Le plus grand réservoir d’eau du monde

L’objectif

Construction de cinq méga réservoirs d’eau potable, infrastructure comprise
Le projet doit servir à augmenter les réserves d’eau potable. Une grande quantité de coffrages a été nécessaire pour la réalisation des réservoirs d’une capacité totale de 17 millions de m³, ainsi que des nouvelles stations de pompage et des 145 km d’adducteurs. Il a également fallu respecter des exigences particulières, notamment pour assurer la sécurité des travaux et garantir la qualité de l’eau.

Le projet

Résumé:
Les réservoirs d’eau ont pu être réalisés selon les prescriptions exigeantes du maître d’ouvrage en faisant appel à des solutions de coffrage ingénieuses. Les systèmes MEVA ont parfaitement maîtrisé les nombreuses difficultés de ce projet d’envergure.

Défi:
Face à un projet de cette envergure, avec nombre d’exigences particulières, des solutions innovantes devaient être mobilisées. Le coffrage devait par exemple présenter moins de passages de tige pour réduire le nombre de trous à reboucher. Cela signifiait que le coffrage, pour résister à la pression du béton frais, devait à son tour être stabilisé avec des étais supplémentaires. Le climat chaud du désert, qui joue sur le temps de prise du béton et sur la pression développée par le béton frais sur le coffrage, devait également être pris en considération.

Les parements des différents voiles devaient être parfaitement lisses, ne comporter aucune fissure, arête ou ouverture, pour résister à la forte pression de l’eau et ne pas se détériorer avec le temps. De nombreux voiles devaient être inclinés sur un ou deux côtés, ce qui a entraîné une géométrie complexe au niveau des angles. De plus, les fondations devaient être étanches et les réservoirs parfaitement hermétiques pour éviter que le sable du désert ne soit soufflé dans l’eau potable.

Solution

1. Des solutions design sur mesure
    
   a) Des étais de stabilisation innovants
   Les voiles mesuraient de 12 à 12,6 m de haut, avec seulement quatre tiges d’entretoise autorisées sur toute la hauteur du coffrage. À cause de ce nombre réduit d’ancrages, il a fallu développer une méthode non conventionnelle pour parvenir à stabiliser les grands assemblages de panneaux, qui allaient être soumis à de fortes pressions. Le montage, la manutention, le ferraillage, le coulage, ainsi que d’autres travaux à réaliser au niveau des différents tronçons de voiles, devaient être exécutés simultanément et sans se chevaucher. Toutes ces prescriptions et contraintes ont dû être prises en compte au moment du choix du coffrage et du calepinage des différentes rotations de banches.

   Sur l’extrémité haute des trains de banches, les tiges d’entretoise ont été posées en dehors du voile. Pour renforcer la stabilisation des imposants trains de banches, un système de rails d’ancrage verticaux U200, qui s’étendent sur toute la hauteur du coffrage, et de quatre rangées de raidisseurs horizontaux en acier a été mis en place sur les panneaux. Grâce aux robustes panneaux du coffrage Mammut et à la peau en polypropylène alkus, il a été possible de concevoir des trains de banches de 15 m de long, ce qui a permis de maîtriser les grandes dimensions du réservoir et de résister aux fortes pressions pour obtenir le résultat attendu.

   b) Solutions ingénieuses pour montage sans grue
   Déplacer les trains de banches avec des grues à tour n’a pas été possible, à cause notamment de l’envergure du projet, du poids de 15 tonnes et des interférences entre les flèches des grues. Des portiques sur rails ont ainsi été mis en œuvre pour les voiles parallèles, dont les trains de banches ont été tirés d’une rotation à l’autre à l’aide d’un treuil.
    
   c) Savoir-faire technique pour étaiements obliques à « haute pression »
   Pour les voiles inclinés, il a fallu recourir à des raidisseurs supplémentaires. Sur le côté intérieur de l’ouvrage, des étais obliques pour charges lourdes ont été mis en place. Pour éviter que les voiles inclinés ne soient déplacés par la poussée du béton, les filières d’ancrage verticales ont été renforcées sur le bas à l’aide de rails d’alignement. Ces rails ont été fixés au radier de fondation à l’aide de tiges DW 15 et de vis d’ancrage, qui ont pu être réutilisées jusqu’à 50 fois. Cela a permis d’économiser du matériel et de ne pas laisser de pièces altérables dans le radier de fondation.

   d) Angles sur mesure pour voiles inclinés
   Les quatre angles des murs extérieurs des différents réservoirs ont été coulés avec des trains de banches de 8,80 m de long. Leur mise en place, y compris la stabilisation, l’alignement, la résistance à la poussée et l’étaiement oblique, a été réalisé de la même manière que celle des voiles parallèles. Mais comme les côtés intérieurs des angles étaient inclinés, il a fallu faire appel à des panneaux spéciaux en acier pour la réalisation des angles intérieurs. Ces panneaux d’angle ont été conçus de manière à pouvoir être raccordés aux panneaux Mammut avec des serrures Mammut.

   Les trains de banches permettant de raccorder les voiles destinés à diriger l’écoulement de l’eau au voile extérieur en biais ont été conçus de la même manière que les solutions d’angle. À une différence près : ils mesurent 6,70 m de long et les panneaux spéciaux en forme de trapèze mis en œuvre au niveau des voiles inclinés sont en acier, mais ont tout de même pu être raccordés aux coffrages standard avec la serrure de coffrage Mammut. Les trains de banches des voiles extérieurs en biais ont été déplacés avec des grues à tour, car il était impossible de poser des rails pour les grues à portique à cet endroit.

   e) Tables de coffrage spéciales : pose rapide et simple des dalles
   Les réservoirs devaient être entièrement fermés, notamment pour éviter que le sable du désert ne soit soufflé dans l’eau potable. Pour les rendre hermétiques, il a fallu réaliser une dalle reposant sur huit poteaux circulaires. Ces dalles ont dû être coulées en place. Ce travail a été réalisé avec trois tables de coffrage différentes et des tours d’étaiement MEP, ce qui a permis de couler les dalles à environ 12 m de haut.

   Les tours d’étaiement ont été assemblées facilement et en toute sécurité au sol, puis relevées et mises en place à l’aide d’une grue. Il en a été de même pour les tables de coffrage et les poutrelles H20. Les caissons en bois destinés à la réalisation des voussures ont été mis en place en dernier, puis les poutrelles H20 et les caissons en bois ont été revêtus de peaux alkus. Dès qu’une portion de dalle avait été coulée, et que le béton était suffisamment résistant, le coffrage de dalle, composé des tours d’étaiement MEP et des tables de coffrage, était déplacé en entier vers la prochaine rotation à l’aide de traverses de translation MEP. Il n’a donc pas été nécessaire de démonter et de remonter les planchers du coffrage, ce qui a permis des économies considérables de temps et de main-d’œuvre.

2. De bonnes connaissances techniques
   Lors des coulages des voiles de grande dimension, il a fallu être particulièrement attentif à la pression du béton frais, à cause du nombre réduit de tiges traversantes et du fait qu’il a fallu stabiliser par le côté extérieur. Le climat du désert a joué sur la durée de durcissement du béton. Cette durée a donc été mesurée avec des échantillons du béton utilisé, sur place, en temps réel chez le fournisseur, à l’aide du duromètre SolidCheck. En connaissant le temps de durcissement, la hauteur du voile et la résistance du coffrage à la pression du béton frais, il a été possible de définir la bonne vitesse de coulage pour le béton. Pour ce chantier, elle se situait entre 1,70 à 2 m par heure. Les boîtes dynamométriques mises en place sur le coffrage ont permis de surveiller en permanence la pression du béton frais. Grâce à cela, il a été possible d’exploiter entièrement la capacité du coffrage, sans risquer de la dépasser.
    
3. Des formes spéciales pour nombre de réemplois
    
   a) Coulage simple et rapide des extrémités de voiles arrondies
   Pour éviter que les angles et arêtes ne soient endommagés, les voiles destinés à diriger l’écoulement de l’eau – à l’endroit où l’eau arrive – ont des extrémités arrondies. Les demi-coquilles du coffrage de poteaux circulaires Circo ont été utilisées pour couler facilement et rapidement ces arrondis. Comme leur hauteur correspondait à celle des panneaux Mammut, les demi-coquilles ont simplement pu être mises en place avec des serrures de coffrage Mammut. Grâce à cette technique d’assemblage, il n’a pas été nécessaire de recourir à des compensations ou à des coffrages spéciaux tout aussi chronophages, ce qui a permis d’accélérer les travaux.

   b) 548 poteaux circulaires supportent le toit
   Pour être à l’abri du sable, les réservoirs ont été exécutés de manière à être complètement hermétiques, et avec une dalle de couverture. 548 poteaux circulaires, de 60 cm de diamètre et de 12 à 15 m de haut, ont ainsi été coulés par bassin pour soutenir la dalle de couverture. Les poteaux sont pourvus d’un chapiteau en partie supérieure. Des coffrages avec une résistance de 90 kN à la pression du béton frais ont été fabriqués sur place, d’après les prescriptions de MEVA, pour procéder au coulage de ces poteaux. Les panneaux standard mesuraient 4 m de haut, les rehausses 3 m de haut. 36 kits ont été mis en œuvre pour les poteaux de 12 m de haut, 20 kits pour les rehausses. Chaque coffrage de poteaux a été étayé à l’aide d’un échafaudage K-Lock de MEVA, fixé à l’aide de vis et de clavettes.

Le résultat

La réalisation de ce projet d’envergure a nécessité plus de 13 000 m² de peaux alkus, 20 000 m² de coffrage de voiles Mammut, 73 000 ml de MevaFlex, 16 000 tours d’étaiement MEP, plus de 1100 t de fer à béton et 52 portiques. Grâce aux solutions de coffrage que MEVA a élaborées tout spécialement pour le projet et à une maîtrise intelligente et efficiente de toutes les difficultés techniques de la part de l’entreprise de construction, la réalisation du projet s’est déroulée comme prévu.

Produits en vedette

• Mammut 350 Coffrage de voile 
•  MevaFlex Coffrage de dalle 
• Circo Coffrage de colonne 
• MEP Tour d’étaiement 
• Coffrage spécial

Entreprise de construction:
Consolidated Contractors Company, Athènes, Grèce et Égypte

Donneur d’ordre:
Qatar General Electricity & Water Corporation (KAHRAMAA)

Projet:
Réservoir d’eau potable et réseau d’adduction

Lieu du chantier:
Umm Birka and Al Thumama, Qatar

Planification du coffrage:
MEVA Schalungs-Systeme GmbH, Haiterbach, Allemagne