
213 cm présentant une finition terre cuite
en tout point conforme au rendu imaginé
par les architectes. Ils ont été mis en place
en novembre 2014 à l’aide de fixations
invisibles.
I PAGE 17
ouvrage d'art
Ponts
Le projet du Pulaski Skyway aux États-Unis constitue la première mise en œuvre en Amérique du Nord du « Joint Fill » en Ductal® par une pompe à béton. Le produit circule
en continu dans une conduite de près de 170 m de long et de 7,5 cm de diamètre.
Réhabilitation des infrastructures
Les BFUP à la manœuvre
Sur le continent nord-américain, 70 000 ponts doivent être rénovés dans les
dix prochaines années et un quart d’entre eux le seront avec une solution
préfabriquée.
Lafarge collabore avec la FHWA (Federal Highway Administration) mais aussi
les ministères des Transports de l’Ontario et du Québec (MTO, MTQ) pour
définir des solutions BFUP adaptées à chacune des situations : trafic inter et
intra-États, zones sismiques, climatologie extrême…
Le bénéfice de cette recherche-développement se traduit par une gamme
de services qui permet à Ductal® d’être reconnu par les pouvoirs publics
fédéraux et nationaux comme la solution la plus fiable et la plus pérenne.
PAGE 18 I
ouvrage d'art
La majorité des ponts d’Amérique du Nord ont été
conçus à une époque où le trafic n’avait aucune
commune mesure avec celui d’aujourd’hui. Leur
réhabilitation est une priorité de la FHWA qui
teste depuis de longues années les solutions
lui permettant de gérer un triple défi : mise en
sécurité, maîtrise des flux et pérennité de ses
infrastructures dans une double recherche de
performances, technique et économique.
« C’est dans ce cadre que nous avons très tôt été
à ses côtés pour tester sur des sites pilotes des
solutions de joints de clavetage en Ductal® qui
répondent à chacun de ces enjeux », explique
Dominique Corvez, directeur de l’activité Ductal®
pour l’Amérique du Nord. « Sur la base de plus de
100 premières réalisations, de très nombreux États
ont adopté cette solution exigeant pour Lafarge
de développer une offre de service industrielle
conforme à ses critères de fiabilité, de qualité,
d’offre globale. » Avec en perspective, la capacité
à répondre aux enjeux d’une économie ne pouvant
plus faire aucune concession à la durabilité et la
sécurité de ses infrastructures.
« L’expérience acquise révèle que nos solutions
s’avéreraient très globalement pertinentes pour
rénover les 70 000 ponts déclarés structurellement
obsolètes. Mais, d’ores et déjà, quatre grands cas
de figure ont déjà été expérimentés avec succès.
Le premier est celui de la rénovation durable des
tabliers (nouveau design avec une durée de vie
supérieure à 100 ans). La rénovation du Pulaski
Skyway (voir Ductal Solutions n° 15 sur www.
ductal.com), dont nous avons remporté la livraison
du Ductal® pour la deuxième phase de travaux,
suite au succès de la première phase, apporte la
preuve de la capacité du Groupe Lafarge à livrer in
situ plus de 10 000 tonnes de Ductal®. Un volume
de béton Ductal® spécifié qui a pratiquement
doublé lorsqu’il a été établi que ce matériau était
une solution adaptée et économique par rapport
à un produit non cimentifère prévu à l’origine.
Ce projet marque la première mise en œuvre par
pompage du Ductal® Joint Fill en Amérique du
Nord, la circulation du matériau s’effectuant en
continu dans un conduit de 170 m de long. »
Une réhabilitation qui valide aussi l’attractivité pour
les maîtres d’ouvrage du positionnement « One
Lafarge » qui, au-delà de la fourniture des matières
premières (premix, fibres, adjuvants), propose une
assistance technique spécialisée en assurancequalité, ainsi que la fourniture d’une variété de
malaxeurs spécifiques garantissant et simplifiant la
mise en œuvre.
Le deuxième est celui de la limitation de la gêne
à l’usager. Priorité des gestionnaires des routes,
ils sont de plus en plus nombreux à exiger le
recours aux techniques de construction dite ABC
(Accelerated Bridge Construction). Proposer une
rénovation ultrarapide est le challenge relevé à
Wampum (voir interview de Louis J. Ruzzi) mais
aussi pour l’Interstate 84, un axe majeur reliant
l’État de New York à la Pennsylvanie. En optant pour
Tablier de pont préfabriqué prêt pour le « Joint Fill ».
la solution des panneaux de tablier préfabriqués
avec joints en Ductal® à la place du tablier en béton
coulé sur site, l’entreprise maître d’œuvre a pu
gagner des semaines sur le calendrier, avec à la clé
une réduction des coûts pour le maître d’ouvrage
(New York State Dept. of Transportation) et une
moindre gêne occasionnée à la circulation.
Le troisième cas de figure vise à répondre aux
problématiques sismiques. La réhabilitation du
Mission Bridge en Colombie britannique démontre
combien Ductal® s’affirme comme une solution
rassurante dans les zones à forts risques tout en
restant très économique (voir page suivante).
Enfin le dernier cas de
figure est inhérent à une
climatologie extrême sur
un territoire à l’échelle d’un
continent. « Le cas du pont
de Firebag en Alberta au
Canada (travée de 80 m
de longueur) illustre la
capacité du Groupe Lafarge
à produire du Ductal® sur
site dans les endroits les
plus reculés. Mais aussi celle
d’implémenter les techniques pour le couler malgré
des températures très en dessous de zéro degré
Celsius », note Dominique Corvez. Un défi maintes
fois relevé par les équipes mises à disposition sur
tout le continent nord-américain pour répondre à
ces contraintes d’éloignement et de températures
extrêmes en Colombie-Britannique, au Manitoba,
en Ontario, au Québec…
des solutions
adoptées par
de très nombreux
états NordAméricains
C’est en s’appuyant sur plus de
100 réalisations, que de très nombreux états
nord-américains ont adopté cette solution
exigeant pour Lafarge de développer une offre
de service industrielle conforme à ses critères
de fiabilité, de qualité, d’offre globale.
Dominique Corvez
I PAGE 19
ouvrage d'art
Le projet a consisté à remplacer le pont à arc unique
en béton structurellement fragilisé - Wampum, ÉtatsUnis.
Le nouvel ouvrage comprend trois modules préfabriqués accolés de 23,7 m de long. Chaque module est composé
de deux poutres composites en acier en « I » avec dalle de tablier en béton. L’infrastructure a été assemblée avec
du Ductal® coulé sur place. Grâce aux méthodes ABC le pont a été rouvert à la circulation en moins de 7 jours !
enjeu rapidité
Une rénovation complète en 7 jours chrono
2 questions à Louis J. Ruzzi, ingénieur des Ponts et Chaussées au département des Transports (PennDOT) District 11-0
Comment avez-vous utilisé le béton
BFUP dans ce projet ?
Le BFUP est utilisé pour relier les
trois superstructures et les trois
dalles d’approche. Les éléments
préfabriqués de la superstructure sont
des unités modulaires composées d’un
revêtement de tablier pleine hauteur
supporté par deux poutres en acier
en « I ». Les dalles d’approche étaient
également des dalles préfabriquées
complètes.
Hackettstown
(New Jersey)
Prix d’excellence
en ingénierie
pour la rénovation
d’un pont historique
Quels sont les avantages de la
méthode BFUP ?
Tout l’enjeu est de trouver la solution
la plus rapide sans compromettre la
qualité. Recourir au BFUP présente
l’avantage de répondre aux exigences
de rapidité en raccordant de façon
pérenne les unités modulaires
préfabriquées et les dalles d’approche
préfabriquées. On utilise le BFUP
en conjonction avec des aciers en
recouvrement pour réaliser un joint
plus résistant que les éléments
raccordés. Il transfère le moment
de torsion et les contraintes de
cisaillement à travers le joint, ce qui
répond à notre souci de limitations des
Situé dans le quartier historique de
Hackettstown, le pont à deux travées de 39 m
de long draine un trafic quotidien de plus de
13 200 véhicules. C’est pour répondre à cette
double contrainte de densité de circulation
et d’environnement patrimonial fort que
l’entreprise Greenman-Petersen, Inc. (GPI) a
choisi une solution Ductal® pour sa rénovation.
En prévoyant dans ses spécifications des
éléments préfabriqués, GPI a réussi à planifier la
reconstruction du pont sur 10 jours limitant ainsi
au maximum la fermeture totale à la circulation.
Les sections spéciales d’infrastructure et de
superstructure en béton préfabriqué ont été
conçues pour être mises en place et reliées
rapidement à l’aide du béton fibré à ultra-hautes
performances de Lafarge.
Une réalisation d’autant plus emblématique
qu’elle avait pour objectif d’accélérer la
PAGE 20 I
déformations différentielles pouvant
générer des fissures longitudinales.
Les propriétés du matériau proposé
sont supérieures à celles de durabilité
qu’en tant que maître d’ouvrage
nous souhaitons obtenir. Pour un
état qui utilise beaucoup de sel de
déneigement, l’imperméabilité quasi
absolue du BFUP constitue un
avantage considérable.
rénovation d’autres ouvrages soumis aux
mêmes défis.
Cette réalisation est l’un des 170 projets de
génie civil aux États-Unis et dans le monde que
l’ACEC a qualifié de réalisation remarquable
et retenu pour concourir aux Engineering
Excellence Awards 2015 (prix d’Excellence
de l’ingénierie) dont les critères d’attribution
pris en compte concernent notamment le
caractère unique et complexe, l’originalité de la
réalisation, son innovation technique, sa valeur
au plan social et économique.
L’American Council of Engineering Companies
(ACEC) est l’association américaine des
entreprises d’ingénierie qui regroupe plus
de 5 000 sociétés indépendantes et plus de
325 000 professionnels du pays, tous participant
au développement des infrastructures de
transport, d’eau et d’énergie en Amérique.
ouvrage d'art
Enjeu sismique
La réhabilitation de Mission Bridge
conjugue performance et économie
Ouvert à la circulation en 1973, le Mission Bridge est un pont à quatre voies
d’un kilomètre situé dans une zone à forte sismicité. Sa réhabilitation lui permet
d’être aujourd’hui aux normes sismiques et de rester ainsi l’indispensable lien
routier en cas de catastrophe.
Après avoir envisagé plusieurs solutions
techniques qui se sont avérées soit
insuffisamment performantes au regard
de l’enjeu sismique soit trop coûteuses, le
ministère des Transports et des Infrastructures
de la Colombie britannique et les ingénieurs
d’Associated Engineering se sont tournés vers
une solution de chemisage en Ductal® pour le
pilier sur la rive sud.
Outre l’avantage de permettre
une substantielle économie de
1,5 million de dollars canadiens,
Ductal® assurait une capacité
de
résistance
aux
séismes
exceptionnelle, en apportant de
la rigidité à la nouvelle structure
monolithique tout en optimisant
l’apport de matière. L’occasion
aussi de prouver l’efficacité d’une
nouvelle
application
Ductal®
aux autres maîtres d’ouvrage, ingénieurs et
entrepreneurs de l’Ouest canadien concernés
par la problématique sismique.
La réhabilitation a concerné deux colonnes
rectangulaires effilées 2,1 m x 2,6 m sur une
hauteur de 3,2 m. La conception a exigé
1,5 million
de dollars
canadiens
d'économies
l’installation de goujons de 25 mm de diamètre
au cœur du béton pour le confinement. Une
cage d’armature avec barres de 20 mm de
diamètre - espacées de 230 mm dans les deux
axes - a été fixée aux goujons. L’entrepreneur a
construit un coffrage très résistant autour des
colonnes pour supporter les pressions élevées
résultant du coulage du béton fluide et une
chemise de 225 mm d’épaisseur en Ductal® a
été mise en place. Pour minimiser les reprises
de bétonnage, Lafarge a mis à disposition
sa centrale locale de béton prêt à l’emploi
d’Abbotsford (Colombie britannique) pour
mélanger et approvisionner au total 18 m3 de
Ductal® à l’aide de deux camions toupies pour
un total de quatre livraisons. Cette démarche,
qui fédère les différentes lignes de produits
Lafarge (One Lafarge), a été préférée à l’emploi
de malaxeurs mobiles sur chantier. C’est la
première fois que Ductal® a été mélangé dans
des camions de béton prêt à l’emploi pour un
projet en Colombie britannique. Le coffrage
a ensuite été rempli par le haut à l’aide d’une
trémie classique et l’ensemble de l’opération de
coulage a été terminé en une journée.
Mission Bridge - Avant : deux colonnes à remettre à niveau - Livraison et malaxage du Ductal® par camions toupies de béton prêt à l’emploi. Après : colonne achevée avec
chemisage en Ductal® - Colombie britannique, Canada.
I PAGE 21
ouvrage d'art
Viaducs de Chillon
45 mm de Ductal® pour faire la différence
Presque 50 ans après leur mise en service, les viaducs de Chillon (Suisse) viennent de
bénéficier d’une rénovation de grande ampleur visant à les mettre aux nouvelles normes
sismiques, réparer les effets des infiltrations d’eau et renforcer leur étanchéité et leur
comportement structural global suite à la détection de réaction alcaligranulats (RAG)
dans le béton existant. Un nouveau tablier en Ductal® de 45 mm d’épaisseur apporte
une réponse à ces deux enjeux.
Zoom sur une réhabilitation qui constitue, par son ampleur, une première mondiale.
La composition du Ductal® lui confère une résistance mécanique à la compression 6 à 8 fois supérieure à celle d'un béton classique et une résistance en flexion jusqu'à 10 fois supérieure Chillon, Suisse.
Ouvert à la circulation en 1969, les viaducs de
Chillon tirent leur nom du château qu’ils dominent
depuis le versant est du lac Léman sur une
longueur de 2,2 km. Inscrits comme bien culturel
suisse d’importance nationale, ils constituent l’un
des ouvrages d’art les plus spectaculaires du
réseau autoroutier suisse.
Cette double construction, composée d’éléments
préfabriqués assemblés par postcontrainte, subit
un trafic de plus de 50 000 véhicules/jour, en très
forte augmentation ces dernières années.
En 2009, son inspection a démontré que de
nombreuses infiltrations d’eau avaient pénétré
le béton et corrodé les armatures. Par ailleurs,
n’étant plus conforme aux normes antisismiques
actuelles, l’ouvrage nécessitait une intervention de
grande envergure qui impliquait le changement
du système statique et des appuis de certaines
piles. Après le début des travaux, des tests
d’hydrodémolition ont démontré que l’ouvrage était
aussi confronté à la RAG (réaction alcaligranulats),
un phénomène qui a pour conséquence de
diminuer les caractéristiques mécaniques du
béton. Une situation qui, si elle n’avait pas été
découverte, aurait probablement nécessité d’ici à
15 ans de reconstruire l’ouvrage à neuf.
« L’objectif principal d’une intervention était
PAGE 22 I
d’adoucir les effets néfastes de la RAG »,
explique Stéphane Cuennet, spécialiste technique
Ouvrages d’art à l’Office fédéral des routes
suisses (OFROU)*. « Il s’agissait de renforcer et
d’étancher la dalle de roulement afin de supprimer
toute possibilité d’apport d’eau dans le béton, de
diminuer l’amplitude des contraintes dues aux
effets du trafic routier par une augmentation de
la rigidité de la dalle, d’augmenter la résistance
ultime et de limiter les déformations du tabliers
dans le sens longitudinal. »
C’est pour répondre à ces
objectifs qu’une solution
BFUP a été retenue par un
groupe d’experts dont les
ingénieurs de l’EPFL (École
polytechnique fédérale de
Lausanne) : couler une
couche de Ductal® de 45 mm d'épaisseur sur
le tablier existant pour l'étancher et améliorer le
comportement structural global de l'ouvrage.
« Cette solution constituait d’ailleurs la seule
plausible pour garantir une réhabilitation fiable
compte tenu des aléas relatifs à l’évolution
des propriétés mécaniques du béton », estime
Stéphane Cuennet.
Dans cette perspective, l'équipe Ductal® de
Techniquement et
économiquement
pertinent
ouvrage d'art
repères
Longueur : 2 x 2,2 km
Largeur : 2 x 12 m
Surface de Ductal® coulé : 53 000 m²
Augmentation du trafic : + 10 % en 3 ans
Transports autorisés passés de 24 tonnes à 40 tonnes
Entreprise générale : Walo Bertschinger AG
Maîtrise d’ouvrage : OFROU
Assistance à maîtrise d’ouvrage : EPFL
Bureau d'études : MONOD-PIGUET +ASSOCIÉS Ingénieurs Conseils S.A.
Lafarge a mis en place les moyens techniques
nécessaires pour définir une formule répondant
aux contraintes spécifiques du projet : résistance
en traction, tenue à la pente (jusqu’à 7 % de pente
sur le tablier existant) et facilité de mise en œuvre.
Tout au long de sa réalisation, Damien Jacomo,
Ingénieur d'Affaires Ductal® en charge des
projets Génie Civil et l'équipe Ductal® Lafarge ont
accompagné l'entreprise et le maître d'ouvrage
pour valider la solution Ductal®, sa mise en œuvre
et son suivi qualité sur chantier.
Pour Eugen Brühwiler, un des spécialistes
mondiaux des BFUP, professeur à l’EPFL
et directeur du laboratoire de maintenance
construction et sécurité des ouvrages, missionné
comme expert sur le projet par l’OFROU,
« l’utilisation de BFUP sur les viaducs de Chillon
est une première mondiale tant par la surface à
couvrir que les volumes à fabriquer et à mettre en
place en si peu de temps** ».
L’un des atouts remarquables de la couche de
béton fibré à ultra-hautes performances qui
a été coulée sur la dalle de roulement est de
renforcer l’ouvrage vis-à-vis de l’effort tranchant
transversal et d’offrir un renfort et une rigidification
longitudinale avec seulement 45 mm d’épaisseur
là où il en aurait fallu 20 cm avec un béton armé
traditionnel. Cette couche de BFUP permet en
outre d’assurer une meilleure étanchéité du
tablier et ainsi stopper les apports d'eau risquant
d'activer le développement de la RAG.
« Le BFUP répond parfaitement aux faiblesses du
béton ordinaire », note aussi Eugen Brühwiler. « Sa
composition est ainsi faite que tous les espaces à
l’intérieur du matériau sont occupés par des fines
particules. C’est un matériau très compact, très
dense et imperméable à l’eau. Grâce à une grande
quantité de fines fibres en acier, il ne se fissure
pas à l’état de service. »
Une solution durable et robuste qui réduit
considérablement les charges pour les
infrastructures existantes et qui présente l’intérêt
d’être beaucoup plus rapide à mettre en œuvre.
Pour Eugen Brühwiler, elle offre, en outre, l’intérêt
d’être économique. « Contrairement à ce que
beaucoup imaginent encore les BFUP permettent
un renforcement finalement bon marché par
rapport aux exigences remplies. La performance
de cette technique présente des atouts indéniables
mais c’est finalement pour des raisons purement
économiques qu’elle a été retenue. »
* Source : Kichoff n° 14
** Source : interview Batimag octobre 2014
I PAGE 23
l’avenir
nouveaux marchés
Inventer
Au-delà des avancées
technologiques et
performancielles que
les BFUP (Béton
fibré à ultra-hautes
performances) ont
proposé depuis
15 ans au monde de
l’architecture et de
l’ingénierie, Ductal®
est un marqueur de la
capacité de Lafarge à
inventer l’avenir. Pour
Sébastien Bernardi,
Directeur Technique
Ductal® « les recherches
menées sur les solutions
Ductal® ouvrent aussi des
perspectives sur chacun
des marchés d’avenir
que constituent ceux de
l’énergie avec l’éolien ou
le nucléaire, mais aussi
ceux des infrastructures
de transport, des
ouvrages maritimes, de
la sécurité des bâtiments
et des personnes ».
Une R&D portée par
l’enthousiasme des
ingénieurs et techniciens
Lafarge, le sens de
l’écoute des équipes
commerciales, la
volonté d’avancer avec
les architectes, les
ingénieurs et les maîtres
d’ouvrage pour imaginer
chaque jour ce qui
permettra au marché
de la construction de
faire face aux nouveaux
besoins évolutifs de notre
monde en mutation.
PAGE 24 I
> énergies
éolien
La durabilité des BFUP
en atout majeur
Le développement des énergies renouvelables représente
un enjeu majeur pour notre planète, et en tout premier lieu
l’éolien. Que l’on soit en onshore ou en offshore, l’éolien offre
aujourd’hui une véritable solution en pleine expansion, ce qui
se traduit par une capacité déjà installée d’environ 400 GW.
à ce jour, la très grande majorité des solutions d’éoliennes
existantes utilisent un mât en acier montrant cependant des
limites de comportement à la fatigue, de durabilité et de
maintenance.
Une éolienne en Ductal® apparaît comme une évidence !
Oui, mais à condition de repartir de la page blanche et
de concevoir une solution qui utilise tout le potentiel du
Ductal® et en premier lieu ses performances mécaniques
hors du commun, sa résistance
en compression, sa capacité de
traction, son module élastique, un
fluage et un retrait faibles.
Sa durabilité est bien évidemment
un atout majeur, avec pour
preuve de très nombreux retours
d'expérience en environnements
agressifs dont les plus anciennes
ont 20 ans.
En définitive, le Ductal® offre une
véritable alternative aux solutions
existantes, laissant entrevoir,
grâce à une conception optimisée,
une durée de vie d’éolienne
bien supérieure aux 25 ans qui
sont la limite aujourd’hui. Cette
durée est l’élément déterminant
au regard de l’investissement et
de la complexité de ce type de
construction.
Éoliennes : répondre aux exigences des
nouveaux marchés de l'énergie.
Nucléaire
étanche
et pérenne
nouveaux marchés
nouveaux marchés
Les enceintes de confinement des réacteurs
nucléaires doivent respecter des critères
d’étanchéité à l’air dans l’éventualité d’un
accident nucléaire. Certains réacteurs possèdent
des taux de fuite qui, bien que respectant le
critère fixé, justifient un programme de travaux
de réparation, en France, par EDF. L’enjeu Centrale nucléaire de Cattenom - Moselle, France.
réside dans une extension de l’exploitation
jusqu’à 60 ans au minimum.
La conception de centrale la plus concernée par cette problématique surenchérir significativement le coût de la solution globale.
est celle des enceintes de confinement à double parois béton, sans liner En l’état, l’utilisation de Ductal® sur l’extrados semble très prometteuse ;
métallique. Il s’agit par exemple pour la France du parc 1 300/1 400 MW, elle permet de traiter d’une part l’étanchéité et d’autre part de réduire
qui représente environ 20 % du parc national.
significativement le risque de cloquage. Une solution a ainsi été
Les solutions courantes d’étanchéité, type résine, mises en œuvre sur développée et évaluée en collaboration avec une entreprise de génie civil
l’intrados ne fonctionnent pas sur l’extrados, sans solution complémentaire spécialisée dans le domaine du nucléaire.
pour éviter le phénomène de cloquage. Pallier cette faiblesse conduit à
> Transports
Créer des infrastructures de transports en accord avec les nouveaux développements urbains - Dubaï.
Mobilité urbaine
Modernisation et développement
La modernisation et le développement des
transports représentent un enjeu majeur pour
les collectivités territoriales, tout particulièrement
dans les métropoles en raison de la forte densité
de population.
De nombreuses villes à travers le monde
initient d’ambitieux projets de modernisation et
d’extension du réseau existant et la réalisation
de nouvelles lignes de métro.
Le métro aérien représente alors une véritable
solution technico-économique par rapport au
métro souterrain.
Concevoir des infrastructures de transport en
Ductal® (viaducs, stations) semble être une
réponse viable pour une meilleure intégration
dans son environnement :
- valorisation du viaduc et des stations par une
esthétique architecturale ;
-limitation des nuisances sonores par un
traitement efficace du bruit et des vibrations ;
- maîtrise des coûts à toutes les phases du
projet (durabilité, maintenance) ;
- contribution à construire des villes meilleures.
I PAGE 25
nouveaux marchés
> Sécurité
Protéger les
bâtiments
et les personnes
physiques
Très hautes
performances
mécaniques à
l'épreuve
On entend par « sécurité des bâtiments et des
personnes physiques » l’ensemble des solutions
et des services qui contribuent à protéger les
biens et les occupants vis-à-vis d’une menace
identifiée. Celle-ci peut être par exemple d’ordre
industriel (explosion, pollution chimique), voire
d’ordre terroriste (attentats).
La réalisation des opérations de sécurité fait
appel généralement à trois métiers que sont :
- le matériel (systèmes de détection, de contrôle
d’accès, de vidéosurveillance, …) pour 78 % ;
- les logiciels de gestion d’alarmes, d’interfaçage
des différents systèmes pour 20 % ;
-les activités de services (sociétés de
gardiennage, de télésurveillance) pour 2 %.
Le métier relatif au matériel regroupe quant à lui
deux familles de technologie : les dispositifs actifs
tels que détecteurs de présence, d’ouverture,
caméras de surveillance et les dispositifs passifs
tels que l’architecture du bâtiment, les portes et
fenêtres, les obstacles…
La part relative des dispositifs actifs et passifs
varie selon la nature des opérations, mais la
conception architecturale prend de plus en plus
d’importance. La recherche de matériau de
construction très résistant aux impacts de balles
et aux explosions devient alors cruciale pour
concevoir des solutions efficaces afin de limiter
les dégâts collatéraux induits par les éclats de
matériau.
PAGE 26 I
Freedom Tower, première tour construite sur le site du World Trade Center New York, États-Unis.
Le Ductal® apparaît une fois de plus comme
une véritable solution pour renforcer la sécurité
des bâtiments civils et militaires. Ses très hautes
performances mécaniques, le rôle essentiel des
fibres, permettent d’envisager des réponses
adaptées, à la fois pour les bâtiments neufs
et pour les bâtiments existants (adaptation
architecturale, réhabilitation lourde, travaux de
durcissement).
UNe solution
pour
renforcer
la sécurité
nouveaux marchés
> Normalisation
Textes réglementaires
Normaliser de la conception à l'exécution
Plusieurs pays ont récemment entrepris
de normaliser les BFUP (Bétons fibrés à
ultra-hautes performances) en démarrant la
rédaction de normes nationales. C’est le cas
de la Chine, de la Suisse, des États-Unis et de
la France. Ces documents, dont les premiers
devraient être publiés cette année, diffèrent
notamment par les niveaux de performances
exigés et par les domaines d’emplois
revendiqués.
Afin de veiller à une homogénéité des textes en
Europe, la France devrait rapidement demander
au Comité européen de normalisation, la
création d’un groupe de travail pour démarrer
la rédaction d’une norme européenne. Cette
demande devient en effet légitime avec la
publication en septembre 2015 en France des
premières normes nationales sur les BFUP en
Europe.
Jusqu’à
ce
jour,
en
France
les
recommandations AFGC « bétons fibrés à
ultra-hautes performances » de juin 2013 font
office le document de référence.
Toutefois, ce document n’a pas de statut
normatif et son domaine d’emploi est limité aux
BFUP avec fibres métalliques et de résistance
caractéristique en compression ≥ 150 MPa. Il
a donc été décidé d’initier une démarche de
normalisation française, de façon à intégrer
les BFUP dans le domaine traditionnel et
ainsi contribuer à faciliter les études dans les
projets.
2 normes ont ainsi été rédigées avec une forte
implication de Lafarge :
- 1 norme matériau (référence NF P 18-470),
« béton fibré à ultra-hautes performances :
spécification, performance, production et
conformité » ;
- 1 norme conception (référence NF P 18-710),
« Complément national à l’Eurocode 2.
Calcul des structures en béton : règles
spécifiques pour les bétons fibrés à ultrahautes performances ».
La norme matériaux s’applique aux BFUP de
résistance caractéristique en compression
≥ 130 MPa, destinés aux bâtiments et ouvrages
de génie civil :
-aux structures et éléments de structures
préfabriqués ;
-aux structures et éléments de structures
coulés en place ;
-aux parties d’ouvrages rapportées par
coulage en place, en particulier dans le
cas de connexions, de revêtements ou de
réparations.
Elle s’applique €également
aux éléments
m
nonstructuraux
ou
architectoniques
préfabriqués ou, le cas échéant, coulés en
place.
La norme conception s'applique au calcul des
bâtiments et des ouvrages de génie civil en
BFUP non armé, en BFUP armé ou en BFUP
précontraint. Elle donne les exigences en
matière de résistance mécanique, d’aptitude
au service, de durabilité et de résistance au feu
pour ces structures, et couvre uniquement les
BFUP avec fibres métalliques et de résistance
caractéristique en compression ≥ 150 MPa.
Une troisième norme sur l'exécution des
ouvrages en BFUP sera publiée un peu plus
tard, afin de traiter tous les aspects liés à la
mise en œuvre.
une norme
de mise en
œuvre
à l'étude
Ductal® dans le monde
244 Brevets, 25 inventions
Ductal® est une gamme de produits et de solutions qui a été développée depuis plus de 10 ans par Lafarge.
Cette offre Ductal® est le résultat d’importants travaux de R&D, menés au LCR (Lafarge centre de recherche),
fruit des expertises reconnues en formulation, hydratation, rhéologie, microstructure et interaction matériau/
procédé.
Ces travaux ont conduit à déposer de nombreux brevets d’inventions, qui représentent à ce jour pour Ductal® une
trentaine d’inventions et plus de 244 brevets à travers le monde.
Le développement de Ductal® s’appuie très fortement sur ces brevets qui sont, si besoin, défendus vis-à-vis
d’éventuels cas de contrefaçons.
Cette stratégie de brevets s’inscrit de façon permanente dans les travaux de R&D, dont l’innovation continue se
traduit par le dépôt régulier de 1 à 2 nouvelles inventions chaque année.
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