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L’acier et le bois mènent le jeu au stade de Nice

JULIE NICOLAS |  le 26/04/2013  |  Alpes-MaritimesAcierSecond œuvreBoisEurope

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Sommaire du dossier

  1. L’utilisation d’acier dans un marché public n’implique pas forcément une clause de révision de prix
  2. Des logements en structure acier
  3. Quai Ouest fait de l'œil aux rives de la Meurthe
  4. Myriade d’yeux dans un masque d’acier
  5. Une tuile, oui, mais en acier !
  6. Des boutiques éphémères nichées dans des galets métalliques
  7. Un éventail de solutions pour des viaducs urbains
  8. Rénovation et renforcement structurel du Grand Commun de Versailles
  9. Trois niveaux de parking en acier sur un centre commercial
  10. Les Inox duplex arrivent en construction
  11. Les bassins de piscine en Inox ont le vent en poupe
  12. Le château de Rentilly revêt une parure miroir
  13. Trois cubes de verre soutenus par l’Inox
  14. Une couverture d’acier se pose sur les halles de Paris
  15. Aciers à haute limite d’élasticité (HLE)
  16. 230 tonnes de métal mettent les voiles
  17. Une onde d’acier et de bois pour résister aux séismes
  18. Sous la montagne artificielle, le théâtre
  19. Un auditorium logé dans un nuage en cage
  20. Une gaine de métal enserrera la tour D2
  21. Une ville verticale érigée en 90 jours !
  22. Une enjambée de 150 mètres
  23. Le pont-virgule qui virevoltait…
  24. Un porte-à-faux à l’assaut du paysage
  25. Menuiseries acier : la finesse pour le Carreau du Temple
  26. Béton et acier de concert à la Philharmonie
  27. Canalisations en acier inoxydable pour la Fondation Louis-Vuitton
  28. L’acier et le bois mènent le jeu au stade de Nice
  29. Une maison verticale en verre et acier
  30. Circonvolutions d’acier en façade
  31. Réinventer formes et structures
  32. Robe végétale à crinoline de métal
  33. Dans la peau (Inox) du serpent
  34. Tornades gauches en déséquilibre
  35. Morphologie sous hautes contraintes
  36. Une sculpture habitée qui s’entortille
  37. Simplicité apparente, complexité cachée
  38. In/Out, le concours Culture Acier 2012 de ConstruirAcier a fermé ses portes
  39. Coque d’acier pour maison à énergie positive
  40. Une maison d’acier dans les arbres
  41. Ossature galva pour écailles de verre
  42. Briand : un siège social tout acier
  43. Acier et zinc sculptent une salle de concerts
  44. Un acier aux reflets d’ancien, bien pour l’archéologie
  45. Un glacis sculptural protecteur bardé d’acier Corten
  46. Déclinaison solaire d’une charpente métallique vitrée
  47. Une résille d’acier galvanisé pour assurer le confort
  48. Dentelle de verre et d’acier pour la surtoiture de la Tour Mozart
  49. Antartique : qui peut le plus peut le moins
  50. Sotteville-lès-Rouen : l’acier nature
  51. Studios du Lendit : priorité à l’acoustique
  52. Manteau de métal new-look
  53. Isolation thermique et étanchéité à l’air : des solutions performantes
  54. Une barrière parfaite à l’air
  55. Acoustique : une maîtrise déjà ancienne
  56. Sismique : la bonne tenue des panneaux sandwichs
  57. L’impression sérigraphique met l’acier en images
  58. Bernard Tschumi : « L’acier donne son sens au projet »
  59. Andre Kikoski Architect portes industrielles pour centre culturel
  60. Le Syndicat de la construction métallique de France prime sept projets d’étudiants
  61. Dioniso Lab Architectes panneaux d’acier inox pour immeuble d’habitation
  62. Match amical béton-acier
  63. 3 MATÉRIAU Acier : un gage de pérennité surtout pour les bassins
  64. Déclinaisons de brise-soleil
  65. Un siège social dans un ancien atelier de production
  66. Bureaux - Un ruban d'acier et béton pour une cité d'affaires
  67. Une boîte à musique polyédrique
  68. Orange : L’acier… beau comme l’antique
  69. Shanghai 2010 : flash-back sur la construction du Pavillon France
  70. Acier Inox recuit, brillant, gravé
  71. Réhabilitation d’une école en acier galvanisé
  72. Rouille et vieilles pierres
  73. Une façade corsetée de lames d’acier
  74. Jeu d’enveloppes en acier autopatinable
  75. Bouclier rutilant pour une caserne de pompiers
  76. Drapé d’acier dans le ciel de Manhattan
  77. Peau perforée pour le plus haut parking métallique d’Europe
  78. EDF joue la transparence architecturale
  79. L’acier au secours du viaduc de Garabit
  80. 2 400 t d’acier lancées à travers la vallée
  81. Deux rubans d’acier pour une passerelle
  82. Une passerelle acier en forme d’hélice torsadée
  83. Une passerelle aux allures de feuille de saule
  84. Ouvrage d'art en acier au TNP
  85. Un système constructif acier pour le collectif
  86. Une solution constructive complète à ossature acier pour petit collectif BBC
  87. Des bandes d'acier plates arment le béton et renouvellent le génie civil
  88. Nouveau matériau au sol : le parquet en acier
  89. Quand l'acier se fait mousser
  90. «Le métal séduit par sa richesse expressive»
  91. La construction métallique se grippe
  92. Les prix s’envolent, le BTP s’inquiète
  93. Les prix vont continuer à grimper
  94. Délais de paiement : l'accord dérogatoire "acier" enfin homologué
  95. Réparation des structures métalliques
  96. Structure acier : une réponse adaptée en zone parasismique
  97. L’Aquila : l’acier imperturbable
  98. Réhabilitation et cycle de vie : l’acier indéfiniment
  99. Thierry Van de Wyngaert :« L’acier donne son sens au projet »
  100. Des peaux « sur mesures »
  101. « Combiner durabilité et esthétique »
  102. La galvanisation moins énergivore
Charpente -

Optimiser la géométrie des éléments en bois et en acier de la charpente a été la première difficulté du chantier du stade de Nice. La prise en compte de la sismicité de la région est un deuxième point critique.

Afin d’accueillir les grandes compétitions internationales, la Ville de Nice a lancé un concours en décembre 2009 pour la construction d’un stade de 35 600 places, situé au cœur de la plaine du Var. Le programme, en partenariat public-privé (PPP), comprenait deux projets à réaliser en zone sismique : le stade et un ensemble immobilier d’accompagnement. Remporté par le groupement Wilmotte & Associés/Vinci, le contrat a été signé en février 2011 avec la société Nice Eco Stadium, filiale de Vinci Concessions, de la Caisse des dépôts et consignations et de Seief (South Europe Infrastructure Equity Finance).

Le stade, baptisé Allianz Arena, dont les lignes ondulantes évoquent un nid d’oiseau posé dans le paysage, se décompose en différentes strates : le socle en béton, qui abrite les parkings en sous-sol, le Musée national du sport sous le parvis et les gradins en élévation, une résille de bois qui forme l’intrados de la charpente, et les poutres tridimensionnelles en acier constituant l’extrados. L’ensemble est habillé d’une membrane transparente. Cette charpente mixte bois/métal travaille en compression sur le bois en intrados et en traction sur les aciers en extrados. Elle est formée par l’assemblage de 60 portiques, terminés par un porte-à-faux de 46 m de longueur qui culmine à plus de 35 m au-dessus du terrain. « La complexité géométrique a représenté la principale difficulté du chantier », souligne Eddy Magne, directeur général d’Arbonis, le secteur bois de Vinci Construction France. Les poutres en bois et les éléments métalliques des portiques, tous différents, ont été réalisés sur mesure en atelier.

Zone sismique

La résille en bois et ses portiques métalliques forment un ensemble géométrique monolithique qui repose sur le socle en béton, lui-même divisé par 14 joints de dilatation pour tenir compte de la sismicité de la région. Les portiques sont fixés en appui bas sur la poutre qui ceinture le stade, à 4,50 m du parvis. Ils reposent en haut des gradins sur des appuis néoprène de 12 cm d’épaisseur. Ces appuis peuvent absorber les dilatations différentielles jusqu’à 8 cm. « Ainsi, en cas de séisme, les oscillations différentes du béton et de la charpente seront absorbées par les joints de dilatation, afin de préserver la structure », indique Eddy Magne. La pose de la charpente a débuté le 9 octobre 2012. Sa fabrication aura nécessité 40 000 heures de travail en atelier, et 80 personnes sur le site pour la mise en œuvre au plus fort de l’activité. Autre élément clé du bâtiment : afin de tenir compte du soulèvement de la charpente sous l’effet du vent, la mise en place d’un système antisoulèvement est en cours de discussion. Le stade sera équipé de 8 000 m² de panneaux photovoltaïques installés sur la toiture, dont la production devrait compenser les consommations électriques. Par ailleurs, climatisation et chauffage seront assurés par la géothermie, ce qui devrait diviser par trois les ressources consommées pour ces postes. Débuté en août 2011, le chantier devrait se terminer le 31 août prochain.

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PHOTO - 718186.BR.jpg - © WILMOTTE & ASSOCIES SA
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PHOTO - 717722.BR.jpg - © FRANCIS VIGOUROUX/VINCI
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PHOTO - 717719.BR.jpg - © FRANCIS VIGOUROUX/VINCI
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PHOTO - 718185.BR.jpg - © Claude ROY/IMAGE DE COM
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PHOTO - 717721.BR.jpg - © FRANCIS VIGOUROUX/VINCI
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PHOTO - 717718.BR.jpg - © FARGEOT LC/ARBONIS
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PHOTO - 717715.BR.jpg - © FRANCIS VIGOUROUX/VINCI
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PHOTO - 717725.BR.jpg - © JULIE NICOLAS
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PHOTO - 717727.BR.jpg - © FARGEOT LC (ARBONIS)
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PHOTO - 717724.BR.jpg - © FRANCIS VIGOUROUX/VINCI
Vincent Rigoux, directeur du chantier charpente pour Vinci Construction France

Constituée de bois et de métal, la charpente forme l’une des difficultés majeures de cet ouvrage hors norme. Le bois a été choisi notamment pour son module d’élasticité adapté aux zones sismiques et sa légèreté. L’Allianz Riviera est le premier stade à développer une charpente bois d’une telle dimension. Pour réussir ce projet, nous avons géré à la fois et en simultané la conception, les études d’exécution, la fabrication, les méthodes et le levage.

Le stade de Nice en chiffres

35 600 places dans les gradins.
49 500 m 2 de couverture.
4 000 m 3 de bois brut.
6 000 pièces de lamellé-collé.
2 840 tonnes de charpente métallique.
8 000 m 2 de panneaux photovoltaïques installés sur la toiture.
40 000 heures de fabrication en atelier bois.
40 000 heures de montage charpente sur site.
25 mois de chantier.
Environ 25 000 heures de levage à réaliser en cinq mois.
46 mètres de porte-à-faux sur les tribunes.
Point culminant : 35 mètres au-dessus du niveau du terrain.

Fiche technique

Maître d’ouvrage : Nice Eco Stadium. Promoteur : Adim. Autorité concédante : Ville de Nice. Maître d’œuvre : Wilmotte & Associés. Designer industriel : Woytek Sepiol. Bureau d’études : Egis. Bureau d’études charpente : Dominique Calvi. Conception construction : Vinci Construction France, via ses filiales locales et Arbonis. Charpente : Fargeot lamellé-collé (bois) et SMB (métal). Bureau de contrôle : Bureau Veritas. Budget : 165,8 millions d’euros HT, dont 27 millions d’euros pour la charpente.

Montage - Des portiques en trois parties

Partie la plus impressionnante du chantier, les 60 portiques travaillent en porte-à-faux sur 46 m. Leur conception et leur mise en œuvre ont nécessité des études complexes. Chaque portique est divisé en trois parties, préassemblées au sol sur site. La première opération consiste à créer des croix en bois lamellé-collé à partir de poutres caissons traversées par des poutres monolithiques. Ces croix sont liaisonnées par des liernes métalliques pour réaliser les modules préassemblés. Ceux-ci sont ensuite livrés à pied d’œuvre par camion. La partie 1 (voir schéma page suivante), qui mesure 20 m de développé, se met en œuvre de façon à épouser les gradins en béton par l’extérieur. Fixée en pied sur la poutre caisson métallique qui ceinture l’édifice, grâce à quatre tiges de précontrainte capables de reprendre 60 tonnes chacune, cette partie est maintenue en place grâce à un outil temporaire, en attendant la mise en place de la partie 2. Long de 19 m, ce deuxième élément vient couronner la partie 1. Enfin, la partie 3, longue de 36 m, complète le portique et forme le porte-à-faux. Elle est mise en œuvre grâce à un outil à vérins qui permet de régler sa hauteur. Le jeu entre les brides non parallèles est ensuite réglé grâce à des cales biaises. La structure est conçue pour que les extrados métalliques travaillent en traction et les intrados bois en compression. « Les efforts sont transmis d’une nappe à l’autre via des bracons métalliques qui forment des pyramides », précise Eddy Magne, directeur général d’Arbonis.

Dans les zones nord et sud du stade, deux préaux sont réalisés grâce à des « jupes » : l’extrados métallique s’écarte de la structure au lieu de s’en approcher, comme une jupe qui se soulève. Ces points singuliers de la géométrie ont été réalisés grâce à un étaiement provisoire et à un outil spécifique, en attendant la mise en place d’une poutre de 70 m de longueur environ, qui relie les extrados des portiques dans ces zones et s’appuie à ses extrémités sur la poutre périphérique qui ceinture le stade. Celle-ci ne soutient que la résille bois dans ces zones.

Résille de bois - De la conception à l’industrialisation du bois

La charpente imaginée par l’architecte se caractérise par ses grandes vagues courbes qui ondulent. « La principale difficulté était de traduire cet ensemble complexe en formes répétitives et industrialisables », explique Vincent Rigoux, directeur du projet pour Vinci Construction France. Afin d’optimiser les géométries, seize maquettes numériques en 3 D ont été réalisées. Dans le modèle final, trois grandes zones ont été identifiées : celles des grandes tribunes, des petites tribunes et des virages. Pour chaque zone, la redondance a été trouvée grâce à l’utilisation de poutres en bois lamellé-collé. Première originalité, elles sont mises en œuvre à plat et non verticalement, comme à l’habitude. Deuxième particularité, elles se décomposent en poutres pleines et poutres caissons, de façon à ce que les premières traversent les secondes, ce qui affine la charpente. Les croix ainsi formées sont maintenues ensemble par des nœuds métalliques de deux types : les nœuds « papillons », qui se trouvent dans le plan de la résille bois et sur lesquels les efforts sont concentrés ; et les nœuds « oreilles de lapin », qui relient les éléments bois aux pyramides métalliques, dont les efforts sont plus diffus. « Les croix de bois sont maintenues par des liernes, des poutres métalliques qui supportent également les charges des pyramides, dont la hauteur varie pour former les ondulations dessinées par l’architecte », précise Christophe Eglin, dessinateur-projeteur de l’entreprise Fargeot. Si la plupart des croix sont préassemblées au sol, les croix intermédiaires sont fixées ensuite pour relier deux portiques entre eux. Par ailleurs, huit travées de croix de réglage sont mises en place sur la totalité de l’ouvrage, afin d’affiner la résille bois en compensant les jeux.

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