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Vous êtes ici : Webzine > Architecture > Article Aéroport International d'Abu Dhabi : un projet témoin d'un nouveau millénaire Concepteur de l'aéroport d'Abu Dhabi, ouvert en 1982, Paul Andreu, Architecte en Chef d'Aéroports de Paris, , signe son extension avec un deuxième terminal et un nouveau satellite qui entreront en service en 2007. Le choix du titane comme matériau des éléments de structure du terminal, a conduit à l'établissement de méthodes de calcul définies par le CSTB. Situé au carrefour du monde arabe et asiatique, le long du golfe Arabo-Persique, les Emirats Arabes Unis figurent parmi les pays les plus prospères du monde. Abu Dhabi, capitale de la fédération et siège de la plupart des institutions fédérales, ambassades et sièges de compagnies pétrolières est aussi un important nœud aérien, après Dubaï. En 1996, pour faire face à la croissance du trafic, le Works Department a lancé un concours international pour un nouveau satellite et un deuxième terminal. Objectif : porter la capacité annuelle en passagers de 3.5 millions à 6.5 millions lors de sa mise en service prévue en 2007. Lauréat du concours, Aéroports de Paris, conduit par son Architecte en Chef, Paul Andreu, concepteur renommé de plus de 50 aéroports dans le monde, a fait de ce projet le symbole du passage dans le nouveau millénaire. Reflet de la tradition et de la modernité, les nouvelles infrastructures s'intègrent à l'existant tout en proposant une nouvelle vision architecturale alliant légèreté, transparence et intelligence technologique. Structures en titane pour le terminal Le nouveau terminal, dont la courbe dynamique du toit cristallin joue le trait d'union entre terre et ciel en devenant graduellement façade, s'étend sur 300 mètres avant de s'intégrer au terminal 1. "Le titane, matériau peu utilisé dans le bâtiment confère une exceptionnelle transparence et légèreté au projet », explique Monsieur Carton, coordinateur du projet pour ADPi, la filiale d'architecture et d'ingénierie, créée par ADP en juin 2000 . Ses caractéristiques, excellente résistance mécanique, très bonne résistance à la corrosion, et faible densité (4,4) ont permis la conception d'une voûte constituée d'arcs de plus 60 mètres de portée distants de 3,5 mètres environ de hauteur variable de 1,00m à 60 cm, le tout supportant une toiture très légère. "Mais contrairement à l'acier, les règles de calcul pour le titane appliqué au bâtiment sont inexistantes d'où un gros travail d'étude sur ce point". A l'issue de l'appel d'offres mettant quatre laboratoires internationaux en compétition, ADP Ingénierie (ADPi) en accord avec Parsons, Bureau d'Etudes américain, superviseur du projet, a confié cette mission au CSTB. "Leur réputation internationale, leur capacité d'innovation technologique et d'écoute réactive ont été appréciées. Avec eux, nous avons conduit la mission dans les délais et coûts prévus, confie Monsieur Carton. Des essais en soufflerie ont été engagés pour déterminer les efforts à prendre en compte, en raison de la forme de la voûte. Ils ont été suivis par une phase d'étude et d'essais visant à déterminer le comportement du matériau titane. "La première approche a consisté à vérifier la pertinence des règles de calcul de l'acier pour le titane, par des essais en compression simple, flexion simple et flexion composée sur chacun des deux matériaux sur des éprouvettes à échelle réduite, représentatives des sections rencontrées dans la structure puis à comparer les résultats. Une deuxième série d'essais a ensuite été réalisée sur des éprouvettes longues de 80 mm en flexion et torsion combinées afin de définir la loi de comportement du matériau. C'est à l'issue des ces différentes étapes que le CSTB nous a recommandé le format de calcul adapté au titane sur lequel nous avons travaillé, conclut-il". Autres essais en vue ADPi prévoit également, au stade des travaux, de compléter le travail par deux autres séries d'essais. La première vise à tester la stabilité au feu de la base des arcs de structure, d’une hauteur de sept mètres, pendant trois heures. La deuxième consiste à valider la théorie des formats de calcul par des essais sur les assemblages et par le chargement en vraie grandeur des éléments de structure. Image de modernité et de technologie avancée, le terminal 2 est également doté d'un très haut niveau de confort pour les passagers. Il comprend, outre les zones distinctes d'arrivée et de départs et une liaison aisée avec le terminal 1, un grand espace commercial. Conçu dans le même esprit, le deuxième satellite est prévu pour 11 passerelles d'accès aux avions. Son dessin est calqué sur la forme du premier mais sa taille -100 mètres au lieu de 70-, sa hauteur, sa transparence et l'ouverture des espaces intérieurs, donnent à l'ensemble architectural une mise en valeur nouvelle. La forme spécifique de la voûte ouvrant sur le ciel et traversant les différents niveaux est l'une de ses caractéristiques essentielles. En 2007, date prévue pour l'ouverture de ces nouvelles infrastructures, les passagers entreront dans l'univers confortable et néanmoins technologique du 3ème millénaire. Article publié le 07/07/2003 Florence de Baleine « Design by testing » pour le titane d'Abu Dhabi Missionné au terme d'un appel d'offres international auprès de 4 laboratoires, le CSTB a déterminé les règles de calcul pour les éléments de l'ossature en titane du nouveau terminal de l'aéroport d'Abu Dhabi. Dans cette interview, Menad Chenaf, responsable du projet au sein du département Sécurité, Structures et Feu, explique le détail des opérations d'essais et de calcul menées en un an. Quelles étaient les particularités de cette mission sur les éléments de structures du terminal 2 d'Abu Dhabi ? Le projet présentait une double difficulté. La première concernait le matériau lui-même. Le titane est un matériau qui se décline en plusieurs alliages et pour lequel il n'existe pas de règles codifiées publiées de son comportement. La deuxième était qu'il s'agissait d’éléments minces, plus délicats à traiter. Quel que soit le matériau, les éléments minces ont des comportements complexes et particuliers, ce qui justifie que l'Eurocode 3 qui codifie les règles pour l'acier leur consacre une partie spécifique. Nous étions donc devant une étude sur éléments minces dans un matériau sans loi de comportement connu. Pour répondre à la mission avec ces deux inconnues, ADPi avait fait le choix d'une démarche de "design by testing" que nous avons avalisé. Comment avez-vous travaillé sur cette mission et quelles ont été les différentes phases d'essais et de calculs ? Nous avons commencé par réaliser une étude du comportement de la structure au niveau des contraintes, de la déformation, afin de déterminer les zones de sollicitations dans lesquels nous nous trouvions. Les résultats de cette pré-analyse nous permettant ensuite de préconiser des essais proches de ce que seront les conditions réelles d'exploitation. Puis nous avons testé une série d'éprouvettes et confronté les résultats d'expérimentation à des théories connues, notamment en examinant la différence de comportement de ces éléments par rapport à ce qu'il aurait été si les éléments avaient été en acier. Pour avoir une idée encore plus précise sur certains phénomènes, nous avons confronté l'identification théorique à la pratique par la conduite d'essais comparatifs sur acier et sur titane. Munis de l'ensemble de ces résultats et prenant appui sur l'Eurocode 3, nous avons imaginé un format de calcul permettant d'aboutir à un résultat d'essai, travail passionnant pour tout ingénieur. Pourquoi n'avoir pas pris les règles de l'Eurocode 3 ? C'est vrai, au départ, il pouvait être tentant de prendre les méthodes de calcul de l'Eurocode 3 en changeant seulement les caractéristiques mécaniques de l'acier par celles du titane. Les tests ont malheureusement montré l'invalidité de cette solution, les résultats d'essais sur titane montrant de grandes divergences entre théorie et expérimentation. A titre d'exemple, les essais sur l'acier ont fourni des résultats de l'ordre de 3 à 4 % à ce que prévoit la théorie, ce qui était excellent. Pour le titane, ces mêmes règles produisaient des écarts parfois très importants. Un exemple : pour une valeur théorique de 1708 en plasticité, l'expérimentation conduisait à prendre 3125 ! En revanche, en appliquant au titane les règles de calcul que nous avions déterminées, nos résultats entre théorie et expérimentation étaient très proches. Sur quelles compétences spécifiques vous êtes-vous appuyé ? Outre l'équipe du CSTB, composée de Philippe Rivillon et Valérie Wesierski pour la partie études et essais mécaniques, nous avons fait appel aux compétences de Monsieur Baraka, ingénieur conseil indépendant, membre du comité de rédaction de l'Eurocode 3 et grand spécialiste français et européen des éléments minces. Sa connaissance et son apport nous ont été très précieux. Imprimer cet article - Envoyer cet article par mail - Retour en haut de l'article uploads/Ingenierie_Lourd/ abu-dhabi-aeroport.pdf