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Du 04/02 au 21/06/2013 Mémoire de Projet de Mémoire de Projet de Fin d’Etude Fi

Du 04/02 au 21/06/2013 Mémoire de Projet de Mémoire de Projet de Fin d’Etude Fin d’Etude Outils de pose de tablier – Analyse Outils de pose de tablier – Analyse comparative comparative Adrien KREMPP – Spécialité Génie Civil – Option CO Elève ingénieur de 5eme année Brice Le Treut – Freyssinet – Tuteur Entreprise Responsable de la division Méthodes Eric Chardigny – Labinfra – Tuteur INSA Ingénieur Mémoire de PFE Outils de pose de tablier – Analyse comparative Page 2 sur 77 Remerciements Le projet de fin d’étude représente l’accomplissement de mon apprentissage du métier d’ingénieur ainsi que la première étape de ma vie professionnelle. Avant de rentrer dans le développement de ce travail, j’aimerais tout d’abord adresser mes remerciements aux personnes qui m’ont accompagné durant ces 5 mois de stage. Tout d’abord merci à Monsieur Brice Le Treut, chef de la division Méthode au sein du Département Technique de Freyssinet, pour m’avoir accueilli dans son équipe. Il a pris le temps de répondre à mes questions d’ordres techniques et humaines et a su m’aiguiller pour fixer un cadre à mon étude et en déterminer les objectifs. Je remercie aussi tous les ingénieurs de la division Méthode, Messieurs Boris Cousin, Guillaume de Wiljes, Andrea Grandi, Thomas Maniez, Donatien Piffard et Giulio Maria Scotto pour leur gentillesse et leur aide durant ce stage. Ils m’ont permis de m’intégrer facilement à leur équipe et de vite m’y sentir à l’aise. Grâce à leur expérience, j’ai pu comprendre plus précisément les détails techniques qui caractérisent les différentes méthodes de pose de tablier. Je tiens à remercier également Madame Magali Tripot, responsable du Développement des Ressources Humaines, qui a sélectionné ma candidature et m’a accueilli en entretien. Elle a également suivi mon intégration ainsi que l’avancement de mon projet et était toujours à l’écoute pour répondre à mes questions d’ordre administratif. Enfin j’adresse toute ma gratitude à Monsieur Eric Chardigny, mon tuteur INSA, pour son aide, son écoute et ses conseils lors des différents suivis. J’associe à ces remerciements tous les professeurs et intervenants professionnels de l’équipe pédagogique de l’INSA Strasbourg qui ont pris part à ma formation lors de ces 3 années passées en spécialité Génie Civil. Mémoire de PFE Outils de pose de tablier – Analyse comparative Page 3 sur 77 Sommaire Remerciements .............................................................................................................................................................2 Sommaire .......................................................................................................................................................................3 Table des illustrations .................................................................................................................................................6 Lexique Anglais – Français .........................................................................................................................................8 Introduction ................................................................................................................................................................ 11 1. Le groupe Soletanche Freyssinet .................................................................................................................. 12 1.1. Histoire & Organisation ........................................................................................................................ 12 1.1.1. Historique ........................................................................................................................................ 12 1.1.1.1. Eugène Freyssinet ................................................................................................................. 12 1.1.1.2. De la STUP au groupe FREYSSINET ................................................................................ 13 1.1.2. Organisation et position sur le marché international ........................................................... 13 1.2. Les Chiffres-clés ...................................................................................................................................... 14 1.2.1. Par entreprise ................................................................................................................................. 14 1.2.2. Par zone géographique ................................................................................................................. 14 1.3. L’Entreprise Freyssinet .......................................................................................................................... 15 1.3.1. L’organisation de l’Entreprise ..................................................................................................... 15 1.3.2. Les Directions et les Services connexes du siège .................................................................. 16 1.4. Le Département Technique de Freyssinet ........................................................................................ 16 1.4.1. Présentation .................................................................................................................................... 16 1.4.2. La complémentarité des savoir-faire par un large panel de Divisions ............................... 16 1.4.2.1. La division Méthodes de construction ............................................................................. 17 1.4.2.2. La division Structures béton et Réparation .................................................................... 17 1.4.2.3. La division Structures câblées ............................................................................................ 17 1.4.2.4. La division Produits .............................................................................................................. 17 1.4.2.5. Le Bureau d’Etudes............................................................................................................... 17 1.4.2.6. La division d’Essais ................................................................................................................ 17 1.4.2.7. Le pôle Scientifique .............................................................................................................. 18 2. Les types de ponts selon leur méthodes constructives .......................................................................... 19 2.1. Les ponts construits par encorbellements successifs ..................................................................... 19 2.1.1. Principe ............................................................................................................................................. 19 2.1.2. Domaines d’emploi et méthodes de construction ................................................................ 19 2.2. Les ponts construits travée par travée .............................................................................................. 20 2.2.1. Principe ............................................................................................................................................. 20 2.2.2. Domaines d’emploi ........................................................................................................................ 21 2.3. Ponts à poutres ....................................................................................................................................... 21 2.3.1. Principe et domaine d’emploi ..................................................................................................... 21 2.3.2. Les méthodes de pose .................................................................................................................. 22 2.4. Ponts poussés/lancés .............................................................................................................................. 22 2.4.1. Principe ............................................................................................................................................. 22 2.4.2. Domaines d’emploi et procédés de poussage ........................................................................ 23 3. Les outils de pose de tabliers ........................................................................................................................ 24 3.1. Les équipages mobiles (Form traveler) .............................................................................................. 25 3.1.1. Présentation .................................................................................................................................... 25 3.1.2. Domaines d’application ................................................................................................................ 26 3.1.3. Avantages et inconvénients ......................................................................................................... 27 3.1.4. Cycles de construction – Main d’œuvre .................................................................................. 27 3.1.5. Ratios de construction ................................................................................................................. 28 3.2. Les cintres autolanceurs (Movable Scaffolding System’s) .............................................................. 29 3.2.1. Présentation .................................................................................................................................... 29 3.2.2. Domaines d’application ................................................................................................................ 30 Mémoire de PFE Outils de pose de tablier – Analyse comparative Page 4 sur 77 3.2.3. Avantages et inconvénients ......................................................................................................... 30 3.2.4. Cycles de construction ................................................................................................................. 31 3.3. Les poutres de lancement (Launching Gantry) ................................................................................ 32 3.3.1. Ponts construits par encorbellements successifs ................................................................... 32 3.3.1.1. Présentation ........................................................................................................................... 32 3.3.1.2. Domaines d’application ....................................................................................................... 33 3.3.1.3. Avantages et inconvénients ................................................................................................ 33 3.3.1.4. Cycles de construction ....................................................................................................... 34 3.3.1.5. Ratio de construction .......................................................................................................... 35 3.3.2. Ponts construits par travée par travée ..................................................................................... 35 3.3.2.1. Présentation ........................................................................................................................... 35 3.3.2.2. Domaines d’application ....................................................................................................... 36 3.3.2.3. Avantages et inconvénients ................................................................................................ 37 3.3.2.4. Cycles de construction ....................................................................................................... 37 3.3.2.5. Ratios de construction ........................................................................................................ 38 3.4. Les chèvres de levage (Lifting Frame) ................................................................................................ 38 3.4.1. Présentation .................................................................................................................................... 38 3.4.2. Domaines d’application ................................................................................................................ 39 3.4.3. Avantages et inconvénients ......................................................................................................... 39 3.4.4. Cycles de construction ................................................................................................................. 40 3.4.5. Ratios de construction ................................................................................................................. 40 3.5. Les ouvrages construits par travée entières (Full span) ................................................................ 41 3.5.1. Présentation .................................................................................................................................... 41 3.5.2. Domaines d’application ................................................................................................................ 42 3.5.3. Avantages et inconvénients ......................................................................................................... 42 3.5.4. Cycles de construction ................................................................................................................. 42 3.5.5. Ratios de construction ................................................................................................................. 43 3.6. Les lanceurs de poutres (Beam Launcher) ....................................................................................... 43 3.6.1. Présentation .................................................................................................................................... 43 3.6.2. Domaines d’application ................................................................................................................ 44 3.6.3. Avantages et inconvénients ......................................................................................................... 44 3.6.4. Cycles de construction ................................................................................................................. 44 3.7. Les outils nécessaire aux ponts poussés (Incremental Launching Method) .............................. 45 3.7.1. Présentation .................................................................................................................................... 45 3.7.1.1. Dispositifs de glissement ..................................................................................................... 45 3.7.1.2. Dispositifs de poussage ....................................................................................................... 46 3.7.1.3. Dispositifs supplémentaire particuliers au poussage .................................................... 48 3.7.2. Domaines d’application ................................................................................................................ 49 3.7.3. Avantages et inconvénients ......................................................................................................... 49 3.7.4. Cycles de construction ................................................................................................................. 50 3.7.5. Ratios de construction ................................................................................................................. 50 3.8. Aire de préfabrication (Precast Yard) ................................................................................................ 50 3.8.1. Préfabrication de voussoirs ......................................................................................................... 50 3.8.2. Préfabrication de tabliers poussés ............................................................................................. 51 4. Analyse et synthèse des données ................................................................................................................. 52 4.1. Ratios de construction comparés ....................................................................................................... 52 4.2. Diagramme portée / nombre de travée ............................................................................................ 53 4.2.1. Domaine de portée ....................................................................................................................... 53 4.2.2. Domaines de nombre de travée ................................................................................................ 54 4.2.3. Diagramme de synthèse ............................................................................................................... 55 4.3. Autre critères à prendre en compte .................................................................................................. 58 5. Prédimensionnement des chèvres de levage ............................................................................................. 59 Mémoire de PFE Outils de pose de tablier – Analyse comparative Page 5 sur 77 5.1. Rappel des chèvres de levages ............................................................................................................. 59 5.2. Principe de fonctionnement de la structure ..................................................................................... 59 5.3. Dimensionnement ................................................................................................................................... 61 5.3.1. Hypothèses ...................................................................................................................................... 61 5.3.1.1. Matériaux ................................................................................................................................ 61 5.3.1.2. Dimensions ............................................................................................................................. 61 5.3.1.3. Chargement ........................................................................................................................... 64 5.3.2. Détermination des sections ........................................................................................................ 66 5.3.2.1. Palonnier ................................................................................................................................. 66 5.3.2.2. Jack Supporting Beam (JSB) ................................................................................................ 66 5.3.2.3. Structure principale de la chèvre ...................................................................................... 67 5.3.2.4. Contreventement de la chèvre ......................................................................................... 68 5.3.3. Vérification au flambement .......................................................................................................... 69 5.4. Bilan ............................................................................................................................................................ 71 5.4.1. Analyse des résultats obtenus .................................................................................................... 71 5.4.2. Améliorations possibles du programme ................................................................................... 72 6. Bilan du PFE ....................................................................................................................................................... 73 Conclusion .................................................................................................................................................................. 74 Bibliographie ............................................................................................................................................................... 75 Résumé et mots clés ................................................................................................................................................ 77 Mémoire de PFE Outils de pose de tablier – Analyse comparative Page 6 sur 77 Table des illustrations FIGURE 1-1 : EUGENE FREYSSINET (1879 – 1962) .................................................................................................................................................................... 12 FIGURE 1-2 : REPARTITION DU CHIFFRE D'AFFAIRE PAR SECTEUR GEOGRAPHIQUE (SOLETANCHE FREYSSINET, 2013) ............................................ 14 FIGURE 1-3 : HAUBANS DU PONT DE PORT MANN (CANADA) ............................................................................................................................................. 15 FIGURE 1-4 : HAUBANS DU PONT RUSSKY (RUSSIE) ................................................................................................................................................................. 15 FIGURE 1-5 : TOITURE CABLEE DU STADE BC PLACE DE VANCOUVER (CANADA) .............................................................................................................. 15 FIGURE 2-1 : CONSTRUCTION DU VIADUC DE CRNI KAL (CROATIE) A L'AIDE D'EQUIPAGES MOBILES .............................................................................. 19 FIGURE 2-2 : CONSTRUCTION DU VIADUC DE L'ILE DE RE PAR ENCORBELLEMENTS SUCCESSIFS A L'AIDE D'UNE POUTRE DE LANCEMENT .................... 20 FIGURE 2-3 : CONSTRUCTION DU TAIWAN HSR TRAVEE PAR TRAVEE A L'AIDE D'UN CINTRE AUTOLANCEUR ................................................................ 20 FIGURE 2-4 : CONSTRUCTION DU PENANG SECOND CROSSING (MALAISIE) TRAVEE PAR TRAVEE A L'AIDE D'UNE POUTRE DE LANCEMENT ................ 21 FIGURE 2-5 : CONSTRUCTION DE L'IRON COVE BRIDGE (AUSTRALIE) PAR POUSSAGE DU TABLIER ................................................................................... 23 FIGURE 3-1 : EQUIPAGES MOBILES PAR-DESSOUS A SUNGAR AUR (MALAISIE) ....................................................................................................................... 25 FIGURE 3-2 : DESSIN D'UN EQUIPAGE MOBILE PAR-DESSUS ...................................................................................................................................................... 26 FIGURE 3-3 : DESSIN D'UN EQUIPAGE MOBILE PAR DESSOUS ................................................................................................................................................... 26 FIGURE 3-4 : DESSIN D'UN EQUIPAGE MOBILE SUPPORTE PAR DES CABLES ............................................................................................................................. 26 FIGURE 3-5 : INSTALLATION D’UN EQUIPAGE MOBILE HAUBANE SUR LE PONT DE TERENEZ (FRANCE) .............................................................................. 27 FIGURE 3-6 : LES 3 DIFFERENTES STRUCTURES POUR LES CINTRES AUTOLANCEURS (DÄBRITZ, 2011) ............................................................................. 30 FIGURE 3-7 : PRINCIPE D'UNE CONSTRUCTION PROGRESSIVE POUR UN CINTRE AUTOLANCEUR PAR DESSOUS ................................................................ 31 FIGURE 3-8 : CINEMATIQUE DE POSE D'UN TABLIER PAR ENCORBELLEMENTS SUCCESSIFS A L'AIDE D'UNE POUTRE DE LANCEMENT ............................... 34 FIGURE 3-9 : LES DIFFERENTS SYSTEMES POUR LA METHODE TRAVEE PAR TRAVEE (MEYER, 2011) ..................................................................................... 36 FIGURE 3-10 : VUE 3D D’UNE CHEVRE DE LEVAGE TYPIQUE .................................................................................................................................................... 39 FIGURE 3-11 : EXEMPLE DE CONSTRUCTION PAR TRAVEE ENTIERE A L’AIDE D’UN LANCEUR ............................................................................................... uploads/Ingenierie_Lourd/ 1-memoire-pdf.pdf