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Le salut par l’inox !
BTP Magazine I Juin 2008 N° 220
Inaugurée le 30 août 1993 après 7 ans de travaux, la mosquée Hassan II de Casablanca (Maroc) est la plus grande au monde après celle de la Mecque.
Inaugurée le 30 août 1993 après 7 ans de travaux, la mosquée Hassan II de Casablanca (Maroc) est la plus grande au monde après celle de la Mecque. Exceptionnelle par sa démesure et son luxe, elle a été construite d’après les plans de l’architecte français Michel Pinseau et édifiée par l’entreprise Bouygues. Depuis avril 2005, sur la base d'études menées par le bureau Ingema, d’importants travaux de rénovation et de confortement sont menés par le groupement d’entreprises marocaines Somagec-SGTM à l’abri d’un endiguement provisoire permettant la réalisation à sec de l’ensemble des travaux. De par son implantation empiétant sur l'océan atlantique, une partie des structures en contact direct avec l'environnement marin, a subit des dégradations d'importance variable, liées principalement à la corrosion des aciers d'armature des bétons. Compte tenu de l'importance de l'édifice, il avait été décidé de rechercher une durabilité de conception de 100 ans pour les travaux de réparation à réaliser. Le bureau Ingema a, dans ces conditions, recommandé l'emploi d'armatures en acier inoxydable associées à du béton à haute résistance à la pénétration des chlorures.
En moins d’une quinzaine d’années, les conditions agressives de l’environnement marin ont eu raison des ouvrages en front de mer de la mosquée Hassan II de Casablanca (Maroc). Sous l’effet conjugué de la houle et de la salinité, les ions chlore ont pénétré dans les bétons jusqu’à atteindre et commencer à corroder les armatures en acier traditionnel entraînant des décollements important des bétons d’enrobage.
Prévus sur une durée de 4 ans (avril 2005-août 2008), les travaux de réhabilitation des ouvrages exposés à la mer de la mosquée ont été lancés en 4 phases successives : la mise en œuvre d’une digue étanche entourant la mosquée pour la réalisation à « sec » des travaux (5m sous les niveaux des plus hautes eaux) ; le confinement en béton d’une partie des vides sous la salle des prières; la démolition des ouvrages(dalles et piliers) ceinturant l’édifice (coté mer) et leur reconstruction à l’identique en béton à haute résistance à la pénétration des chlorures armé en acier inoxydables type UGIGRIP® 4462 et béton haute performance. . Ces dispositions répondent aux exigences d'une durée de vie de conception de 100 ans ayant nécessité 3 années d'études menées par le bureau Ingema.
Une reconstruction pour un dimensionnement de 100 ans !
« Contrairement aux chantiers traditionnels, la rénovation des ouvrages exposés à la mer de la Mosquée Hassan II, dont la pérennité rappelons-le est primordiale, a été traité dans des conditions exceptionnelle d’étude et de réalisation à la demande de l’état », explique Pierre Bessières, Directeur des travaux.. En effet pas moins de 14 experts nationaux et internationaux mandatés aussi bien par le maître d’ouvrage que par les autres intervenants : maître d’œuvre, bureaux de contrôle, groupement d’entreprise et laboratoires ; interviennent depuis les phases préliminaires d’étude, pendant la réalisation des travaux et assureront, pour certains d'entre eux un suivi après l’achèvement des réparations.
Suite aux modifications structurelles amenées, notamment en ce qui concerne l’impact de la pénétration de la houle sous l’édifice et son amortissement, des essais ont été réalisés sur modèle réduit en bassin à houle.
Dans le cadre de la démarche qualité, instaurée par le marché, à savoir PAQ niveau 3, la qualité de tous les matériaux à mettre en œuvre, notamment ceux incorporés dans les ouvrages est hors du commun. De ce fait la traçabilité de toutes les opérations est omniprésente. Le LPEE : laboratoire de contrôle externe à mis en place les moyens humains et matériels pour assurer la qualité requise notamment une cellule spécialement chargée des essais de durabilité et plus particulièrement de la résistance du béton à la pénétration des ions chlorures : (essais d’études au moment de la formulation des bétons, suivis d’essais de contrôles et de mise en œuvre).
Au cours des travaux, il a été jugé avantageux, dans le même esprit de durabilité des ouvrages exposés en front de mer, de procéder à la démolition et la reconstruction en béton de haute performance armé en acier inoxydable, des 100 unités de peignes extérieurs supportant les dalles périphériques, ce qui a nécessité la mise en œuvre en cours de travaux, d’un écran d’étanchéité périphérique dans la digue existante de protection du chantier (les poteaux sont dénommés "peignes" pour le rôle de brise houle joué par l’ensemble de ceux-ci).
L’acier inoxydable : le choix de la durée
L’histoire du fer et des aciers s’est heurtée très tôt à un problème majeur de résistance à la corrosion qui n’a pu être résolu qu’en ajoutant une certaine quantité de chrome. Pour être classé dans la catégorie inoxydable, un acier doit contenir au moins 10,5% de chrome et moins de 1,2% de carbone. La grande famille des aciers inoxydables est composée de plus de 200 nuances. Elle fait parfois appel à d’autres éléments en fonction des propriétés recherchées comme le nickel, le molybdène, le cuivre, le titane.
« Le chantier de réparation des ouvrages exposés à la mer de la Mosquée Hassan II de Casablanca représente pour nous la fourniture d’environ 1300 t d’acier coupé à longueur client suivant les plans et livré non pas au poids mais au nombre de pièces fournies », précise Bernard Demelin, Responsable Marketing, Ugitech S.A. « Combinaison réussie du fer et du chrome, l’intégration de l’inox dans les applications de la construction contribue à économiser énergie et ressources », souligne-t-il. En effet, ce matériau offre une durée de vie plus grande et une résistance plus élevée pour les constructions et les structures, mais aussi moins d’entretien sur le long terme. Matériau « vert », l’inox est 100% recyclable et plus de 75% des matières utilisées pour produire ce dernier proviennent de produits recyclés. En outre, sa limite élastique supérieure de 25% par rapport à l’acier traditionnel, permet de réduire la section d'armature nécessaire « Comme tout chantier exceptionnel, nous avons rencontré quelques difficultés, notamment concernant la gestion de pièces et l’approvisionnement sur site », explique Bernard Demelin. « De plus, l’acier Duplex est une nuance très délicate nécessitant des outillages techniques très particulier mais l’excellent partenariat entre les responsables du chantier et notre agent commercial au Maroc a permis d’avancer les travaux de manière satisfaisante ».
Jusqu’à ce chantier, l’acier inoxydable généralement utilisé en bord de mer était le classique 316L. Etant donné l’importance du chantier, sa localisation, il a été préconisé l’emploi d’un acier inoxydable Duplex (austéno ferritique) présentant une tenue à la corrosion bien supérieure mais également d’un prix moindre compte tenu du coût actuel des matières premières (notamment du Nickel qui est moins utilisé dans cette nuance).
Sa mise en œuvre est identique à celle de l’acier traditionnel moyennant tout de même une puissance machine de 25% supérieure du fait des très hautes caractéristiques mécaniques de ce produit. Pour information, les barres de 8 à 20 mm présentent une limite élastique de l’ordre de 850 N/mm2, celle de 25 et 32 mm de 650N/mm2. Le processus de fabrication a nécessité un flux logistique impressionnant. Elaboré à Ugine (73), les produits se dispersaient en différents points de Rhône Alpes pour subir des opérations diverses telles que crantage, décapage, comptage etc. 60 camions ont embarqué à Marseille pour rejoindre Casablanca.
Tout le long de ce chantier, il était nécessaire de surveiller et d’adapter, d’une part le planning d’avancement du chantier, mais aussi les plannings de production de 6 entités distinctes depuis l’aciérie (35 coulées d’acier), jusqu’au conditionnement final en passant par des laminoirs et ateliers de décapage. Pas moins de 5000 ordres de fabrication ont été lancés pour mener à bien ce chantier. Comme dit précédemment, l’originalité pour Ugitech S.A. a été de « jouer le rôle » de l’armaturier en livrant le nombre exact de barres coupées à la longueur voulue et identifiées selon la nomenclature du chantier. Le challenge a été difficile mais relevé. Alors, l’inox a-t-il un avenir dans la construction en dehors des opérations exceptionnelles de ce type? Plusieurs éléments plaident en faveur de cette solution :
- L’inox dans le béton est la solution anti corrosion la plus ancienne connue dans le monde bien devant toutes les autres. Il suffit de regarder la tenue de la digue du Yucatan dans le golf du Mexique réalisée en 1937 et qui aujourd’hui n’a subi aucun dommage.
- C’est la solution pour laquelle il n’y a nul besoin de prévoir des opérations de maintenance et d’entretien.
- L’inox présente des propriétés d’isolation thermique bien utile aujourd’hui avec les nouvelles réglementations RT 2005.
- Ce matériau autorise des formes beaucoup plus légères (diminution substantielle de l’enrobage), il permet aussi les erreurs classiques rencontrées sur les chantiers et ce, sans conséquence préjudiciables.
- Les hautes caractéristiques mécaniques permettent d’optimiser le diamètre ou l’espacement des armatures, il est en outre adapté aux règles sismiques.
« Bien entendu, le prix d’achat semble dissuasif mais, utilisé à bon escient, en exploitant toutes ses caractéristiques, il est évident qu’il s’agit de la solution la plus économique en regardant un ouvrage sous l’angle « coût global » », renchérit Bernard Demelin. Alors, tous ces paramètres mis bout à bout ne peuvent que nous faire repenser à cette citation de Marguerite Yourcenar en guise de conclusion : « Construire, c’est collaborer avec la terre, c’est mettre une marque humaine sur un paysage qui en sera modifié à jamais ». A méditer…
Mosquée Hassan II : une réalisation « pharaonique »
La mosquée se trouvant en bord de la mer, les fondations ont nécessité 26 000m3 de béton et 59 000 m3 d'enrochement afin de lutter contre les effets de la houle. Pour l'édification du bâtiment contenant la salle de prière, le minaret et la madrassa, 8 grues de 220 t au mètre carré et 12 grues mobiles ont été installées. Pour la réalisation du minaret, une grue d'une hauteur record de 210 m, a été mise en place. Les structures de l'ensemble de la mosquée sont en béton armé habillé de décors issus de l'artisanat marocain. La réalisation de l'ensemble de l’œuvre a mobilisé environ 35 000 ouvriers et artisans effectuant 50 millions d'heures de travail.
La salle des prières de 200 m de long et 100 m de large est composée de trois nefs, occupant une surface de 20 000 m2 (la nef de Notre-Dame-de-Paris pourrait y être logée !). Si le parvis peut accueillir 80 000 fidèles, la salle de prières peut en contenir 25 000. Cette dernière est surmontée d'une toiture mobile de 3400 m2 à 60 m du sol et de 1100 t qui peut se déplacer en 5 minutes grâce à un système de roulement à chaîne. Lorsque le toit est fermé, la salle des prières est éclairée par 50 lustres et 8 appliques en verre de Murano (les plus imposants mesurent 6 m de diamètre, 15 m de hauteur et 1200 kg chacun). La couverture de la toiture a nécessité la pose de 300 000 tuiles spécialement réalisées en fonte d'aluminium par le groupe Bouygues, imitant la tuile en terre cuite vernissée traditionnelle mais quatre fois plus légère. Pour la finition, des artisans de tout le royaume ont contribué à couvrir plus de 53 000m2 de bois sculpté et peint plus de 10 000 m2 de zellij (zelliges) représentant 80 motifs originaux. Le plâtre sculpté et peint a été entièrement travaillé sur place par 1500 artistes sur plus de 67 000 m2. Les coupoles en bois ont été fixées sur des charpentes réalisées avec 971 t d'acier inoxydable et suspendues à la structure en béton armé. La mosquée est ornée de 124 fontaines et vasques en marbre. La salle des ablutions est située sous la salle de prière, , et le hammam en dessous. Enfin, les chapiteaux sont en marbre sculpté, les colonnes en granit (à l’exception de celles du mihrab en marbre de Carrare), le sol en mosaïque de granit, onyx, marbre et travertin, et les plafonds en cèdre polychrome.
Le témoignage de Abderrahman Laghrida, Directeur de l’administration de la Mosquée Hassan II
«Les travaux de rénovation n’ont concerné que les ouvrages exposés à la mer de la Mosquée Hassan II, le reste de l’édifice continue de fonctionner normalement en recevant les fidèles et les visiteurs. L’objectif de départ de cette reconstruction est de donner à l’ouvrage une durabilité de plus de 100 ans ! Aujourd’hui, nous sommes satisfaits du travail réalisé et convaincus que la solution inox pour renforcer ces bétons à hautes performances est la meilleure technique pour assurer la pérennité recherchée. Dès 2002, nous avions lancé des investigations auprès de laboratoires nationaux et étrangers (LCPC, LERM,…). Sur place, le LPEE (Laboratoire Public d’Etudes et d’Essais) a ensuite formulé des bétons spéciaux. Les travaux de rénovation engagés ont également permis de mettre au point deux projets (en cours d’aménagement) qui demeuraient inachevés : une médiathèque publique et une académie des Arts traditionnels ».
La reconstruction en quelques chiffres
200 000 m3 de matériaux de digue (enrochements et tout-venants)
2800 tétrapodes de 6,3 m3
démolition de 8000 m3 de béton
Injection de confinement : 1200 m3 de coulis et mortier
Injections de collage : 1200 m3
100 000 m3 de bétons de confinement (béton de masse non armé)
10 000 m3 de Béton Hautes Performances
1300 tonnes d’aciers inox (diamètres 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25 et 32 mm)
171T d’adjuvants Chryso AG
70T d’adjuvants Chryso Optima 175
250T de fumée de silice
100 poteaux coulés
Centrale à béton (Lafarge) sur site d’une capacité de 80 m3/heure
420 personnes sur le chantier (en pointe)
Coût des travaux : environ 50 millions d’euros
Les principaux intervenants
Maître d’ouvrage : Ministère de l’Intérieur, Royaume du Maroc
Maître d’œuvre : Ingema
Entreprise Générale : groupement Somagec-SGTM
Bureau de Contrôle : Expertec/Noresko
Laboratoire externe : LPEE (Laboratoire Public d’Etudes et d’Essais)
Laboratoire extérieur : Groupement NBR – OCIT – LERM
Matériel de protection cathodique Techno-Protection (canada)
Fourniture des inox : Ugitech S.A.
Fourniture des bétons : Lafarge Béton Maroc
Formulation des bétons : LPEE (Laboratoire Public d’Etudes et d’Essais)
Adjuvants : Chryso (commercialisée au Maroc par Sodap)
Fumée de silice Condensil (commercialisée au Maroc par Sika)
coffrages : Doka / coffrage spéciaux étudiés et fabriqués par le groupement
Christine Raynaud
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