Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
La réhabilitation est un exercice spécifique où architectes, ingénieurs et entrepreneurs donnent le meilleur d’eux-mêmes en résolvant des problématiques complexes, souvent absentes dans les constructions neuves. De par sa précision, sa résistance et sa flexibilité, l’acier leur apporte une réelle valeur ajoutée. Usines transformées en musées, logements aménagés en hôtels, gazomètres réinventés en logements…, les performances de l’acier autorisent une grande variété de réhabilitations de très grande qualité.
Cet article en deux parties fait un état de l’art sur la réhabilitation avec l’acier, il donne des solutions techniques pour consolider et renforcer (celui-ci) et pour agrandir, surélever ou requalifier (C2352) les constructions de tous les types et de toutes les époques.
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Pierre ENGEL : Ingénieur, Master of Sciences, Doctor in Philosophy - Professeur des Écoles Nationales Supérieures d’Architecture
INTRODUCTION
La réhabilitation représente une part significative de l’activité de la construction. Elle consiste à mettre en œuvre des modifications profondes à l’intérieur, en dessous, au-dessus ou contre un bâti existant .
Remodelage de façades ou restructurations profondes de planchers ou de structures, l’acier est très souvent omniprésent dans toutes ces opérations.
Les tendances de la transformation et les changements d’usage des bâtiments se sont accélérés ces dernières années ; il n’est désormais plus rare qu’une construction soit réhabilitée deux fois dans un laps de temps d’une quinzaine d’années pour répondre à de nouveaux besoins. Avec le vieillissement du parc immobilier des années 1950-1980, les activités de construction sont de plus en plus concernées par la transformation des bâtiments.
L’acier s’adresse à une large gamme de travaux. Il joue un rôle prépondérant dans la sécurité mais aussi dans la réparation, le renforcement et la mise en œuvre de solutions sèches… Ce matériau est également particulièrement efficace pour exécuter les étapes transitoires.
De nombreuses techniques faisant appel à l’acier existent pour renforcer des ouvrages construits en pierre, en fonte, en fer, en bois, en maçonnerie ou en béton. La construction métallique offre avantageusement la préfabrication, la précision, la rapidité, la facilité de montage et une capacité portante immédiate avec d’excellents ratios poids/résistance et résistance/encombrement.
Pour qu’elles soient durables, les réhabilitations futures des constructions devraient faire partie des problématiques conceptuelles et privilégier des modes structuraux adaptables. Une grande partie des bâtiments récents n’est pas conçue pour s’accommoder des évolutions prévisibles comme la ventilation, l’isolation, les réseaux ou simplement pour rendre possible la modification à volonté des cloisonnements…
Les bâtiments à réhabiliter sont de nature courantes ou historiques ; l’acier est un excellent matériau pour la plupart de ces travaux car il peut être discret et parce qu’il minimise l’impact des réparations.
Tout en donnant une méthodologie générale pour le renforcement ou la consolidation de bâtiments existants, le présent article s’appuie sur de nombreux exemples qui viennent illustrer certaines des solutions utilisables.
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MOTS-CLÉS
réhabilitation Bâtiment, et autres ouvrages acier renforcement consolidation usinage modélisation 3D
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Conclusion7. Suspendre et consolider avec des barres en traction
Au Moyen Âge, les tirants de fer étaient utilisés pour contrer les poussées des voûtes et maintenir les maçonneries. Le premier confortement d’ampleur remonte à 1499 pour la cathédrale d’Amiens qui menaçait de s’effondrer. Un siècle après sa construction, on appliqua au niveau du triforium de l’édifice une ceinture de tirants en fer de 300 m linéaire qui cercle encore la nef et le transept et assure la stabilité de l’édifice.
Le succès d’une réhabilitation dépend de l’architecte, mais aussi de l’ingéniosité des solutions proposées par l’ingénieur. Un parti architectural audacieux pour garder l’esprit des lieux n’est pas suffisant si l’inventivité structurelle n’est pas au rendez-vous. De par leur caractère patrimonial, les bâtiments anciens ont souvent besoin d’être renforcés discrètement. Ces opérations de reprises comprennent souvent des tirants métalliques qui y contribuent efficacement, ils résistent remarquablement bien aux efforts de traction tout en étant peu visibles.
Contrairement aux câbles qui ont une réponse non-linéaire, les tirants en acier se déforment proportionnellement à la charge et utilisent la section à pleine capacité, sans réduction de résistance et ce, quelle que soit la longueur de la barre. L’utilisation d’un acier à très haute limite d’élasticité réduit d’autant la section des barres. Enfin, mis en compression, les éléments structuraux ont une résistance réduite qui dépend de leur élancement.
Les exemples comme la réhabilitation du Pavillon de l’Arsenal à Paris (figure 52), par Reichen et Robert, sont nombreux. Pour ce projet de mezzanines, le sol a été libéré des poteaux en suspendant la nouvelle structure à la charpente de fer d’origine.
Pour soulager les voûtes et les colonnes gothiques du Collège des Bernardins à Paris, réhabilité par J-M Wilmotte et H. Baptiste, les ingénieurs ont suspendu les planchers à une poutre de 14 m de portée (figures 20 et 52).
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Ouvrage collectif - Créer dans le créé : L’Architecture contemporaine dans les bâtiments anciens. - Electa / Le Moniteur, Milan-Paris (1986).
-
(2) - ENGEL (P.) - Guide de la réhabilitation avec l’acier : À l’usage des architectes et des ingénieurs. - Construir’Acier, ISBN 978-2-7258-0017-2, Paris (2012).
-
(3) - ENGEL (P.) - Guide de la réhabilitation des enveloppes et des planchers. - Éditions Eyrolles, ISBN 978-2-212-14001-9, Paris (2014).
-
(4) - ENGEL (P.) - Manuel de mise en œuvre des planchers collaborants. - PAB, Paris (1990).
-
(5) - ENGEL (P.), BITAR (D.) - Planchers Mixtes : Guide de conception et de calcul des planchers mixtes. - BCS / CTICM (livre de 250 pages), Paris (2009).
-
(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Site d'Arcelor-Mittal
-
Constructalia, portail de l'acier pour la construction développé par Arcelor
-
ConstruirAcier, site promotionnel de l'acier
Eurocode 1 ENV 1992-1-1 - Mars 2003 - Actions sur les structures – Partie 1-1 : Actions générales – Poids volumiques, poids propres et charges d’exploitation pour les bâtiments.
Eurocode 3 ENV 1993-1-1 - Octobre 2005 - Calcul des structures en acier – Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments.
Eurocode 3 ENV 1993-1-3 - Décembre 1999 - Calcul des structures en acier. Partie 1-3 : Règles générales – Règles supplémentaires pour les profilés et plaques à parois minces formés à froid.
Eurocode 4 ENV 1994-1-1 - Septembre 1994 - Construction mixte acier/béton – Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments.
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