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Deux nouvelles verrières pour la gare de Lyon

JULIE NICOLAS |  le 30/12/2011  |  RhôneEurope

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Rénovation -

Afin de faciliter le trafic des voyageurs et d’augmenter les espaces d’attente de la gare parisienne, deux halles vitrées ont été réalisées. Les circulations verticales ont été revues avec la création d’une trémie.

Entre la décision initiale de la SNCF, en 2009, d’investir 60 millions d’euros dans l’agrandissement et la rénovation de la plate-forme jaune de la gare de Lyon, et l’achèvement des travaux, début 2012, trois ans se sont écoulés. Un délai court compte tenu du nombre d’ouvrages à réaliser - une quinzaine au total - et de la nécessité d’organiser les travaux sans interrompre le trafic voyageurs. « Les principales difficultés ont été la planification des opérations en site occupé, ce qui nous a obligés à confiner les espaces, à travailler très souvent de nuit et à mener de front plusieurs opérations simultanément », relève Philippe Coffineau, directeur commercial de Chantiers Modernes BTP, entreprise mandataire. Par ailleurs, les délais devaient être impérativement respectés car les mises en services étaient programmées en fonction des dates de départ en vacances.

Pour permettre la continuité de l’exploitation ferroviaire, les travaux se sont donc déroulés en trois phases : tout d’abord, entre avril et décembre 2010, la galerie des Fresques a été fermée et un ancien bâtiment de 840 m 2 a été détruit pour créer davantage d’espace sous la future halle A. « Sur cette verrière, il a aussi fallu adapter les structures lors de la phase d’étude afin d’intégrer l’ouvrage dans l’environnement découvert au fil de l’avancement des démolitions », souligne Joël Mally, directeur des projets de la division verre-métal architecture, de Gagne. Cette petite verrière en structure métallique est désormais dédiée aux flux entre les différentes zones. Engagée en août 2010, la deuxième phase s’est terminée en février 2011. Il s’agissait alors d’aménager les nouveaux accès entre la salle Méditerranée du sous-sol et la plate-forme jaune. Ces travaux ont donné lieu à la création de la « faille », de 56 m de long sur 8 m de large, et à la passerelle piétonne en structure métallique, qui relie les deux niveaux. Enfin, depuis janvier 2011, la verrière de la halle B de 2 000 m² est en construction. Beaucoup plus grande que la halle A et à l’écart des flux, elle servira de zone de services, de commerces et d’attente. Ce dernier ouvrage sera achevé début 2012.

Restaurer la verrière existante

Ces travaux ont été l’occasion de restaurer la halle existante dont la géométrie et les matériaux n’avaient pas changé depuis 1927. Seule la couleur - de noir à vert - n’était pas d’origine. La réfection a donc consisté à remplacer un tiers de vitrages armés, à nettoyer l’ensemble de la verrière, à changer les anciens garde-corps du toit et à repeindre l’ossature métallique en blanc. Du fait de son inscription à l’Inventaire supplémentaire des monuments historiques, il était impossible de modifier sa structure. Le chantier, qui touchera à sa fin dans quelques mois, va aider l’organisme public à s’adapter à l’augmentation du trafic des voyageurs. Actuellement, 35 millions de passagers grandes lignes transitent chaque année par la gare de Lyon. Les nouveaux espaces et les nouvelles circulations vont permettre d’absorber les 10 millions de voyageurs supplémentaires prévus d’ici à 2020.

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PHOTO - 605082.BR.jpg - © SNCF-AREP / Photographe M. Vigneau
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PHOTO - 605079.BR.jpg - © SNCF-AREP / Photographe M. Vigneau
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PHOTO - 605081.BR.jpg - © SNCF-AREP / Photographe M. Vigneau
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PHOTO - 604910.BR.jpg - © D.BETRANCOURT/SNCF-AREP
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PHOTO - 604911.BR.jpg - © julie nicolas
Fiche technique

Maîtrise d’ouvrage : SNCF, Gares et Connexions. Maîtrise d’œuvre : Arep, Map3. Entreprises : Chantiers modernes BTP, Gagne Constructions métalliques, Ineo.

Grande verrière Préserver la finesse de la charpente métallique grâce à l’optimisation des éléments

La grande verrière, dont l’architecture est constituée d’arcs brisés, a été montée par trois personnes et un grutier en trois mois. Une prouesse technique qui s’explique par des études très détaillées et l’optimisation du montage. En l’occurrence, la SNCF, par l’intermédiaire de sa filiale Arep, imposait des profils métalliques fins, dont l’épaisseur varie finalement entre 160 et 200 mm, afin de démontrer la progression technique entre la verrière historique et les nouveaux ouvrages. Pour préserver cette finesse tout en réglant les problèmes de flambement - la structure a tendance à fléchir et à se déformer lorsqu’elle est soumise à un effort de compression - l’ossature initiale a été modifiée. La charpente intègre donc deux poteaux supplémentaires sur les deux sablières de 60 m de long. Ils reprennent les charges des fermes principales, elles-mêmes sous-tendues. Le maillage et les contreventements métalliques redescendent également l’ensemble des charges sur les poutres sablières. Au total, 115 nœuds ont été soudés sur cet édifice et les joints les plus sollicités ont été vérifiés par ultrasons à la demande du bureau de contrôle. Le montage préalable de l’ensemble de la charpente en atelier a permis de vérifier les accostages et de régler les contre-flèches. L’ordre des soudures a ainsi été pensé pour limiter les flèches parasites sur le chantier. Grâce à l’installation d’un système d’étaiement, le montage puis le réglage des éléments de charpente ont été réalisés au fur et à mesure sans attendre leurs soudures. Les vitrages feuilletés ont ensuite été hissés pour former les 2 500 m² de la toiture.

Les verrières en chiffres

Grande verrière

Poids des ossatures principales : 170 t
Longueur maximale d’un arc : 19,40 m

Petite verrière

Poids des ossatures principales : 45 t
Nombre de tirants : 120

Petite verrière Optimiser les renforts en temps réel

La construction de la halle A - 56 m de long sur 12 m de large - sur l’emplacement d’un ancien bâtiment a exigé d’adapter les appuis et la structure à l’existant. Ainsi, la démolition du vieil édifice a révélé que la dalle ne reprenait aucune surcharge, et encore moins les 500 kg/m² nécessaires pour la circulation du public, et que la façade historique de l’immeuble adjacent nécessitait aussi des renforts. Résultat : certains appuis de la halle prévus à l’origine aux extrémités des sablières ont été ramenés vers le centre, ce qui a imposé la consolidation des sablières elles-mêmes, ainsi que des arcs, arêtiers et tirants, pour corriger des problèmes de flambement. 40 % de la structure a donc été renforcée par rapport au projet initial. Certains tirants prévus à trois nœuds sont passés à cinq, afin de préserver le plus possible l’épure de la charpente métallique. Le maillage périphérique des tirants stabilise l’ensemble de la structure et sert à bloquer la flèche des poutres sablières. Les 588 vitrages feuilletés 6.8.2 de 1,62 x 1,23 m ont ensuite été mis en place. Ils sont fixés sur les chevrons grâce à un système de parcloses clipsées. Certains versants ont également été équipés de brise-soleil acoustiques en peuplier, une essence claire qui évite ainsi la casse thermique des vitrages.

Rampe Réaliser un ouvrage d’art dans un bâtiment ouvert au public

Inscrite dans « la faille », la rampe présente toutes les contraintes d’un chantier de petit ouvrage d’art inséré dans un bâtiment. D’où les difficultés pour creuser par sciage- croquage dans la dalle de béton épaisse de 80 cm. L’enceinte a donc été confinée pour protéger les voyageurs des poussières. L’assemblage de la passerelle a été tout aussi technique. « Côté conception, le principal enjeu était de préserver la finesse de l’ouvrage, tout en respectant le seuil de fréquence technique limité à 2,6 Hz », souligne Eric Lesueur, directeur du projet gare de Lyon pour Gagne. Montée à blanc en atelier, l’ossature en acier S 355 est constituée de deux poutres caissons de 50 cm de haut, 30,5 cm de large, des joues épaisses de seulement 8 mm et une semelle de 40 mm. Elles accueillent des poutres reconstituées soudées (PRS) pour former dix tronçons. Le joint le plus sollicité des poutres caissons a été soudé au fil fourré sans gaz (Innershield) puis vérifié par ultrasons. Enfin, la stabilité au feu de trente minutes est assurée par une peinture intumescente. L’ensemble a été terminé en deux mois, autorisant l’ouverture au public à la date prévue pour les vacances scolaires de février.

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