Projet de Fin dtudes :
Mthodes de ralisation et doptimisation pour linstallation de deux
transformateurs EDF de 400 000 et 225 000 Volts
Vue en plan des plateformes 400 000 (N1) et 250 000 (N2) volts de PONTEAU
Auteur : Lucas HUMBERT Elve ingnieur INSA Strasbourg en 5me anne de spcialit Gnie Civil
Tuteur Entreprise : Bruno DIMANCHE Directeur de travaux EIFFAGE TP Mditerrane
Tuteur INSA Strasbourg : Gilles FAVIER Intervenant extrieur lINSA de Strasbourg
JUIN 2010
Rapport de projet de fin dtudes
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Sommaire :
1. Lentreprise .................................................................................................. 6
1.1. Le groupe EIFFAGE................................................................................................................... 6
1.2. La filiale EIFFAGE Travaux publics. .......................................................................................... 7
1.3. EIFFAGE TP mditerrane ....................................................................................................... 8
2. Le chantier tudi ........................................................................................ 9
2.1. Prsentation et localisation ..................................................................................................... 9
2.2. But du chantier ...................................................................................................................... 10
2.2.1. Etat actuel ...................................................................................................................... 10
2.2.2. Etat Futur ....................................................................................................................... 10
2.3. Les acteurs ............................................................................................................................. 11
3. Objectif du Projet de fin dtudes. ............................................................. 13
4. Optimisation de chantier ........................................................................... 15
4.1. Le droulement dune affaire : .............................................................................................. 15
5. Dveloppements mens ............................................................................ 18
5.1. Etude doptimisation des massifs en bton .......................................................................... 18
5.1.1. Dfinition dun massif en bton. ................................................................................... 18
5.1.2. Etapes de mise en uvre .............................................................................................. 19
5.1.3. Solutions de mise en uvre. ......................................................................................... 20
5.1.3.1. Solution de massifs RTE ........................................................................................ 20
5.1.3.1.1. 1er tape : Le terrassement ................................................................................ 20
5.1.3.1.2. 2me Etape : Le positionnement des crosses dancrages .................................... 23
5.1.3.1.3. 3me Etape : Les surmassifs ................................................................................. 27
5.1.3.1.4. Conclusions de la solution RTE ........................................................................... 29
5.1.3.2. Solution des massifs cylindriques .......................................................................... 30
5.1.3.3. Solution de longrines ............................................................................................. 32
5.2. Etude doptimisation des tranches de mise la terre (mlt). ............................................. 34
5.2.1. Dfinition dun circuit de terre. ..................................................................................... 34
5.2.2. Gomtrie du circuit. ..................................................................................................... 34
Rapport de projet de fin dtudes
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5.2.3. Solutions de mise en uvre .......................................................................................... 34
5.3. Etude doptimisation des caniveaux. .................................................................................... 39
5.3.1. Solution Caniveaux Prfabriqus................................................................................... 39
5.3.2. Solution Caniveaux en bton extrud ........................................................................... 40
5.4. Choix techniques pour le 400 kV. .......................................................................................... 44
6. Conclusion ................................................................................................. 48
ANNEXES : ........................................................................................................ 49
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Remerciements :
Avant de commencer ce rapport de stage, je souhaite remercier toutes les personnes qui mont aid
et guid durant ces 20 semaines de projet de fin dtudes (PFE). Ces remerciements sadressent plus
particulirement :
- M. MAROTEL, directeur dexploitation dEIFFAGE TP Mditerrane, qui ma donn
lopportunit de travailler au sein du groupe EIFFAGE.
- M. DIMANCHE, directeur de travaux et tuteur chez EIFFAGE, qui ma suivi tout au long de
mon PFE et conseill sur mes dveloppements. Il a su tre disponible chaque instant.
- M. GEA, ingnieur chez EGCEM, qui a t dune grande aide pour le dimensionnement et qui
a su mexpliquer en dtail les mthodes utiliser.
- M. FAVIER, mon tuteur lINSA de Strasbourg, qui ma corrig et orient durant mes
rapports intermdiaires.
- M. MANTET, conducteur de travaux, qui ma appris beaucoup sur le mtier et a renforc
mon envie de travailler sur le chantier.
- M. CAPPELLETTI, chef de chantier, qui a rpondu beaucoup de mes questions techniques.
- Mlle. DANESI, grce qui jai pu prendre contact avec M. MAROTEL pour un entretien
dentre chez EIFFAGE.
- Toutes les personnes qui mont apport de laide dans la rdaction de mon rapport : M.
LANOT, Mlle. ASSELIN DE BEAUVILLE, Mme. MANTET et Mme. DIMANCHE.
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Introduction :
Durant le cursus dingnieur lINSA de Strasbourg, deux types de formations sont abordes
: la formation thorique, pendant lanne scolaire, et la formation pratique, par le biais de stages en
fin danne scolaire. Ce cursus de trois ans sachve par un Projet de Fin dEtudes, en entreprise,
dune dure de 20 semaines. Cas concret dapplication de nos acquis et dimmersion dans le monde
du travail, il permet de suivre un projet moyen terme et de se voir confier de vraies responsabilits
avant de rentrer sur le march du travail.
Durant mes trois annes dtudes, jai eu la chance deffectuer des stages dans diffrents
domaines du Gnie Civil. Ils mont ainsi permis de dcouvrir diffrents aspects du mtier dingnieur
et amen choisir ma future orientation. Jai pu en effet voir les mtiers des voiries et rseaux divers
(VRD) durant un stage ouvrier et un stage dassistant conducteur de travaux dans des entreprises
spcialises de ce domaine. Ils ont t riches dexpriences et rconfortant sur mon orientation
choisie depuis le dbut de mes tudes. Pour complter ma vision du Gnie Civil, je voulais effectuer
mon PFE dans une entreprise spcialise dans les ouvrages spciaux et changer de domaine
dtudes.
Jai ainsi eu la chance dintgrer le groupe EIFFAGE par lintermdiaire de son agence EIFFAGE
TP Provence, durant 20 semaines, pour travailler sur un projet de mthodes et doptimisations.
Au dbut de lanne 2010, lentreprise EIFFAGE TP sest vue confier un chantier nouveau et
diffrent de ceux dont elle a lhabitude de raliser. Ce projet consiste en la construction de deux
postes de transformation dans la rgion Provence Alpes Ctes dAzur. Cest un chantier qui se
compose de deux grandes phases de construction, identiques, la diffrence que les quantits de la
deuxime phase sont quadruples. Il est donc ncessaire de rflchir sur des mthodes de mise en
uvre pour amliorer les rendements durant lensemble du chantier. Mon sujet de PFE rpond donc
un vritable besoin de lentreprise puisquelle sera srement amene reconduire ce genre de
prestation, grandissante dans cette rgion fortement industrialise.
Aprs une rapide prsentation du groupe EIFFAGE et de lagence ETP Provence, je
dvelopperai prcisment en quoi a consist ltude de mthodes de ralisation et doptimisation
sur ce chantier pour ensuite tirer les conclusions sur les choix adopts et les amliorations apporter
au niveau du temps, du cot et de la qualit.
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1. Lentreprise
1.1. Le groupe EIFFAGE
EIFFAGE est le 8me groupe Europen de la construction et des concessions, et le troisime
groupe de Btiment et Travaux Publics en France. Le groupe est n en 1992 de lOPA1 amicale de
Fougerolle (fonde en 1844) sur SAE (fond en 1924). Il compte aujourdhui 70 000 collaborateurs
dont 98 % sont salaris actionnaires en France.
Le groupe offre une complmentarit de savoir-faire au travers de ses cinq mtiers, la construction
(EIFFAGE Construction), les concessions (EIFFAGE Concessions), la route et le gnie civil (EIFFAGE
Travaux Publics), l'installation lectrique (EIFFAGE Energie), et la construction mtallique (Eiffel).
Image 1 : Les diffrents mtiers du groupe EIFFAGE
Pour lanne 2009, le groupe a ralis un chiffre daffaires de 13 milliards deuros donc plus de la moiti par les mtiers de la construction et des travaux publics :
Image 2 : Rpartition du chiffre daffairs par mtier
1 OPA : Offre publique d'achat
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1.2. La filiale EIFFAGE Travaux publics.
EIFFAGE Travaux Publics intervient dans diffrents secteurs dactivits qui sont
- La route
Construction et entretien des routes
quipement des routes (glissires btons et mtalliques ; signalisation)
- Le terrassement
- Le gnie civil
Ouvrages dart (pont, viaduc)
Gnie civil dquipement (stations dpuration)
Amnagements urbains (trams)
Travaux souterrains (
Travaux fluviaux et
Gnie civil nuclaire
Travaux spciaux (parois cloutes, bton projet)
- La production industrielle
Usines de liants
Postes denrobages
Carrires
- Lenvironnement et lassaini
- La recherche et le dveloppement
Son chiffre daffaires de lanne 2008 a atteint 3.9 milliards deuros
lactivit de la route :
Image 3 : Rpartition du chiffre daffaire
17%
9%8%
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Travaux publics.
ublics intervient dans diffrents secteurs dactivits qui sont :
entretien des routes
quipement des routes (glissires btons et mtalliques ; signalisation)
Ouvrages dart (pont, viaduc)
Gnie civil dquipement (stations dpuration)
Amnagements urbains (trams)
Travaux souterrains (mtros)
Travaux fluviaux et maritimes (amnagements de ponts ; petits barrages)
Gnie civil nuclaire
Travaux spciaux (parois cloutes, bton projet)
La production industrielle
Postes denrobages
Lenvironnement et lassainissement
La recherche et le dveloppement
de lanne 2008 a atteint 3.9 milliards deuros dont prs de 60% ralis par
Rpartition du chiffre daffaires de la filiale EIFFAGE Travaux Publics
59%
7%
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quipement des routes (glissires btons et mtalliques ; signalisation)
amnagements de ponts ; petits barrages)
dont prs de 60% ralis par
de la filiale EIFFAGE Travaux Publics par secteur dactivit
Route
Gnie Civil
Terrassement
Environnement et AssainissementProduction Industrielle
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1.3. EIFFAGE TP Provence
EIFFAGE TP Provence fait partie dEIFFAGE TP Mditerrane qui est une branche dEIFFAGE
Travaux Publics et qui intervient essentiellement dans la partie Gnie Civil. Lensemble de ces
chantiers sont rpartis entre Perpignan et le dpartement du Var. Son effectif est de 88 personnes
dont 16 cadres et 49 ouvriers qui travaillent en ce moment sur 12 chantiers diffrents dont les plus
importants sont :
La rhabilitation de deux Ponts Arles.
La construction de deux passerelles SNCF Marseille.
La cration de calles daccostage Barcarins.
Le dmantlement et la construction dun nouveau pont sur le canal de Fos-sur-Mer.
La construction de deux postes de transformation sur lesquels jai travaill.
Lensemble de ces chantiers sont mens bien par les conducteurs de travaux dEIFFAGE TP ainsi
quun directeur de travaux, M. DIMANCHE, qui soccupe du bon droulement des affaires. Cest en
partenariat avec M. DIMANCHE et un conducteur de travaux, M. MANTET, que mon PFE a vue le jour.
Lensemble de mes dmarches ont t tudies et analyses avec ces personnes pour donner le jour
aux rsultats qui vont tre dcrit dans la suite du rapport.
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2. Le chantier tudi
2.1. Prsentation et localisation
Le chantier sur lequel jai travaill durant mes 5 mois de PFE se situe Ponteau prs de la ville de
Martigues, ct de la centrale thermique dEDF, dans la commune de Fos-sur-Mer. Cest une zone
industrielle et portuaire trs importante o sont installes de grandes industries telles que TOTAL,
SHELL, ESSO, ARCELORMITAL. De plus, elle est amene fortement se dvelopper dans les annes
venir.
Image 4 : Situation gographie de la ville de Ponteau
Pour alimenter lensemble de cette zone, trs gourmande en lectricit, EDF prvoit la construction
de deux postes de transformation trs haute tension (225 000 et 400 000 volts) pour la future
centrale au gaz prvue pour fin 2012.
Lgende :
Centrale EDF au fioul Future centrale au gaz Poste de transformation 225 kV Poste de transformation 400 kV
Image 5 : Emplacement des futurs travaux pour la centrale EDF de Ponteau
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2.2. But du chantier
Comme dans beaucoup de rgions industrialises, la consommation en lectricit est
importante. Pour alimenter lensemble de ces industries, les centrales lectriques produisent de
lnergie quelles acheminent par un rseau lectrique qui s'tend sur plus d'un million de kilomtres
en France.
Ce rseau est constitu de cbles mtalliques trs longs qui sont des conducteurs lectriques
imparfaits. Ainsi, lorsque des courants de forte intensit (en sortie des centrales) traversent ces
cbles, une partie de l'nergie transporte est transforme en chaleur par effet joule et donc perdue.
Afin de limiter ces pertes d'nergie, il est ncessaire de diminuer l'intensit du courant, donc
d'augmenter la tension. (Nb : Lintensit du courant produit par les centrales lectriques est denviron
1000 A). Pour cela, la sortie de chaque centrale, un transformateur leveur de tension est install.
Pour la construction dun poste de transformation, il est ncessaire de faire circuler le courant
travers diffrentes structures. Ces structures sont relies entre elles par des cbles reposant sur des
charpentes mtalliques construits sur des massifs en bton ancrs dans le sol. Cest dans ce domaine
que lentreprise dEIFFAGE TP Mditerrane intervient. Elle doit raliser toute la partie Gnie Civil
des futurs postes de transformation, soit la construction de :
- Massifs en bton supports des charpentes mtalliques
- Tranches de mise la terre pour la protection du poste
- Caniveaux en bton accueillant lensemble des cbles dalimentation du poste
- Un banc de transformation
- Pistes en bton pour permettre la circulation des engins lourds sur le site
- Une fosse dporte pour traiter les huiles des transformateurs
2.2.1. Etat actuel
A lheure actuelle, la centrale EDF de Martigues est une centrale thermique fonctionnant au
fioul. Elle produit de llectricit grce trois units de production dune puissance de 250 MW
chacune. La production moyenne est de 447 GWh.
2.2.2. Etat Futur
Les besoins en lectricit tant de plus en plus importants dans la commune de Fos-sur-Mer,
EDF prvoit de transformer cette centrale au fioul, ne rpondant pas aux normes environnementales,
en deux cycles combins gaz de 930 MW. Le premier cycle combin gaz devrait tre mis en service en
2011 et le second en 2012. Ces nouvelles installations, outre la prennisation d'activits sur ces sites,
contribueront amliorer les performances environnementales globales du parc thermique
flamme d'EDF et permettront de fournir en lectricit toute la rgion.
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2.3. Les acteurs
Matre duvre et douvrage
RTE (Rseau de transport d'lectricit) es
public de transport d'lectricit franais (en France, c'est le rseau
lectrique ayant une tension suprieure 50 kV). Il exploite, entretient et
dveloppe ce rseau d'environ 100 000 km de ligne
tension. RTE est le GRT (Gestionnaire de Rseau de Transport) de
l'ensemble du rseau franais mtropolitain.
Le rseau, gr par RTE, comprend deux sous
- les lignes de grand transport 400 kV, qui acheminent l'lectricit grande distance (sur
plusieurs centaines de km). Sur ce rseau sont raccordes les lignes d'interconnexions avec
les pays voisins et toutes les centrales nuclaires ;
- les lignes de rpartition rgionale, avec trois niveaux principaux de tension : 225, 90 et 63 kV.
Ce rseau assure la rpartition rgionale jusqu'aux rseaux de distribution moyenne
tension (20 kV), ainsi qu'aux grandes industries.
Cette structure est trs comparable au rseau de transport routier :
- les autoroutes europennes et nationales correspondent au rseau 400
- les routes nationales correspondent au rseau 225 kV,
- les routes dpartementales correspondent au rseau 90 et 63 kV.
Aujourdhui, RTE est dj interconnect avec les 28 pays europens, et mme en sous
Maroc, lAlgrie et la Tunisie.
Ils ont donc la charge la construction de lensemble des moyens permettant de transporter
llectricit cre par les centrales dont les postes de transformation.
Entreprise titulaire du march
Forclum est une entreprise fran
des systmes d'lectricit de petite, moyenne et haute tension. Elle
est une filiale du Groupe EIFFAGE
pose de toutes les charpentes mtalliques ainsi que le raccordement
des diffrentes structures. Ntant pas spcialise dans le Gnie Civil,
elle a fait appel un sous traitant, EIFFAGE TP Mditerrane pour
cette phase des travaux.
Rapport de projet de fin dtudes
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douvrage : Le groupe RTE
(Rseau de transport d'lectricit) est le gestionnaire du rseau
public de transport d'lectricit franais (en France, c'est le rseau
lectrique ayant une tension suprieure 50 kV). Il exploite, entretient et
dveloppe ce rseau d'environ 100 000 km de lignes haute et trs haute
. RTE est le GRT (Gestionnaire de Rseau de Transport) de
l'ensemble du rseau franais mtropolitain.
comprend deux sous-ensembles :
les lignes de grand transport 400 kV, qui acheminent l'lectricit grande distance (sur
eurs centaines de km). Sur ce rseau sont raccordes les lignes d'interconnexions avec
les pays voisins et toutes les centrales nuclaires ;
les lignes de rpartition rgionale, avec trois niveaux principaux de tension : 225, 90 et 63 kV.
la rpartition rgionale jusqu'aux rseaux de distribution moyenne
tension (20 kV), ainsi qu'aux grandes industries.
Cette structure est trs comparable au rseau de transport routier :
les autoroutes europennes et nationales correspondent au rseau 400 kV,
les routes nationales correspondent au rseau 225 kV,
les routes dpartementales correspondent au rseau 90 et 63 kV.
Aujourdhui, RTE est dj interconnect avec les 28 pays europens, et mme en sous
ls ont donc la charge la construction de lensemble des moyens permettant de transporter
par les centrales dont les postes de transformation.
Entreprise titulaire du march : FORCLUM ENERGIES SERVICES
Forclum est une entreprise franaise, spcialise dans l'installation
des systmes d'lectricit de petite, moyenne et haute tension. Elle
IFFAGE depuis 2004. Elle a sa charge la
pose de toutes les charpentes mtalliques ainsi que le raccordement
ntes structures. Ntant pas spcialise dans le Gnie Civil,
elle a fait appel un sous traitant, EIFFAGE TP Mditerrane pour
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les lignes de grand transport 400 kV, qui acheminent l'lectricit grande distance (sur
eurs centaines de km). Sur ce rseau sont raccordes les lignes d'interconnexions avec
les lignes de rpartition rgionale, avec trois niveaux principaux de tension : 225, 90 et 63 kV.
la rpartition rgionale jusqu'aux rseaux de distribution moyenne
kV,
Aujourdhui, RTE est dj interconnect avec les 28 pays europens, et mme en sous-marin jusquau
ls ont donc la charge la construction de lensemble des moyens permettant de transporter
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Sous traitant du lot Gnie Civil : EIFFAGE TP MEDITERRANEE
Sur ce chantier, EIFFAGE TP Mditerrane intervient en tant que sous
traitant de FORCLUM ENERGIES SERVICES pour tout ce qui est Gnie
Civil des postes de transformation.
Entreprise en charge du raccordement des postes aux rseaux
lectriques existants : INEO
INEO est une entreprise qui propose l'installation de rseaux dnergie
et dclairage public, dinfrastructures de transport et de
tlcommunications, de scurit globale, de production dnergie, de
systmes dinformation. Elle travaille en direct pour RTE.
Sur le chantier de Ponteau elle a a charge la construction des pilonnes
lectriques, supports des cbles lectrique permettant le raccordement
aux rseaux existants.
Rapport de projet de fin dtudes
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3. Objectif du Projet de fin dtudes.
EIFFAGE TP Mditerrane sest vu confier, en tant que sous-traitant de FORCLUM ENERGIES
SERVICES, le lot Gnie Civil du chantier de postes de transformation de Ponteau.
Du point de vue quantitatif, le projet raliser consiste en la ralisation de :
- 600 Massifs en bton couls en place soit lquivalent de 1700 m3 de bton.
- La pose de 5800 ancrages accueillant les futures charpentes mtalliques.
- 8000 ml de tranches de mise la terre des postes.
- 6500 m de pistes en bton arm.
- 1600 ml de caniveaux bton pour passage lourd.
- Un Banc de transformation dune superficie de 600 m.
- Une Fosse dporte pour les huiles usages.
Cest pour EIFFAGE TP Mditerrane une premire deffectuer ce genre de travaux. De plus, les dlais
tant courts (environ 9 mois pour la plateforme 225 kV et 400 kV), il est impratif de trouver des
solutions doptimisation de ralisation de ces diffrents ouvrages.
Le but de ce PFE est donc de dboucher sur des solutions innovantes et/ou optimisatrices, afin den
tenir compte pour rpondre des futurs appels doffres du mme genre, trs nombreuses dans les
annes venir dans la rgion Provence Alpes Cte dAzur.
Le travail que jai ralis lors de ce projet de fin dtudes est la mise au point de mthodes
constructives permettant un rendement maximum durant toute la dure du chantier tout en
respectant le budget. Les travaux se sparant en deux grandes phases, la plateforme 225 kV et la
plateforme 400 kV, les mthodes utilises pour la premire phase pourront tre approfondies,
amliores et dterminantes lors de la deuxime phase. Il sagira alors de faire un comparatif de prix
et de temps des diffrentes mthodes proposes. Le tout tant de faire une synthse de ces
adaptations pour pouvoir les prsenter au bureau dtudes de prix pour une prise en compte dans
les diffrents appels doffres futurs.
Pour cela, je traiterai lensemble des phases de ralisation du chantier qui reprsentent la plus grosse
partie du chiffre daffaires, soit:
- Etude doptimisation du terrassement.
- Etude doptimisation du btonnage des massifs.
- Etude doptimisation de la mise la terre.
- Etude doptimisation de la pose des caniveaux.
Lensemble reprsente environ 60% du chiffre daffaires total du chantier. Le reste tant un
ensemble de prestations quEIFFAGE TP a lhabitude de raliser et dont les mthodes ont dj t
tudies.
Rapport de projet de fin dtudes
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Il ma aussi t confi des tches du type conduite de travaux, qui sont bnfiques pour la
comprhension du projet et qui permettent davoir une vision plus large de lensemble des tches
raliser. Jai notamment trait le budget du chantier, les plannings mais aussi les situations de fin de
mois.
A mon arrive sur le chantier le 25 Janvier 2010, EIFFAGE TP venait tout juste de rceptionner la
premire plateforme 225 kV de 6800 m (Voir Annexe 1 Vue en plan GC) ralise par lentreprise
VALERIAN. Cette plateforme aurait d tre livre 1 mois plus tt, le 4 Janvier 2010, mais suite des
retards, gnrs par le traitement des terres pollues prsentes sur le terrain, lensemble des travaux
sest vu retard. Lentreprise EIFFAGE TP a donc entrepris linstallation de chantier pour pouvoir
commencer travailler le 2 Fvrier.
La rception de la plateforme 400 kV (40 000 m, soit presque 6 fois plus grande que le 225 kV) est
prvue dbut Aot. Cette plateforme est similaire celle du 225kV la diffrence que les quantits
mises en uvre sont quadruples (460 massifs, 6000ml de tranches de mise la terre ).
Rapport de projet de fin dtudes
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4. Optimisation de chantier
Loptimisation de chantier est un lment fondamental pour les entreprises, son but principal
tant de rduire le cot final dun chantier. Cest un lment quil faut tout prix prendre en compte
pour tre comptitif face la concurrence et esprer un bnfice maximum.
Pour comprendre o intervient la rflexion doptimisation, il faut partir depuis le commencement
dune affaire jusqu la ralisation de celle-ci.
4.1. Le droulement dune affaire :
Lobtention dun chantier commence par la rponse un appel doffre. Cest une procdure qui
permet un commanditaire (gnralement un matre d'ouvrage), de faire le choix de l'entreprise la
plus mme de raliser une prestation de travaux. Elle suit le schma suivant :
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Dossier dappel doffre : Remise des
documents de march
Etude de prix
1re phase doptimisation
Mtrs, Bureau dtudes
Budget de soumission
Notification du march
Ralisation
2me phase doptimisation
Mthodes de ralisation
Budget de ralisation
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1) Dans un premier temps, le matre douvrage fournit
lappel doffre, un DCE
dexcutions, CCTP3, CCTG
respecter.
2) Chaque entreprise estime ensuite
prix. Cest ici quintervient la premire phase doptimisation.
ncessaire et le temps
rendements antrieurs
peuvent tres rflchies dans cette 1
dtude. Dans loptique quune entreprise nest jamais s
vite gnralement davoir passer par un organisme extrieur qui lui co
3) A la fin de cette tude, e
prix quelle sera rmunre pour raliser
5) Si elle remporte laffaire, elle entreprend le commencement des travaux. Cest l
quintervient la deuxime phase doptimisation.
valids en fonction des ventuelles difficults prsentes sur le terrain. Ces choix sont faits en
fonction de diffrents paramtres
2 Dossier de consultation des entreprises
3 CCTP : Cahier des Clauses Techniques Particulires
4 CCTG : Cahier des Clauses Techniques Gnrales
Matriaux
Rapport de projet de fin dtudes
Lucas Humbert GC5
ans un premier temps, le matre douvrage fournit aux entreprises, voulant rpondre
DCE2 comprenant un ensemble de documents de march (plans
, CCTG4). Il prsente les prestations raliser et les contraintes
estime ensuite le cot final de lappel doffre en faisant une tude de
i quintervient la premire phase doptimisation. Elle calcule
temps total dexcution des travaux. Pour cela, elle
raliss pour des travaux similaires. Des mthodes de ralisation
rflchies dans cette 1re phase. Certaines doivent tre valides par un bureau
dtude. Dans loptique quune entreprise nest jamais sre de dcrocher une affaire, elle
davoir passer par un organisme extrieur qui lui co
A la fin de cette tude, elle donne un budget de soumission en cas dobtention
rmunre pour raliser le march.
Si elle remporte laffaire, elle entreprend le commencement des travaux. Cest l
euxime phase doptimisation. Des choix de ralisations
en fonction des ventuelles difficults prsentes sur le terrain. Ces choix sont faits en
fonction de diffrents paramtres :
Image 6 : Paramtres doptimisation de chantier
Dossier de consultation des entreprises
lauses Techniques Particulires : Cahier des Clauses Techniques Gnrales
Optimisation de chantier : Choix d'une mthode de ralisation
Main d'oeuvre
ncessaire
Dlais d'xecution
Matriel
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aux entreprises, voulant rpondre
s de march (plans
prsente les prestations raliser et les contraintes
en faisant une tude de
calcule la main duvre
elle se base sur des
mthodes de ralisation
doivent tre valides par un bureau
re de dcrocher une affaire, elle
davoir passer par un organisme extrieur qui lui coterait de largent.
en cas dobtention. Cest le
Si elle remporte laffaire, elle entreprend le commencement des travaux. Cest l
ralisations sont tudis et
en fonction des ventuelles difficults prsentes sur le terrain. Ces choix sont faits en
Rapport de projet de fin dtudes
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6) A partir de l, un budget de ralisation est calcul en fonction des mthodes prvues sur
le chantier. Le but de loptimisation de chantier tant datteindre un budget infrieur au
budget de soumission prvu dans le march.
Il est donc ncessaire de rflchir aux diffrentes solutions possibles et ralisables sur un chantier.
Certaines tant avantageuses pour le temps de mise en uvre, dautres pour la quantit de matriel
utiliser Lensemble doit tre chiffr pour voir quelle solution sera la plus rentable et laquelle
donne un rsultat satisfaisant en terme de qualit.
De plus, lorganisation est essentielle. Elle se fait par la planification des diffrentes tches en
fonction des quantits prsentes sur le terrain, du nombre douvriers et du rendement de chacun.
Celle-ci permet doptimiser le temps de mise en uvre.
Il nest donc pas toujours simple de faire des choix de conception. Il faut tre prcis et mthodique
pour anticiper les ventuels problmes, en amont et en aval, dans le respect de certains critres
comme la scurit, la qualit et lenvironnement.
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5. Dveloppements mens
Comme sur tous les chantiers, loptimisation se fait dans la continuit des diffrentes tapes
raliser. Il ne sert rien davancer une solution si celle-ci ne prend pas en compte le travail
effectu en amont. Il faut pouvoir cerner tous les problmes rencontrs et les prendre en compte
dans la suite. Mon travail de rflexion de solutions optimisatrices a donc suivi le schma suivant :
- Etude du terrassement de la plateforme 225kV pour permettre de quantifier, au niveau du
temps et du cot, les solutions doptimisations des massifs.
- Etude de la ralisation des massifs comprenant la mise en uvre (positionnement des
crosses dancrage, coulage du bton, mise en place des rservations) et les finitions
(surmassif).
- Etude de la mise la terre de lensemble des postes.
- Etude de la mise en place des caniveaux
Lensemble de cette organisation essaiera dtre le plus clair possible pour permettre dnumrer un
ensemble de solutions et dtudier leur faisabilit.
5.1. Etude doptimisation des massifs en bton
Cest pour cette phase des travaux que la rflexion de mthodes doptimisation a t la plus
consquente. En effet, les quantits raliser tant importantes (140 massifs pour la plateforme
225kV, et 445 pour celle du 400kV), elles reprsentent 32 % du montant total du chantier. Plusieurs
solutions ont t tudies pour arriver un compromis entre le temps mis, le cot et la qualit du
rsultat, les tolrances respecter tant faibles (+/- 1 cm en planimtrie et altimtrie pour les
crosses dancrage).
5.1.1. Dfinition dun massif en bton.
Un massif en bton est une structure dimensionne pour rsister aux poids et aux moments
renversants les plus dfavorables des lments ancrs, dans le but dassurer la prennit de
louvrage tout au long de sa vie.
Pour le chantier de PONTEAU, ces massifs sont dimensionns pour accueillir un ensemble de
charpentes mtalliques o sont ensuite fixes diffrents structures. La transformation en tension
dun courant ncessitant un certain nombre de structures comme des disjoncteurs, des
sectionneurs nous comprenons rapidement pourquoi on se retrouve avec un si grand nombre de
massifs mettre en place.
Un massif type est compos dune certaine quantit de bton, coule en place (sans utiliser de
coffrage), et muni de crosses dancrages permettant la fixation des charpentes mtalliques. (Voir
Annexe 2 Coupes types dun massif).
Rapport de projet de fin dtudes
Lucas Humbert GC5 Page 19 sur 50
Lensemble du chantier est compos de :
- 140 massifs pour la plateforme 225 kV
- 445 massifs pour la plateforme 400 kV
- 5800 crosses dancrages de diamtre 24 42 mm selon les charges
reprendre.
5.1.2. Etapes de mise en uvre
La construction dun massif suit les tapes suivantes :
Terrassement : Dans un premier temps, laide dengins mcaniques, le massif est terrass
selon ces dimensions.
Support gabarits : Les massifs tant munis de crosses dancrage, il faut pouvoir poser les
gabarits qui viennent positionner trs prcisment lensemble de ces crosses (voir partie
5.1.3.1.2 Positionnement des crosses dancrage). Pour ce faire, des galettes en mortier sont
cres de part et dautre de la fouille o sont ensuite tracs les axes dimplantations.
Mise en place du gabarit : Les gabarits sont ensuite positionns sur ces galettes. Le rglage
en planimtrie se faisant laide des axes dimplantations.
Mise en place des crosses : Un fois le gabarit en place, les crosses sont fixes dessus et sont
rgles en altimtrie par le topographe.
Coulage du bton : Le bton est ensuite coul en pleine fouille jusqu la hauteur souhaite.
Dcoffrage : Le dcoffrage du gabarit se fait le lendemain, laissant le temps au bton de faire
sa prise.
Mise en place des charpentes mtalliques : Une fois lensemble des massifs raliss,
lentreprise FORCLUM vient poser les charpentes sur les crosses. Elles sont positionnes 10
cm au dessus de larase suprieure du massif.
Surmassif : La dernire tape correspond au coulage du surmassif entre le massif et la
charpente. Cest un matage de 10 cm de haut qui permet de combler le vide entre la
charpente et le massif pour augmenter la surface dappuie.
On voit donc que pour rflchir des mthodes doptimisation, il faut pouvoir tudier lensemble de
ces tapes en dtail (matriel ncessaire, dlais, main duvre totale, cot). Au total, 3 solutions ont
t abordes.
Rapport de projet de fin dtudes
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5.1.3. Solutions de mise en uvre.
Pour cette tude, le travail doptimisation a suivi la rflexion suivante :
- Nayant toujours aucune information sur le type de terrain rencontr pour la plateforme 400
kV, les solutions doptimisation au niveau du terrassement (Solution massifs en longrine et
massifs cylindrique) ont t ralises comme si elles avaient t adoptes pour la plateforme
225 kV.
- Le reste des tudes doptimisation (Positionnement des crosses dancrage et surmassifs) ont
t faites pour les deux plateformes.
5.1.3.1. Solution de massifs RTE
La premire solution de mise en uvre de ces massifs nous a t donne par le bureau dtudes
de FORCLUM. Elle consiste en la ralisation de massifs en bton non arms (sauf exception des
massifs disjoncteurs, M6DJ, et massifs de botes cbles, M6CB3, qui sont des massifs dont llment
ancr sur la charpente mtallique provoque des chocs) et de forme paralllpipdique. Ils sont
dimensionns suivant la mthode des rseaux dtat (Voir Annexe n8 Dimensionnement dun
massif) et selon deux cas dtude.
- Un cas dfavorable considrant un ancrage complet du massif dans les remblais, matriau
rapport et compact par lentreprise de terrassement VALERIAN. Les dimensions des
massifs pour ce cas de figure sont plus importantes car le sol reprend moins defforts.
- Un cas favorable considrant un ancrage complet du massif dans le calcaire, matriau trs
rsistant prsent sur le site de PONTEAU.
Cest cette mthode que prconise RTE sur lensemble de ces postes de transformation. Elle
reprsente lquivalent de 1700 m3 de bton, pour lensemble des deux plateformes, soit 213
toupies de bton.
5.1.3.1.1. 1er
tape : Le terrassement
Le terrassement des massifs pour la solution RTE se fait par fouilles isoles. Nous avons pu
constater que cette mthode prsente des inconvnients, notamment au niveau du dlai, ce qui
nous a permit deffectuer un retour dexprience.
Lanalyse des terrassements sest faite partir des rendements obtenus sur la plateforme 225 kV. Ils
permettent alors de savoir prcisment le temps ncessaire pour terrasser en fonction du type de sol
mais aussi des dimensions des fouilles.
Rapport de projet de fin dtudes
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En effet, lensemble des deux plateformes se situe sur un terrain compos de deux types de
matriaux :
- Une zone remblais, matriau rapport, facilement terrassable laide dengins traditionnels
comme une pelle mcanique en godet.
- Une zone calcaire, matriau en place, trs dur ncessitant lutilisation dune pelle quipe
dun BRH.
Le temps mis pour le terrassement dpendra donc du type de terrain rencontr mais aussi des
dimensions et du volume des fouilles terrasser laissant plus ou moins de manuvre aux engins.
Il est important de connatre sur un chantier les rendements ralisables par jour en fonction du
matriel disposition. On peut partir de l :
- Planifier les tches ncessitant du terrassement
- Voir si lensemble du matriel est occup durant toute la phase des travaux. Il est onreux de
faire venir et repartir des pelles mcaniques sur un chantier. Le transport se faisant par
convoi exceptionnel, il faut organiser son terrassement en fonction et ne pas se retrouver
dans la situation o un engin est larrt.
En ce qui concerne le matriel utilis pour la plateforme 225 kV, nous avons opt pour lutilisation de
2 mini-pelles 5 tonnes et dune pelle 10 tonnes munie dun BRH5 pour assurer une activit constante
tout au long du chantier.
Du fait des faibles dimensions de certains massifs, les 2 mini-pelles taient en tandem (une terrasse
et lautre dmolie avec son BRH sur les parties dures). Pour celles de grandes dimensions, seule la
pelle 10 tonnes tait utilise.
Pour se rendre compte des volumes terrasser, voici un rcapitulatif de lensemble des massifs de la
plateforme 225 kV :
5 Brise roche hydraulique
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Massifs Nombre L en m l en m ht en m Volume
unitaire en M3
Volume
Total en
m3
M6A3 3.00 4.00 1.90 1.60 12.16 36.48
M6A4 3.00 4.60 1.80 1.60 13.25 39.74
M6R13 6.00 2.80 1.20 1.60 5.38 32.26
M6CT2 5.00 0.60 1.30 1.10 0.86 4.29
M6CT11_1 3.00 0.60 0.90 1.10 0.59 1.78
M6CT11_2 27.00 0.80 1.30 1.10 1.14 30.89
M6CS12 60.00 0.80 0.80 1.10 0.70 42.24
M6CB3_1 6.00 1.30 1.30 1.10 1.86 11.15
M6CB3_2 3.00 2.10 2.10 1.10 4.85 14.55
M7CL10_1 3.00 0.80 0.80 1.10 0.70 2.11
M7CL10_2 6.00 1.50 1.50 1.10 2.48 14.85
M6DJ 15.00 1.30 1.30 1.30 2.20 32.96
TOTAL Terrassement 263.30
Tableau 1 : Descriptif des massifs de la plateforme 225 kV, voir Annexe 3 : Carnet des ouvrages et des massifs.
NOTA : Les massifs suivis dun indice 1 signifie quils ont t terrasss dans du calcaire
En faisant un suivi de chantier les rendements obtenus sont les suivants :
Type de sol Type de fouille Type de massifs Dure de
terrassement en
jour
Volume total
[m3]
Volume
moyen par
jour [m3]
Remblais Grande M6A3; M6A4; M6R13 1.5 114 73
Remblais Normale M6CT2; M6CT11_2; M6CB3_2; M7CL10_2;
M6DJ
6 95 16
Remblais Faible M6CS12 8 43 5
Calcaire Normale M6CT11_1; M6CB3_1; M7CL10_1
2.5 10 4
Tableau 2 : Volume de terrassement moyen en fonction du type de sol rencontr et des dimensions des fouilles.
NOTA : Type de fouille Grande = Fouilles de grandes dimensions, suprieures 2 mtres de long
donc facilement terrassable.
Type de fouille Normale = Fouilles rectangulaire, entre 2 et 1 mtre de long, laissant de la
manuvre aux engins.
Type de fouille Faible = Fouilles carre, infrieures 1 mtre de long, difficilement
terrassable car troites pour les godets de terrassement.
Rapport de projet de fin dtudes
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Conclusion :
Les temps de terrassement sont trs diffrents en fonction du type de sol rencontr mais aussi en
fonction des dimensions des fouilles. Il faut donc pouvoir trouver des solutions qui ne seraient pas
pnalises par ces caractristiques.
Cette tude nous permet de cerner plus prcisment les rendements possibles sur le chantier. Ils
nous seront utiles pour :
- Ltude doptimisation des massifs en forme de longrine (voir partie 5.1.3.3 Solution de
longrines)
- Planifier la plateforme 400 kV si la solution des massifs RTE est utilise. Nous pourront ainsi
voir si des engins mcaniques supplmentaires sont ncessaires en fonction des dlais. Pour
le moment nous ne connaissons pas encore le type de sol prsent sur cette future zone.
5.1.3.1.2. 2me
Etape : Le positionnement des crosses dancrages
Tous les massifs en bton sont composs de crosses dancrages pour la fixation des
charpentes mtalliques, allant de 4 16 crosses par massif. Etant donn la quantit de crosses
mettre en place, 5800 au total, tout en respectant les tolrances daltimtrie et de planimtrie (+ou-
2 cm respectivement), un moyen de mise en place a t tudi.
Il sagit de gabarits mtalliques composs de profils du commerce (HE100 B et UPN 80, voir Annexe
4 - Gabarits de pose des crosses mtalliques). Cette solution offre lavantage dtre robuste et facile
mettre en place. De simples galettes de mortier sont cres de part et dautre de la fouille o sont
ensuite tracs les axes dimplantation pour ensuite venir accueillir le gabarit.
. Image 7 : Gabarit en place
Rapport de projet de fin dtudes
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La plateforme 225kV se composant de 9 types de massifs (entraxes des crosses diffrentes), le
nombre de gabarit fabriquer a t tudi de faon avoir un compromis entre le rendement des
massifs crer et le cot de ce systme, non ngligeable.
Ltude du rendement des gabarits sest faite pour les deux plateformes.
Plateforme 225 kV :
Pour la cration dun massif en bton, il faut compter 1 jour :
- Le matin, les massifs de la veille sont dcoffrs et les gabarits sont positionns sur leurs
nouveaux axes dimplantation.
- Laprs-midi, le bton est livr et mis en place.
Rien ne sert de crer un nombre important de gabarits si ce matriel nest pas amorti. De plus, la
mise en position est limite environ 8 par jour (moyenne sur la plateforme 225 kV pour une quipe
de 4 ouvriers).
Le cot final dpend donc du nombre de gabarits et du rendement des ouvriers. Il faut compter une
quipe de 4 ouvriers pour plus de 5 gabarits mettre en place et 2 pour un nombre infrieur.
En prenant en compte lensemble des conditions, lanalyse est la suivante :
Type massif Nombre
massif
Nombre
gabarit
Poids
unitaire kg
Poids Total
kg
Prix des
gabarits
M6A3 3 1 230 230 567
M6A4 3
M6R13 6 1 175 175 431
M6CT2 5 3 70 210 518
M6CT11 30
M6CS12 30 3 150 450 1 109
M6CB3 9 1 82 82 202
M7CL10 9 1 82 82 202
M6DJ 15 2 75 150 370
TOTAUX 110 12 1 379 3 400
Poids total 1 379 Poids total des gabarits commands
Prix total 3 400 Prix du matriel Prix au kg 2.47
Tableau 3 : Rcapitulatif du nombre de gabarits par massifs
Ce premier tableau est la situation adopte pour la plateforme 225kV. Nous voyons la quantit
ncessaire dacier pour crer lensemble des gabarits en fonction du nombre de massifs couler.
Cette solution fait apparatre 18 jours de mise en uvre pour une quipe de 4 ouvriers soit une
prestation 19 000.
Rapport de projet de fin dtudes
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Cependant, avant de dmarrer la tche, une tude sur le nombre de gabarit a t faite en fonction
du nombre de massifs couler.
Temps total en
jour Cot matriel Cot final
1 gabarit par type de massifs
30 2 100 22 000
1 gabarit pour 5 massifs de
mme type 16 5 100 21 000
1 gabarit pour 10 massifs de
mme type 18 3 400 19 000
1 gabarit pour 15 massifs de
mme type 21 2 700 21 200
Tableau 4 : Comparaison de temps entre le nombre de gabarits cres
Cette tude montre bien limportance de la main duvre sur des dures de prestations longues.
Malgr un matriel onreux, limportant est de rduire au maximum le temps total de mise en
uvre pour viter une mobilisation trop importante douvriers sur une mme tche. Cependant,
dans le cas dutilisation de 1 gabarit pour 5 massifs de mme type, le temps final est moins lev que
pour lutilisation de 1 gabarit pour 10 massifs. La diffrence de prix de matriel entre les deux
solutions cote plus cher que 2 jours de main duvre. Nous avons donc choisi la 3me solution.
Cette mthode donnant dexcellents rsultats pour le positionnement, nous avons fait la mme
tude pour la plateforme 400 kV.
Plateforme 400 kV :
Pour cette partie, nayant toujours pas lentraxe des crosses de chaque massif, le calcul du poids des
gabarits a t approxim en fonction de la taille des fouilles terrasser.
Si nous partons sur la mme hypothse que la plateforme 225kV, c'est--dire un ratio de 1/10 pour
les gabarits en prenant toujours en compte que le nombre de gabarits maximum mettre en place
est de 8, nous obtenons le rsultat suivant :
Type massif Nombre massif Nombre gabarit Poids unitaire kg
Poids Total kg Prix des gabarits
M7A6 12 1 250 250 616
M7R6 9 1 250 250 616
M7CC11 156 8 85 680 1 677
M7CC13 132 8 80 640 1 578
M7CT13 22 2 85 170 419
M7CS13 48 5 85 425 1 048
M7CT15 18 2 75 150 370
M7CL11 27 3 85 255 629
M7DJP40 21 2 100 200 493
TOTAUX 445 32 3 020 7 446
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Cette solution reprsente 60 jours de mise en uvre et 68 000 de prestation. Dans cette situation
l, ce rsultat peut tre rduit en modifiant le nombre douvriers.
En effet nous sommes partis sur une quipe de 4 ouvriers pour cette prestation. Cependant, sil
savrait quune deuxime quipe tait ajoute leffectif actuel, un gain important pourrait tre
ralis au niveau des dlais.
La solution adopte pour deux quipes de 4 ouvriers serait alors donc la suivante :
Type massif Nombre massif Nombre gabarit Poids unitaire kg
Poids Total kg Prix
M7A6 12 1 250 250 616
M7R6 9 1 250 250 616
M7CC11 156 10 85 850 2 096
M7CC13 132 10 80 800 1 972
M7CT13 22 2 85 170 419
M7CS13 48 5 85 425 1 048
M7CT15 18 2 75 150 370
M7CL11 27 3 85 255 629
M7DJP40 21 3 100 300 740
TOTAUX 445 37 3 450 8 506
Cette solution reprsente 30 jours de mise en uvre et 70 000 de prestation. A partir de l, un mois
serait alors gagn sur le planning ce qui aurait pour effet dconomiser un mois de cots fixes. Ces
cots sont ceux qui sont imputables durant toute la dure du chantier (base vie, conducteur de
travaux, chef de chantier ) et qui reviennent environ 35 000 par mois. Lanalyse des diffrents
problmes, des besoins pour la plateforme 400 kV et des dlais, ont permis de dfinir une solution
intressante pour lentreprise et notre client, soit une rduction des dlais de 1 mois.
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Matriel d'installation Unit
Prix
unitaire
Bungalows M 1 050.00
Bennes dchets M 400.00
Materiel topographique M 2 890.00
Photocopieur M 120.00
Camionnette M 1 000.00
Containers matriel M 1 000.00
Niveau de chantier M 65.00
Encadrement
Directeur de travaux M 1 100.00
Conducteur de travaux M 9 500.00
Chef de chantier M 7 000.00
Gomtre M 7 500.00
Gomtre externe M 2 000.00
Charges d'exploitation
Fournitures bureau - Photos M 250.00
Tlphone / fax M 150.00
Entretien bureau M 250.00
TOTAL 34 225.00
Image 8 : Dtail des cots fixes sur le chantier de Ponteau
5.1.3.1.3. 3me
Etape : Les surmassifs
La deuxime phase de btonnage des massifs est le surmassif (Voir Annexe 2 - Coupes types
d'un massif). Elle consiste en la ralisation dun lment en mortier de 10 cm de haut et dont les
dimensions en longueur et en largeur varient en fonction du type de platines support de charpentes.
Dans une situation o le nombre de surmassif couler est faible, un simple coffrage en bois est
possible. Ici la diffrence est le nombre raliser (600 pour les deux plateformes).
Des solutions ont donc t proposes pour faciliter et rduire les temps de mise en uvre.
1er
solution :
La 1re solution correspond une solution classique, celle du coffrage bois, laide de bastings coups
aux dimensions du surmassif. Cette solution offre lavantage dtre conomique en matriel mais
demande plus de temps car larase suprieure des massifs ntant jamais parfaitement plane, un
rglage en hauteur est ncessaire pour raliser larrte passe au fer. A partir de l, un ouvrier peut
coffrer 4 surmassifs par jour au maximum.
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2me
solution :
Pour viter de perdre du temps couper des planches aux dimensions de tous les massifs, un
systme de coffrage mtallique en ailes de moulin a t mis au point. Ce systme permet de
sadapter toutes les formes de surmassifs laide de tles plies munies dune cornire rglable en
hauteur pour un coffrage aux dimensions exactes. (Voir Annexe 5 Plan coffrage surmassifs)
Image 9 : Coffrage en aile de moulin mtallique permettant un rglage en hauteur et aux dimensions des
surmassifs
Cette solution offre lavantage dtre beaucoup plus rapide, elle rduit les temps par deux avec un
rendement de 8 massifs par ouvriers et par jour. Elle est nanmoins trs onreuse, 350 le coffrage,
et ncessite dtre compare au niveau du prix en fonction du nombre de surmassifs couler :
Plateforme Type de coffrage Prix
Unit Quantit
Prix
total
Nbr de
surmassifs
Rendement
coffrage/jour
Nbr
ouvrier
Nbr de
jour Cot
225 Coffrage
mtallique 350 16 5 600 140 2 4 4 10 080
225 Coffrage bois 10 140 1 400 140 1 4 9 10 360
400 Coffrage
mtallique 350 16 5 600 466 2 4 15 20 512
400 Coffrage bois 10 466 4 660 466 1 4 29 34 484
Tableau 5 : Rcapitulatif du matriel utilis et du temps de mise en uvre
Conclusions :
Dun point de vue financier, le coffrage en bois est la solution la moins onreuse. Cependant,
elle demande plus de main doeuvre.
Pour la plateforme 225 kV, les deux systmes de coffrage sont quivalent au niveau du cot
final. Cependant, cest la solution en coffrage bois qui a t adopte, plus aux habitudes des
ouvriers. De plus, le coffrage mtallique aurait demand plus de temps pour la construction,
et donc rallong les dlais.
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Pour la plateforme 400kV, nous avons choisi le coffrage mtallique qui est 40% moins
onreux que la solution en bois.
5.1.3.1.4. Conclusions de la solution RTE
Cette solution offre divers inconvnients et avantages:
- Inconvnients :
1er
inconvnient : Dure de terrassement.
Comme nous le montre le tableau n1 : Descriptifs des massifs de la plateforme 225 kV, certains
massifs (massifs sectionneur M6CS12) tant de faibles dimensions, et pour viter de terrasser en trop
grande quantit, ncessitaient un temps important de terrassement.
2me inconvnient : Surconsommation de bton.
Lentreprise EIFFAGE TP nest rmunre que pour les quantits de
bton thoriques crites sur les plans. De plus, la plateforme ralise
par lentreprise de terrassement VALERIAN, pour le compte de RTE,
stipule lutilisation dun remblai 0/100. Cependant, les premires
fouilles ont laiss apparatre un matriau de granulomtrie 0/500.
Dans ce cas l, il est difficile de respecter les dimensions exactes de
terrassement, un affouillement des tranches tant frquent sur les
fouilles de faibles dimensions. Pour lensemble des massifs de la
plateforme 225 kV, au lieu de 257 m3 de bton thorique mettre en
place, nous nous sommes retrouvs avec prs de 317 m3 de bton soit
24% de surconsommation de bton. Image 10 : Phnomne daffouillement
- Avantages :
Le procd dutilisation de gabarits pour la mise en place des crosses dancrages sest avr trs
efficace. Il permet un rsultat trs prcis au niveau du positionnement et est trs robuste. Il sera
donc reconduit pour la plateforme 400 kV.
En ce qui concerne les surmassifs, le procd de coffrage mtallique sera adopt pour la plateforme
400 kV
On voit donc quil est ncessaire de rflchir principalement sur le terrassement des massifs pour
permettre une meilleure optimisation de cette prestation.
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5.1.3.2. Solution des massifs cylindriques
En analysant le problme de terrassement li aux massifs paralllpipdiques, nous nous somme
poss la question, est-il possible de crer des massifs cylindriques ? Si cette solution savrait
positive, un gain de temps norme serait alors ralisable.
En effet, partir du moment o nous passons en forme cylindrique, le procd de terrassement
devient totalement diffrent. Nous pouvons utiliser une tarire. Cette mthode est gnralement
utilise pour la ralisation de pieux fors simples qui permet daller des profondeurs importantes
(plus de 10 mtres). C'est un moyen rapide et conomique, adapt tous les types de terrain pour
une gamme de diamtres tendue.
Image 11 : Mode de fonctionnement dune tarire creuse
Cette solution offre lavantage dtre extrmement rapide, le rendement pouvant atteindre 200
mtres de forage par poste de 10 heures.
Cependant cette solution impose de recalculer lensemble des massifs. Pour cela, il est ncessaire de
comprendre comment ragit cette fondation face aux diffrents efforts qui lui sont appliqus. Dans
lAnnexe 8 Dimensionnement dun massif, vous trouverez lexplication tape par tape pour le
calcul de dimensionnement.
Pour un massif cylindrique, le dimensionnement a suivi le raisonnement suivant. Etant donn que les
diffrentes faces ne sont plus planes mais circulaires, il est difficile de vrifier lensemble des
conditions de stabilits. En effet, il faut passer par une intgration des parois en contact avec le sol et
la rsolution dquations pouvant tres lourdes.
Pour faciliter la dmarche, il ma t conseill par EGCEM, le bureau dtudes dEIFFAGE TP, de
raliser le dimensionnement dun massif paralllpipdique inscrit dans un cylindre.
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Image 12 : Dimensionnement dun massif cylindrique en passant par le massif paralllpipdique inscrit
dans celui-ci
Cette tude a t ralise pour la plateforme 225kV, dans le cas le plus dfavorable o nous sommes
dans le remblai pour lensemble des massifs.
Le type de sol ntant pas connu pour celle du 400kV, il reste voir si cette mthode est rentable.
Lensemble du dimensionnement sest fait sur les massifs :
M6CS12 : 60 massifs
M6CT2 : 5 massifs
M6CT11 : 30 massifs
M7CL10 : 9 massifs
Pour les massifs M6A3, M6A4, M6R13, M6CB3 et M6DJ (26 massifs au total), cette tude ne sest pas
faite car ces massifs sont trop volumineux ou possdent une semelle. Le dimensionnement nous
donne les rsultats suivant :
Massif vue de dessus
l
L
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Dimensions
Massif L l H Diamtre
cylindre
Volume/massif
cylindrique
Volume
/massif
cubique
Diffrence
de
volume
Nombre
massifs
Volume
Total pour
massifs
cylindriques
Volume
Total pour
massifs
cubiques
M6CS12 0.85 0.85 1.10 1.20 1.24 0.70 77% 60.00 74.64 42.24
M6CT2 0.85 0.85 1.50 1.20 1.70 0.86 98% 5 8.48 4.29
M6CT11 1.15 1.15 1.20 1.60 2.41 1.14 111% 30 72.38 34.32
M7CL10 1.15 1.15 1.80 1.60 3.62 2.48 46% 9 32.57 22.28
TOTAL m3 188.08 103.13
Diffrence
m3 85
Tableau 6 : Rcapitulatif des dimensions des massifs cylindriques par rapport aux massifs cubiques de RTE. L selon X
et l selon Y.
Si cette solution avait t adopte sur la plateforme 225 kV, prs de 85 m3 de terrain en plus aurait
t terrass, ce qui reprsente environ 90 m3 de bton supplmentaire (le calcul du volume du
bton est quivalant environ 6% de plus que celui du terrassement. Les 6% reprsentant
lensemble des vides cres par le terrassement jamais parfaitement droit.). Cependant, au lieu de 12
jours de terrassement, seulement 4 auraient t ncessaires.
Financirement cette mthode aurait t plus cher de 13 000 sur la plateforme 225 kV. Rien que
lamen et le repli dune foreuse cote 8500 et prix horaire est de 300. Cependant, cest la
surconsommation de bton qui fait rendre cette solution inadquate. 80 m3 de bton
supplmentaire correspond 8 000 de plus que prvue.
Rien ne dit que cette mthode nest pas adapte pour la suite. Le gain de temps sur le planning
pourrait tre consquent mme si la surconsommation de bton est importante. Il reste donc
connaitre le type de terrain pour ventuellement raliser une note de calcul et connatre les
quantits relles.
5.1.3.3. Solution de longrines
Comme nous lavons remarqu, il est dlicat de terrasser en petite quantit les massifs de la
plateforme 225 kV. Pour pallier ce problme, une solution serait de terrasser sur de plus grandes
longueurs et ainsi viter davoir le problme des fondations isoles.
Comme le montre lAnnexe 9 - Poste 225kV en solution longrine, les massifs sont, dans lensemble,
situs sur des axes dalignement.
La solution serait alors de terrasser les diffrents axes de la plateforme pour ensuite couler des
longrines de bton.
Cette solution sappliquerait alors sur 3 types de longrines diffrentes :
- Longrines pour les massifs M6CS12
- Longrines pour les massifs M6CT11
- Longrines pour les massifs M7CL10
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En utilisant toujours la mthode du rseau dtat, jai calcul les dimensions minimums de la longrine
pour permettre la stabilit de lensemble.
Dimensions
Massifs L l H Volume / longrine
Nombre de
longrines
Volume Total
des longrines
Volume Total des
massifs cubiques
M6CS12 2.20 0.60 1.10 1.5 30 43.6 42.2
M6CT11 0.80 9.70 1.00 7.8 8 62.1 27.5
M7CL10 0.90 9.60 1.00 8.6 3 25.9 22.3
TOTAL 131.6 92.0
Diffrence m3 39.6
Tableau 7 : Rcapitulatif des dimensions des longrines sur la plateforme 225 kV. L selon X et l selon Y.
Cette solution reprsente 40 m3 de terrassement en plus, soit 43 m3 de bton supplmentaire.
Lavantage est de supprimer lisolation des massifs et de passer ainsi un ensemble plus facile
terrasser. En reprenant les rendements obtenus au chapitre 5.1.3.1.1 1er tape : Le terrassement,
nous serions passs de 12 jours 5 jours de terrassement.
En prenant en compte le nombre gabarits supplmentaires pour cette mthode et le cot de la main
duvre, mme si cette solution surconsomme du bton, il savre quun gain de 10 000 aurait pu
tre ralis.
Cette mthode nest cependant pas adaptable pour la plateforme 400 kV car lespacement entre les
massif est beaucoup plus important. Elle reste nanmoins conserve pour des postes ventuels.
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5.2. Etude doptimisation des tranches de mise la terre (mlt).
5.2.1. Dfinition dun circuit de terre.
Lensemble des postes 225 kV et 400 kV, c'est--dire toutes les charpentes principales, les
chssis-supports dappareillage et, dune faon gnrale toutes les masses mtalliques sont relies
au moins une boucle ininterrompue (voir Annexe 6 Circuit de terre du poste 225 kV) du rseau de
terre souterrain. Ce rseau est constitu de cbles en cuivre nus de diamtre variant entre 74,9 et
182 mm. Ces circuits de terre permettent dcouler les courants de fuites dans le sol, ils sont donc
impratifs la protection des biens et des personnes.
5.2.2. Gomtrie du circuit.
Selon le DTP 452 de RTE, la conception du rseau gnral de terre des postes ariens stipule
certaines rgles de conception :
- Lensemble du circuit de terre de protection est constitu par un rseau maill en cbles de
cuivre. Lutilisation de conducteurs en aluminium ou en alliages lgers est strictement
prohibe du fait de leur mauvaise rsistance la corrosion due lacidit des sols ou de
certains types de ciments.
- Le maillage doit tre assez serr pour limiter les tensions de pas (voir dfinition Page 36) et
de contact des valeurs non dangereuses pour le personnel. En gnral, dans les grands
postes, un maillage lche sur une grande surface serait suffisant pour couler le courant de
fuite6.
- Les conducteurs de terre enfouis trs grande profondeur sont entours de surfaces
quipotentielles cylindriques. Si le conducteur (un engin de chantier, ou une personne) est
proche de la surface du sol, ces surfaces quipotentielles sont dformes, ce qui a pour effet
daugmenter la rsistance de la prise de terre ainsi que les tensions de pas.
En thorie, ces conducteurs devraient tre enterrs une profondeur aussi grande que possible pour
viter ce genre de phnomne. Cependant, compte-tenu du prix de revient des tranches, il est peu
judicieux denfouir les cbles de terre de plus de 1 mtre. Une profondeur de 0,80 mtre est un
compromis satisfaisant entre le cot dune tranche et la protection de lensemble du personnel et
du matriel.
5.2.3. Solutions de mise en uvre
LorsquEIFFAGE TP a rpondu lappel doffres de FORCLUM, il tait prvu 8000 ml de tranches
pour lensemble du circuit de terre des postes 225kV et 400 kV. Ces tranches sont composes de la
sorte :
6 Courant de fuite : Le courant de fuite est un courant qui par dfinition s'coule entre les parties actives et la connexion de terre en l'absence de dfaut lectrique. Il existe sur toute installation lectrique quelle qu'elle soit est amen augmenter progressivement dans le temps en fonction du vieillissement des isolants de l'installation. On peut le ressentir lorsquune machine laver est mal connecte la terre. Une sensation de picotement traverse le corps. Dans le cas dun transformateur, ces picotements peuvent se traduire par une forte dcharge.
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Image 13 : Coupe type dune tranche de mise la terre. Le -10 correspondant au niveau de la plateforme
livre, le 0 tant le niveau fini de la plateforme aprs pandage de gravillons sur lensemble de la
surface.
En gnral, pour effectuer ce genre de prestation, une mini pelle avec un chauffeur et un camion 6x4
pour vacuer les dblais sont ncessaires. Cette solution est celle la plus souvent utilise car elle
permet un rendement important, jusqu 100 mtres linaire par jour.
Or comme nous lavons dit prcdemment (chapitre 5.1.3.1.1 Retour de terrassement ), le terrain
prsent sur place est constitu dun matriau meuble, le remblai, et dur, le calcaire. Ceci nous force
prendre en plus dune situation habituelle, une pelle munie dun BRH pour suivre lavancement le
terrassement des fouilles. Un chauffeur et un engin sont donc mobiliss en plus, les rendements
restant les mmes.
2me
solution : Circuit en antenne
Une solution doptimisation a t propose RTE afin de rduire au maximum les dlais ainsi que les
quantits. La solution tait de crer une tranche commune sur chaque boucle du rseau de mlt
(voir Annexe 7 Proposition circuit mlt) suivie dantennes pour relier lensemble des charpentes
mtalliques.
En refaisant les mtrs sur lensemble du poste, il savre que le gain de tranches est denviron 40%
soit un total de 3600 ml. Cette solution aurait pu rduire le planning de presque un mois, les zones
dantennes tant les diffrentes cellules du poste o il est difficile de manuvrer entre les
charpentes.
Malheureusement, en tudiant le maillage de ce nouveau circuit, il savre que la tension de pas est
trop importante en certains points.
En effet, lorsquun courant de fuite apparat, la prise de terre permet de protger les appareils en
conduisant le courant au sol. Celui-ci produira des lignes de potentiel qui se rpartiront dune
manire concentrique autour de llectrode.
Ce sont ces lignes de potentiel qui sont dangereuse pour le personnel. Elles sont maximales au point
dinjection dans le sol et dcroit rapidement au fur et mesure que lon sloigne de ce point. Le but
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est donc de propager les courants le plus vite possible pour diminuer ces lignes potentiels et donc le
phnomne de tension de pas.
La tension de pas est lie au fait quune source de courant cre en un point dimpact est
responsable dun champ lectrique au sol, donc dune tension, qui varie en fonction de la distance
la source : entre deux points diffrents en contact avec le sol, spars dune distance appele pas,
existe donc une diffrence de potentiel, ou tension de pas, dautant plus leve que le pas est
important. Le courant passe alors dans le corps et peut devenir mortel.
Image 14 : Une diffrence de potentiel va se produire lorsque le deuxime pied aura touch le sol, la
personne va ressentir une forte lectrocution
Le courant dun poste de transformation pouvant tre extrmement lev, il est ncessaire de limiter
au maximum cette tension. Cest pour cela que RTE prconise un maillage en boucle sur ces postes.
Ils coulent plus rapidement les courants de dfauts et donc diminue les risques.
Image 15 : Schma de principe de la mise la terre avec un maillage en boucle. Les cbles de cuivres se
sparent la base du massif. Les lignes de potentiel (cercles en rose) diminuent rapidement.
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Image 16 : Schma de principe avec le maillage propos RTE. Les cbles se sparent une distance plus
grande que la premire solution. Les lignes de potentiel sont donc plus importantes augmentant le
risque de tension de pas
Cette solution a donc t refuse pour des raisons de scurit de lensemble du poste.
3me
Solution envisage : Trancheuse
La seule solution pour optimiser les tranches de mise la terre est donc de rduire le temps de
terrassement. Pour cela, la trancheuse est un matriel adquat.
Image 17 : Trancheuse permettant la ralisation de petites tranches, idale pour le chantier de
PONTEAU.
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Elle permet un rendement important allant jusqu plus dune centaine de mtre par jour, aux
dimensions voulues. Cependant ce matriel est adquate pour un sol en remblais de granulomtrie
de dpassant pas le 0/200. Cest pour cela quelle a t abandonne pour la premire plateforme
cause du problme rencontr lors des premires fouilles laissant apparaitre un matriau 0/500. Il
aurait alors fallu un matriel beaucoup plus imposant et non adapt notre situation o les
charpentes mtalliques gnent le dplacement des engins.
Nous esprons alors que ce problme ne se rencontrera pas sur la plateforme 400 kV et quil y ait
une couche dau moins 1 mtre de remblais sur lensemble. Cette solution technique nous permettra
de rduire de 1 mois le dlai de cette tche.
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5.3. Etude doptimisation des caniveaux.
Lensemble des deux postes est compos de 1730 ml de caniveaux en bton permettant de faire
cheminer un ensemble de cbles, basse et haute tension, servant dalimentation aux diffrents
appareils de transformation. Il existe deux types de caniveaux, les types A et les types B, selon la
quantit de cbles positionns lintrieur.
5.3.1. Solution Caniveaux Prfabriqus
La prfabrication est la mthode la plus souvent utilise. Certaines industries, comme BMI,
sont spcialises dans ce genre de domaine. Les lments font 1 mtre de long et sont poss sur un
lit de mortier.
Image 18 : Caniveaux prfabriqus, de type B gauche et de type A droite
Cette solution offre lavantage dtre facilement mise en uvre. Les caniveaux ayant dj la forme
escompte, il suffit dun simple rglage en hauteur et en plan pour avoir le rsultat souhait. Pour le
poste 225kV, le rseau de caniveaux tant trs resserr et proche des charpentes mtalliques, la
solution en bton extrud, cite plus bas, reste difficile mettre en uvre du fait de
lencombrement du matriel utiliser. Cest pour cela que cette solution a t adopte.
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Le cot par mtre linaire de caniveaux est de :
Dsignation Unit Quantit Prix
unitaire TOTAL
Matriaux
Caniveau type A ml 1 29.00 29.00
Dalle ml 1 9.00 9.00
Mortier ft 1 5.00 5.00
Transport ml 1 8.00 8.00
Main d'uvre ml 1 29.26 29.26
Cot au ml 80.26
Tableau 8 : Rcapitulatif des dpenses pour la pose des caniveaux A par jour : Le prix du mortier a t calcul en
fonction des quantits relles de ciment et de sable consomms et la main duvre calcule pour 4 ouvriers 32
de lheure posant 35 ml par jour.
Pour la plateforme 400 kV, nous sommes beaucoup moins restreint par la place. Une solution
alternative en bton extrud a donc t tudie.
5.3.2. Solution Caniveaux en bton extrud
Le bton extrud est une technique trs souvent utilise sur les chantiers linaires, comme
les autoroutes, les plateformes de stockage ou les routes nationales, lorsquun ouvrage en bton se
rpte sur de longues distances. Cette solution sadapte facilement diffrents types douvrage :
- Scurit : Bordures, glissires de scurit, sparateurs de voies.
- Assainissement : Caniveaux, fosss, canaux dvacuation des eaux de pluie.
- Dallage par extrusion.
A laide dune machine munie dun coffrage glissant (aux formes de louvrage ralis), du bton trs
ferme (peu deau et ajout de plastifiant) est inject dans celle-ci. Par forte vibration, le bton ressort
en fonction du coffrage utilis, par avancement de la machine.
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Image 19 : Utilisation dun bton extrud pour les rseaux deaux pluviales
Cette technique offre de gros avantages :
- Rapidit dexcution : Par rapport une solution de prfabrication des caniveaux qui atteint
un rendement moyen de 30 mtres linaires par jour, cette mthode permet de raliser
jusqu 200 mtres linaires.
- Peu de main duvre : Toujours par rapport la prfabrication qui demande 5 ouvriers,
celle-ci ncessite moins de main duvre. Un conducteur dengins et deux ouvriers suffisent.
Pour un seul jour dutilisation, la comparaison des deux solutions au niveau du cot de la main
duvre est significative :
- Pose des caniveaux prfabriqus sur 200 mtres : 8300
- Bton extrud sur 200 mtres : 800
Cependant, malgr la rapidit de mise en uvre, les finitions du rseau de caniveaux ne peuvent pas
tre ralises par la mthode du bton extrud.
Comme nous lavons cit plus haut, ces caniveaux servent accueillir des cbles de basses tensions
qui ont un rayon de courbure respecter. Leur diamtre ne leur permet pas de se plier 90. Des
angles sont donc rajouts sur les caniveaux pour permettre la courbure minimum des cbles.
Image 20 : Angle de caniveaux
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Pour ces lments, la prfabrication reste la solution la plus adapte. De plus, le rseau de caniveaux
nest pas un rseau deaux pluviales. En cas de pluie, leau doit pouvoir scouler travers sans
saccumuler. Des rservations en fond sont donc ncessaire, voir Image 18. Le procd de fabrication
du bton extrud ne permet pas de crer ces rservations directement, il faut donc rajouter un
ouvrier la ralisation de cette tche.
Pour la plateforme 400 kV, cette solution serait alors envisageable sur les tronons droits sur de
grandes distances. Cependant il reste encore des zones antennes proches des charpentes
mtalliques. (Voir Annexe 10 - Solution bton extrud sur Poste 400kV). La solution serait alors de
faire le linaire en bton extrud et de poursuivre la prfabrication pour les antennes.
Cette technique ncessite cependant de la place pour permettre la circulation de lengin (2.5 mtres
de large) et un terrain plat. En effet, le bton extrud ncessite un terrain dassise parfaitement plat
pour esprer un rsultat correct. Il ny a pas de rglage en hauteur durant la phase de btonnage, il
faut donc penser faire une rfection de plateforme si celle-ci savre tre abim durant la phase de
btonnage des massifs. De plus, un moule aux formes du caniveau doit tre cre pour permettre de
donner au bton la forme voulue :
Image 21 : Forme de caniveau laide du coffrage glissant
A partir de l, nous connaissons la quantit de bton ncessaire pour lensemble. Nous obtenons un
prix au mtre linaire infrieur celui de la pose de caniveaux prfabriqus :
Dsignation Unit Quantit
totale
Prix
unitaire TOTAL
Matriel
Amen/replis machine Bton extrud ft 1 1 500.00 1 500.00
Machine Bton extrud m3 45 200.00 9 000.00
Moule caniveaux ft 1 3 500.00 3 500.00 Tractopelle pour mise niveau de la plateforme J 3 350.00 1 050.00
Matriaux
Bton XS1 m3 45 112.8 5 076.00
Dalle ml 610 18 10 980.00
Main d'uvre J 12 256 3 072.00
TOTAL 34 178.00
Cot au
ml 56.03
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Ce qui demanderait 20 jours de mise en uvre avec une solution prfabrique, ne ncessite que 4
jours pour un bton extrud. Cette solution sera donc adopte pour la plateforme 400 kV.
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5.4. Choix techniques pour le 400 kV
Aprs lnumration de toutes ces solutions, certaines ont dfinitivement t adoptes pour la
deuxime tape du chantier, les autres tant
dun lment essentiel qui est la nature du sol de la future plateforme.
Massifs support de charpentes
Massifs paralllpipdiques
Solution utilise sur la
plateforme 400 kV si les
massifs cylindriques sont
abandonns
Solution
temps im
terrassement mais reste
valider par un bureau dtude
et par l
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Choix techniques pour le 400 kV.
Aprs lnumration de toutes ces solutions, certaines ont dfinitivement t adoptes pour la
deuxime tape du chantier, les autres tant soient dfinitivement abandonnes, soit en at
dun lment essentiel qui est la nature du sol de la future plateforme.
Massifs support de charpentes
Massifs cylindriques
Solution permettant un gain de
temps important sur le
terrassement mais reste
valider par un bureau dtude
et par le client.
Massifs en longrines
Solution inadapte pour la plateforme
400 kV car lespacement entre les
massifs est trop important. Elle reste
nanmoins beaucoup plus rapide au
niveau du terrassement
utilise sur une prochaine plateforme
225 kV
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Aprs lnumration de toutes ces solutions, certaines ont dfinitivement t adoptes pour la
dfinitivement abandonnes, soit en attente
Massifs en longrines
Solution inadapte pour la plateforme
400 kV car lespacement entre les
massifs est trop important. Elle reste
nanmoins beaucoup plus rapide au
niveau du terrassement et pourra tre
utilise sur une prochaine plateforme
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Le positionnement des crosses se fera laide des gabarits mtalliques composs de profils du
commerce. Ils permettent une bonne
nombre sera rationalis en fonction du nombre douvriers
fonction du nombre de massifs coulables en mme temps.
Positionnement des crosses
Coffrage bois
Ce procd sera abandonn pour la deuxime
plateforme car beaucoup trop long rgler
aux dimensions de tous les surmassifs
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Le positionnement des crosses se fera laide des gabarits mtalliques composs de profils du
bonne prcision et sont en plus trs robustes donc rutilisables. Leur
nombre sera rationalis en fonction du nombre douvriers prvus pour la plateforme 400 kV et en
fonction du nombre de massifs coulables en mme temps.
Positionnement des crosses d'ancrage
Surmassifs
Ce procd sera abandonn pour la deuxime
car beaucoup trop long rgler
aux dimensions de tous les surmassifs.
Coffrage mtallique
Ce coffrage reprend les caractristiques dun
coffrage en ailes de moulin souvent utilis dans
le btiment la diffrence quil est mtallique e