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Un couvent en lévitation à 15 mètres du sol

Anne-Elisabeth Bertucci |  le 20/02/2015  |  TechniqueBâtimentIlle-et-VilaineCulteGros œuvre

Reprise en sous-œuvre -

A Rennes, un centre de congrès viendra se loger autour et sous le couvent des Jacobins. Pour l’instant, des murs de soutènement ceinturent l’excavation, et une forêt de pieux supporte l’édifice religieux.

Les travaux d’excavation du couvent des Jacobins à Rennes (Ille-et-Vilaine) touchent à leur fin. L’édifice se retrouve perché à plus de 15 mètres. La forêt de pieux et de micropieux, qui soutient cet ensemble du XIVe siècle, apparaît totalement à découvert après six mois de terrassement. Un trou de 80 x 100 m, profond de 16 m, est prêt à accueillir le centre de congrès imaginé par l’architecte Jean Guervilly : un auditorium de 1 000 places en R - 2 (à l’ouest) et un parking de 600 places (au nord). Avant d’en arriver là, les équipes de Sogea Bretagne BTP (Vinci) et du groupement d’entreprises ont dû conjuguer de nombreuses techniques de terrassement et de reprise en sous-œuvre.

La réalisation des murs de soutènement au droit des bâtiments existants et des voies de circulation a débuté au printemps 2014. Berlinoise, clouée, moulée, à tirants, butons ou à bracons… Le site offre un véritable showroom de la paroi de béton, comme le souligne Michèle Le Loir, chef de projet pour Rennes Métropole.
« Au cœur de la ville historique, nous sommes en zone de fortes contraintes, en limite de propriété tout autour, et le chantier du métro passe sous l’ouvrage », décrit Sylvain Bonaldi, directeur de projet Sogea Bretagne BTP. Au niveau de l’aile nord, grâce à un accès facilité, une paroi de béton projeté, armée de treillis et clouée, a été réalisée à l’aplomb d’une école et d’une résidence universitaire. A l’ouest, les parois moulées classiques à cage d’armature ont été coulées avant le terrassement et stabilisées par des tirants extérieurs (en zone accessible) et des bracons (en zone privée). Autre solution retenue : la paroi berlinoise composée de profilés métalliques avec un parement béton (et bois pour l’aile est), qui autorise une mise en œuvre rapide.La plupart des projets en lice prévoyaient la construction d’un auditorium enterré côté ouest, impliquant ces opérations de terrassement. La proposition de Jean Guervilly est allée plus loin : « Construire sous le couvent tout en libérant les espaces des planchers existants, ça, c’était une surprise », se souvient Michèle Le Loir. De ce parti pris, découlent les systèmes de reprise en sous-œuvre déployés. A commencer par le forage de pieux et de micropieux, respectivement en périphérie et sous le bâti, afin de préparer la reprise de charges progressive par la structure définitive au fil des excavations.
Avant de démolir les planchers, toutes les ouvertures ont été dégagées et étrésillonnées, afin de renforcer le contreventement et éviter les déformations. Puis les murs périphériques ont été renforcés par injection d’un coulis de béton sur 1 mètre de hauteur et soutenus par des tabourets. Les poutres principales et les poutres secondaires, appuis de la structure neuve, ont été ensuite coulées. Tout comme les massifs provisoires, qui reçoivent les pieux et micropieux. Les poteaux structurels sont coulés par passes successives du haut vers le bas. Ils trouvent leur emplacement définitif à l’intersection des poutres maîtresse et secondaire. Les reprises d’armatures sont assurées par coupleurs, le béton est injecté dans des coffrages spécifiques.

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Transfert de charges - Un carcan pour les arches du cloître

Dans le cloître, les murs sont constitués d’arches et de pilastres. La réalisation des poutres secondaires, sous les arches, a été envisagée en une seule opération de ferraillage et de bétonnage. Cet objectif impliquait la conception d’un système capable de reprendre l’intégralité de la descente des charges de la façade. La solution retenue prévoit la conception d’un chevalement par la mise en place de carcans métalliques ceinturant les reins des arches et reposant sur des poutres treillis métalliques qui reprennent les charges, à savoir 75 tonnes par pilier. Ces poutres treillis sont disposées de part et d’autre des arcades du cloître. Les piliers sont maintenus à leur base par une structure métallique suspendue aux carcans, les lanternes. Afin d’éviter tout désordre sur la maçonnerie, cet ensemble est ensuite vériné, ce qui permet de bloquer la charge. Puis, les soubassements ont pu être déconstruits avant de réaliser les nouvelles poutres.

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Auscultation - Instrumentation de haute précision

Etant donné le caractère patrimonial du site et la forte densité alentour, les édifices du couvent et les bâtiments avoisinants ont été instrumentés, afin de mesurer les mouvements consécutifs aux travaux. Trois systèmes Cyclops de topographie automatique, avec théodolites robotisés, ont été installés dans des lieux stratégiques : l’un à l’ouest, un autre au nord et le dernier dans le cloître. Ils captent les déplacements (verticaux, horizontaux, latéraux) sur une centaine de cibles disséminées sur les bâtiments, sur les parois de soutènement et chez les riverains les plus proches. Les mouvements vibratoires sont également surveillés par cette instrumentation de haute précision. Les données, réactualisées toutes les vingt minutes environ, sont suivies par un géotechnicien de la société Soldata (filiale de Soletanche). Cet opérateur vérifie que les valeurs relevées se situent en deçà des seuils admissibles.

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Sous-oeuvre - Une forêt de pieux et de micropieux

La reprise en sous-œuvre du couvent a nécessité la mise en place d’un système de 18 pieux de 508 mm de diamètre en périphérie du bâtiment et de 142 micropieux sous l’ouvrage, car mieux adaptés au travail sous hauteur réduite et espace exigu. Ces derniers, de diamètre variable - 101, 139, 150 mm - sont disposés par groupes de 3 à 11. Dans la zone dite « interdite », à savoir le couloir de circulation de la ligne A du métro, le nombre de micropieux a été renforcé par groupe, car la zone de frottement avec la terre qui maintient le tube se trouve réduite à 2 m au lieu de 5 m. La mise en place des pieux et micropieux se fait par forage. Les tubes métalliques des micropieux sont manchonnés et injectés au coulis de ciment. Autre opération délicate, l’étrésillonnement des micropieux, dont les mises au point se sont faites par itération entre les différents bureaux d’études du projet (structures béton, charpente métallique, Soletanche-Bachy). La note de calcul identifie des hauteurs maximales d’excavation pour chaque phase d’étrésillonnement. Cette opération garantit la tenue des groupes de micropieux au fur et à mesure des terrassements, en évitant le flambement des tubes et en reprenant les éventuels défauts de verticalité. Dès que les micropieux sont mis à nu sur une hauteur d’environ 2 m, un contrôle systématique des entraxes et des aplombs est réalisé avant le démarrage des étrésillonnements. Ceux-ci se réalisent par la mise en place de colliers métalliques (3 diamètres possibles), sur lesquels sont soudées des cornières d’un profil unique (60 x 40 x 6 mm). En fin de terrassement, les micropieux et les pieux, ainsi que les casques de béton, seront déposés.

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Fiche technique

Maîtrise d’ouvrage : Rennes Métropole. Maîtrise d’œuvre: Jean Guervilly (architecte mandataire), Alain-Charles Perrot et Florent Richard (architectes en chef des Monuments historiques), Françoise Mauffret et David Cras (architectes associés). Entreprises: Sogea Bretagne BTP, Degaine, Soletanche Bachy, Botte Fondations, Cegelec et Cofely Ineo.

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