Projet MLPL3: ce parking à étages à Pune (Inde) est un bâtiment polyvalent.

Le projet dont il est question ici était d’une complexité absolument hors-normes, de la conception jusqu’à la construction de ce parking à étages multifonctionnel. La géométrie complexe de la zone du projet et le profil du terrain ont constitué deux défis majeurs pour l’équipe. A cela s’ajoutaient les grilles inclinées et l’utilisation multiple du bâtiment, qui requérait des aménagements spéciaux à chaque étage.

“De par l’utilisation d’éléments en béton préfabriqués, nous entrons virtuellement et de façon anticipée dans l’univers de la production et du montage. Pour ce faire, nous avons besoin d’outils de conception suffisamment performants pour générer des calculs et des plans précis des éléments, de leurs géométries, des connexions, des barres d’armature, des éléments d’ancrage, etc.

Dans le cas du projet MLPL3, qui était d’une complexité hors- normes, les différents intervenants, bien conscients des difficultés susceptibles d’être rencontrées dans leurs disciplines respectives, étaient tous d’accord sur le fait qu’un logiciel de conception 2D comme AutoCAD ne suffirait pas et que notre unique option, si nous voulions faire de ce projet une réalité et un succès, était d’utiliser Tekla, le logiciel BIM avec sa maquette numérique 3D.”

Mr. Kapilesh Bhate, directeur général, Precast India Infrastructures Pvt. Ltd.

Présentation de la société : Precast India Infrastructures Pvt. Ltd.ompany 

Precast India Infrastructures Pvt. Ltd. (PIIPL) – une initiative de Bhate Raje Construction Company Pvt. Ltd. – s’est forgé une solide réputation dans le secteur de l’industrie indienne, où l’entreprise est reconnue comme l’une des plus fiables pour les projets de construction dans le domaine de l’informatique et des applications industrielles, ainsi que des complexes commerciaux.

Créée en 2010, elle est implantée à Wade Bolhai, en banlieue de Pune, dans l’Etat fédéral du Maharashtra. Dans son immense et unique usine, PIIPL produit tout un éventail d’éléments en béton armé et précontraint, qui va des petits parapets et garde-corps jusqu’aux panneaux de murs grand format avec des longueurs de 16 à 20 m. Avec une ligne automatisée de découpe et de pliage des aciers d’armature, un parc de production polyvalent et un service de montage indépendant équipé d’une grue à tour pivotante et d’un pont roulant de très haute capacité, PIIPL s’est imposée comme un acteur de premier choix dans l’industrie du béton indienne.

La superstructure a été entièrement réalisée en béton armé préfabriqué et conçue pour supporter les charges de trafic dynamiques

Une tour en béton polyvalente pour Infosys

Le parking à plusieurs étages construit pour Infosys en périphérie de Pune est un bâtiment polyvalent conçu pour de multiples usages. Il comprend sept niveaux de parking pour le stationnement des deux-roues, un réservoir d’eau souterrain d’une capacité de 5 667 000 litres, deux étages avec restaurants ainsi qu’un pont attenant pour sortir du parking. Le projet impliquait également des travaux de développement externes: des locaux pour les réserves de gaz, une zone tech- nique avec cabine de sécurité, différentes portes d’accès, etc. En tout, environ 18 000 m³ de béton et quelque 1 614 tonnes d’acier ont été mis en œuvre.

La superstructure a été réalisée entièrement en béton armé préfabriqué et conçue pour supporter les charges de trafic dynamiques. Le projet comprenait du reste une grande variété d’éléments préfabriqués en béton: murs de soutènement et structures contreventées, colonnes, dalles de planchers alvéolées, planchers TT et dalles pleines, poutres précontraintes et non précontraintes, murs non porteurs, etc.

Avec Tekla, la modélisation et la conception des éléments en béton ont été un jeu d’enfant.

Une structure complexe défiant les lois de la géométrie

L’équipe de PIIPL a été confrontée à différents challenges, aussi bien lors de la conception qu’à la construction de ce parking à étages. Les deux problèmes majeurs résidaient dans la géométrie de la zone du projet et dans le profil du terrain. En outre, les grilles inclinées et les aménagements spéciaux à chaque étage du bâtiment, en fonction de l’usage prévu, se sont également avérés relativement complexes. Des poutres précontraintes et des dalles de planchers alvéolées de jusqu’à 12 mètres de long ont été utilisées afin de réduire le nombre de colonnes nécessaires. En outre, la conception des colonnes n’a pas été facile non plus, car les poutres de support n’étaient pas orthogonales les unes par rapport aux autres.

Après la phase de calcul et de dimensionnement des structures, le second défi à relever a été celui de l’exécution des travaux et de l’achèvement du projet dans les délais prévus. Plus de 6 500 éléments préfabriqués ont dû être produits, transportés et assemblés sur site en l’espace d’environ 10 mois seulement. Le maître d’ouvrage devait terminer les tra- vaux de gros-œuvre dans le délai convenu, et des défauts ou de trop fréquentes réparations auraient entraîné des retards impossibles à rattraper. D’autres particularités du projet étaient les différences de hauteur, les murs de soutènement en limite de terrain, l’intégration du réservoir d’eau souterrain, les différences de niveau entre les zones de restaurants et de stationnement, les diverses rampes, mais aussi l’intégration de manchons, le fractionnement d’éléments en raison de contraintes de poids, et enfin l’inclinaison des terrasses qui influait sur la longueur et la hauteur des éléments.

Plus de 6 500 éléments en béton armé ont été fabriqués en usine, transportés sur le chantier et assemblés en l’espace de 10 mois environ.

Architectes, ingénieurs structures et développeurs ont pu travailler simultanément sur une même maquette 3D, générer des plans 2D et 3D consistants, créer des analyses et des rapports, etc.

La solution: le logiciel BIM le plus polyvalent et performant pour la préfabrication

Avec Tekla Structures, l’équipe de PIIPL a été en mesure de fabriquer un grand nombre d’éléments en béton aux géo- métries complexes, d’intégrer les équipements techniques du bâtiment (MEP) et bien plus encore – tout cela au sein d’une collaboration efficace, sans aucune difficulté et dans les délais prévus.

En ce qui concerne les travaux de montage in situ, le logiciel Tekla a permis de relever les nombreux défis techniques inhérents au projet et d’en tirer certains avantages, qui sont les suivants :

• une collaboration transparente et pluridisciplinaire basée sur une maquette numérique commune : Cette maquette 3D Tekla a été utilisée tout au long du projet par les architectes, les ingénieurs et le bureau d’étude, qui ont pu générer les plans 2D, créer des modèles, faire des analyses et des simulations, etc. Sur ce modèle 3D interactif mis à disposition par le logiciel Tekla, toutes les modifications nécessaires ont pu être apportées en temps réel par les différents intervenants qui pouvaient facilement accéder aux données et les analyser, où qu’ils se trouvent à ce moment-là.

Grâce aux objets paramétriques disponibles à tout moment dans le Tekla Warehouse, l’équipe de PIIPL pouvait modifier la maquette numérique en fonction des exigences de conception et visualiser les conséquences de ces modifications.

• Mise à disposition de toutes les données constructives dans une maquette 3D ultra précise ​: compte tenu de l’extrême complexité du projet MLPL3, l’utilisation d’une maquette 3D commune contenant toutes les informations pertinentes était le seul moyen d’assurer un déroulement efficace des opérations. Avec Tekla, la modélisation et la spécification des éléments en béton ont été très faciles à réaliser. Le logiciel a permis de convertir tous les plans 2D et métrés des architectes et ingénieurs structures en une maquette numérique 3D contenant toutes les spécifications techniques et des niveaux de détail et de développement (LOD, Level of Development) ultra précis. Par exemple, dans le plan de pliage des barres (BBS, bar bending schedule) Tekla livre les dimensions exactes des barres d’armature dans les éléments.
• Identification rapide d’une section particulière de la maquette 3D grâce à l’outil Plan de sol, une fonction très utile de Tekla qui a véritablement changé la donne pour l’équipe du projet​ : cet outil a d’une part, considérablement simplifié le positionnement des planchers en béton précontraint et d’autre part, il permet de générer rapidement des plans de production par clonage des plans 2D. Ainsi, il a été possible de concevoir, de développer et de visualiser des sections particulières pour l’ensemble de la maquette virtuelle.
• Automatisation simple des tâches grâce aux objets paramétriques réalisés sur mesure​ : les modèles disponibles dans le Tekla Warehouse ont permis à l’équipe de PIIPL de modifier la maquette virtuelle en fonction des exigences de conception et de développement. En temps normal, la modélisation des armatures représente un travail long et complexe, mais cette fonction permet l’automatisation de plusieurs tâches, améliorant ainsi l’efficacité de l’équipe tout entière. Ainsi, les étapes de conception et de spécification du projet ont été rapide- ment terminées, permettant d’identifier certaines sections particulières à chaque étage de la maquette 3D.

Tekla : la conception facile de structures préfabriquées en béton

Tekla s’est avéré extrêmement utile sous de nombreux aspects tout au long du cycle de vie du projet, notamment grâce à la génération automatique des plans 2D de production, la création de plans de pliage des aciers d’armature, les plans de dimensionnement etc. Ce logiciel BIM moderne a soutenu l’ensemble du projet, de la conception des bâtiments et des infrastructures jusqu’à à leur exploitation et leur entretien, en passant par la production des pièces en usine et la construction sur site.

Grâce à des outils standardisés pour la conception des objets paramétriques, la génération des plans 2D et la gestion des informations depuis un même modèle virtuel 3D, il a permis à l’équipe d’identifier et d’éliminer les erreurs de conception et les éventuels conflits au stade des études et non à l’usine ou sur le chantier. Cela représentait un gain de temps énorme et a réduit les coûts de construction, puisque les retouches ultérieures ont été évitées et que les besoins en matériaux ont pu être mieux planifiés.

Dernier avantage mais non des moindres: divers petits outils comme la création de plans de sol et de composants d’escalier par exemple, se sont avérés très utiles et ont encore amélioré la productivité de l’équipe.

“Bien entendu, dans un premier temps, les nouveaux membres de l’équipe ont dû se familiariser avec cette plate- forme virtuelle et la maquette numérique, mais les tutoriels disponibles et les vidéos d’auto-information assistée ont été d’une grande aide et au final, la rentabilité à la livraison du projet dépassait de loin l’investissement initial.”

Kapilesh Bhate, directeur général, Precast India Infrastructures Pvt. Ltd.

Cet article a été publié dans le magazine CPi Worldwide magazine #6-2021.