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Support à la construction pour la conservation de façade

Budapest

Dans le cadre d'un projet de réaménagement du Bem Center à Budapest, en Hongrie, STEELEXPERT Ltd. a été chargé de concevoir une solution temporaire de conservation de façade. L'objectif était de préserver la façade du bâtiment pendant que la structure interne est reconstruite pour répondre au nouveau concept. IDEA StatiCa a été utilisé pour concevoir les assemblages d'une structure acier modulaire, légère mais robuste, capable de résister aux vents et de s'intégrer dans l'infrastructure dense du centre-ville.

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À propos du projet

Le Bem Center, surplombant la place Bem au bord du Danube, date du XIXe siècle et constitue l'un des monuments les plus importants de Budapest. La partie principale du bâtiment, la caserne Radetzky, a été le théâtre d'une manifestation clé de la révolution hongroise de 1956, devenant ainsi un symbole et une partie intégrante de la mémoire de la ville.

Après plusieurs décennies de délabrement, le bâtiment vétuste a finalement été programmé pour une réhabilitation dans le cadre du Bem Project, qui vise à créer un nouvel ensemble immobilier à partir de l'ancienne caserne et du bloc de bâtiments adjacent. Toutes les parties doivent être reliées en une unité moderne adaptée au XXIe siècle tout en rendant hommage à l'histoire. À partir de 2023, le complexe abritera un hôtel et un immeuble de bureaux, et son passage partiellement ouvert accueillera des commerces et des cafés. La restauration de la place Bem elle-même fait également partie du projet, afin que le lieu puisse à nouveau devenir un espace social animé, tant pour les habitants que pour les touristes visitant Budapest.

Défis d'ingénierie

Étant donné la valeur historique et architecturale du Bem Center, la préservation de la façade historicisante et de ses ornements constituait la priorité du projet. L'intérieur du bâtiment, en revanche, était en piteux état et destiné à la démolition ; une solution temporaire pour maintenir la façade en place était donc nécessaire. Cela a présenté un certain nombre de défis importants.

Avant tout, la structure devait soutenir la façade pendant que le reste du bâtiment était démoli, tout en offrant une protection fiable contre les séismes et les vents violents survenant sur le site. Cependant, il n'était pas possible d'étayer la structure devant le bâtiment en raison de la densité du réseau souterrain de services publics tels que les canalisations d'eaux usées, l'eau, le gaz, l'électricité (y compris l'alimentation haute tension), les télécommunications et le câblage des feux de circulation. Il n'y avait pas assez d'espace, même pour un étai extérieur fin, ce qui a nécessité la conception d'une solution technique spéciale.

Outre les exigences et contraintes évoquées ci-dessus, des fouilles archéologiques étaient prévues dans la zone à cette occasion. La structure porteuse devait donc permettre un contreventement latéral supplémentaire pour compenser les couches de sol retirées.

Solutions et résultats

Comme indiqué, il n'était pas possible d'utiliser un ancrage souterrain de la structure métallique devant le bâtiment. Pour obtenir la rigidité requise, STEELEXPERT a décidé d'utiliser une ossature en treillis orthogonale (verticale et horizontale). La difficulté consistait à soutenir l'ensemble de la structure depuis l'intérieur du bâtiment ; à cet effet, des poteaux verticaux ont été mis en place dans le sol derrière le mur et reliés à la structure avant par des contreventements en V passant à travers les fenêtres de la façade.

Le système structurel orthogonal - treillis verticaux et horizontaux, directement reliés au mur en maçonnerie - peut garantir la stabilité et l'intégrité de l'ancien mur en maçonnerie jusqu'à une vitesse de vent de 40 km/h. Cependant, la phase de construction du projet était prévue pour durer jusqu'à un an et demi, une période suffisamment longue pour qu'une tempête de vent majeure ou une activité sismique se produise, si bien que des mesures supplémentaires étaient nécessaires pour préserver l'intégrité structurelle du mur dans des conditions plus extrêmes. Pour y parvenir, STEELEXPERT a mis en place trois poutres pour répartir les efforts entre l'ossature verticale, ainsi que cinq longs étais diagonaux à l'arrière de la façade, ancrés à des fondations sur pieux.

La structure métallique complète soutenant la façade pesait 110 tonnes et comportait environ 20 types d'assemblages différents. STEELEXPERT les a conçus à l'aide d'IDEA StatiCa. Les assemblages les plus complexes étaient ceux entre les poutres horizontales et les étais diagonaux, ainsi que ceux entre les poutres et le contreventement en V reliant les poutres à l'ossature en treillis à l'avant. Avec de nombreux angles et excentricités différents, ces assemblages auraient été extrêmement difficiles à réaliser manuellement.

Certains assemblages présentaient une géométrie si complexe que sans IDEA StatiCa, les calculs corrects et surtout les optimisations n'auraient tout simplement pas été possibles.

Csaba Bán

Ingénieur structure senior, PDG & Propriétaire – STEELXPERT Ltd.

Hongrie

À certaines étapes des travaux de construction, certains étais devaient être retirés pour laisser place aux excavateurs et à des travaux souterrains importants. Cette répartition temporaire et inégale des efforts devait être intégrée aux calculs. IDEA StatiCa a aidé STEELEXPERT à garantir que la construction reste optimalement rigide et puisse résister également à ces phases.

Après de nombreuses années de calculs manuels, nous disposons enfin d'un outil logiciel qui nous aide vraiment à surmonter les défis auxquels nous sommes confrontés.

Csaba Bán

Ingénieur structure senior, PDG & Propriétaire – STEELXPERT Ltd.

Hongrie

IDEA StatiCa propose une large sélection de modèles, ce qui a évité aux ingénieurs de STEELEXPERT de devoir concevoir les assemblages à partir de zéro. La présentation ultérieure de la géométrie et la vérification finale ont également été facilitées grâce au générateur de rapports d'IDEA StatiCa.

La collaboration avec les autres équipes s'est déroulée sans accroc grâce au visualiseur en ligne d'IDEA StatiCa. Le dessinateur en charpente métallique pouvait obtenir une conception complète réalisée par STEELEXPERT et la visualiser facilement en 3D, avec possibilité de rotation incluant tous les détails, dans cet outil en ligne pratique.

Dans l'ensemble, les avantages d'IDEA StatiCa ont permis d'accélérer considérablement l'avancement du projet. L'ensemble de la phase de conception métallique a duré deux à trois mois, et les ingénieurs de STEELEXPERT s'accordent à dire que concevoir tous les assemblages à partir de zéro et effectuer tous les calculs manuellement aurait engendré 1,5 mois de travail supplémentaire. En d'autres termes, la durée totale du projet aurait doublé. Ils soulignent également que le calcul correct de certains assemblages complexes n'aurait tout simplement pas été possible, ce qui les aurait obligés à opter pour une solution sous-optimale. IDEA StatiCa a permis de résoudre tous ces défis sans compromis.

IDEA StatiCa est un excellent outil qui nous a beaucoup aidés. Sans ce logiciel et une bonne maîtrise de celui-ci, il est impossible d'être compétitif sur ce marché.

Csaba Bán

Ingénieur structure senior, PDG & Propriétaire – STEELXPERT Ltd.

Hongrie