Méthodes en phase de préparation du chantier

PROJET DE FIN
D’ETUDES
Mémoire final
Méthodes en phase de préparation sur le chantier du CHR de Metz.
Auteur : FAUVEL Bruno,
Elève ingénieur 5ème année,
INSA Strasbourg, Spécialité Génie Civil, Option Conception des Ouvrages.
Tuteur Entreprise : ZWINGELSTEIN Sylvie,
Ingénieur INSA Lyon,
Pertuy Construction, Chef de Service Adjoint Méthodes.
Tuteur INSA Strasbourg : GUYVARC’H Bertrand,
Professeur Agrégé de Génie Civil
INSA Strasbourg.
Juin 2007

Projet de fin d’études
Méthodes en phase préparatoire sur le chantier du CHR de Metz
FAUVEL Bruno
Juin 2007 - 2 -
RESUME
Ce projet de fin d’études a porté sur les méthodes en phase préparatoire sur le
chantier du Centre Hospitalier Régional de Metz. PERTUY Construction, la filiale
Nord-Est du groupe BOUYGUES Construction est missionnée pour cette opération
dans le cadre d’un marché de conception-réalisation d’un montant de 150 millions
d’euros HT. Ce type de contrat implique des études importantes pour le mandataire
en amont du chantier afin d’optimiser l’ensemble des lots.
Durant ces études préparatoires, le choix de l’installation de chantier doit être
fait. Ce dernier est garant de la réalisation d’un ouvrage de qualité, d’une exécution
en sécurité pour les compagnons, d’une certaine qualité de vie dans le travail de tous
les jours et de ce fait une productivité optimum et le respect des délais.
Sur un tel projet, le positionnement des grues n’est pas unique ; le service
Méthodes doit donc proposer diverses solutions en mettant en oeuvre des
indicateurs qui permettront de les comparer.
Après avoir proposé une première solution, en deux phases équilibrées, un
planning gros œuvre associé a été réalisé.
Afin de pouvoir étudier facilement d’autres positions de grues, notamment pour
obtenir un délai de réalisation plus court, de nouveaux plannings ont été étudiées en
scindant le bâtiment en blocs indépendants, selon les joints de dilatation. A l’aide de
cet outil, d’autres solutions ont été imaginées, dessinées puis étudiées. Une
précision des axes de travail a alors permis une sélection des propositions les plus
pertinentes. Ces dernières ont ainsi pu être approfondies puis chiffrées.
Pour aider l’équipe travaux à choisir la solution finale parmi les solutions
retenues, des moyens de comparaison ont été mis en place. Nous pouvons ainsi
comparer les interférences de grues, les longueurs de voies de grues et les frais
induits.
En parallèle, des points particuliers, comme les façades porteuses en béton poli,
ont été étudiés. En effet, le projet étant encore en évolution, des modifications sur
ces éléments peuvent conditionner directement le choix des moyens de levage
définitifs.
Compte tenu d’un planning gros œuvre ne respectant pas le planning global,
l’interaction avec les corps d’états secondaires devra être étudié, zone par zone et
niveau par niveau afin d’ajuster l’interface entre les travaux et les autres
intervenants.
Le service Travaux n’a pas entériné à ce jour le choix définitif de l’installation de
chantier, notamment la position des grues, mais à la vue des études réalisées, les
solutions intéressantes sont restreintes.
Méthodes – Installation de chantier – Bâtiment – Planning

FAUVEL Bruno
Juin 2007 - 3 -
REMERCIEMENTS
Avant de vous développer mon étude, je tiens à remercier Monsieur Claude
ARQUIER, Directeur Technique, Pertuy Construction pour m’avoir accueilli au sein
de l’entreprise Pertuy Construction.
Ensuite, mes remerciements s’adressent à Monsieur Benoît SCHERER, Directeur
Adjoint Technique en charge du Service Méthodes, qui m’a intégré à son équipe.
Je joins aussi à ces remerciements ma tutrice, Madame Sylvie ZWINGELSTEIN,
Chef de Service Adjoint Méthodes qui a su m’apporter son expérience, ses conseils
et son savoir faire toujours dans la bonne humeur. Je pense également à Monsieur
Xavier BAGNIS, Responsable gros œuvre sur le chantier du Nouvel Hôpital de Metz.
De plus, je souhaite remercier également Monsieur Bertrand GUYVARC’H,
professeur à l’INSA de Strasbourg, pour m’avoir suivi durant mon projet.
Enfin, je n’oublie pas les autres collaborateurs du service Méthodes, de la
Direction Technique et toutes les autres personnes côtoyées durant ces 20
semaines.

FAUVEL Bruno
Juin 2007 - 4 -
SOMMAIRE
RESUME .................................................................................................................... 2
REMERCIEMENTS.................................................................................................... 3
SOMMAIRE................................................................................................................ 4
INTRODUCTION........................................................................................................ 6
1. PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL .......................................... 7
1.1. Le groupe..................................................................................................... 7
1.2. L’entreprise .................................................................................................. 8
1.3. Le service Méthodes .................................................................................... 8
1.3.1. Présentation.......................................................................................... 8
1.3.2. Organigramme ...................................................................................... 9
1.3.3. Rôle....................................................................................................... 9
1.3.4. Outils à disposition.............................................................................. 10
2. OBJECTIFS DE L’ETUDE................................................................................. 12
2.1. Problématique ............................................................................................ 12
2.2. Objectifs à atteindre ................................................................................... 12
2.2.1. Pour le projet....................................................................................... 12
2.2.2. Personnels .......................................................................................... 12
2.3. Planning prévisionnel de travail.................................................................. 13
3. L’AFFAIRE : CHR de METZ.............................................................................. 14
3.1. Présentation générale du projet ................................................................. 14
3.1.1. Contexte.............................................................................................. 14
3.1.2. Quelques chiffres ................................................................................ 14
3.1.3. Intervenants ........................................................................................ 15
3.1.4. Concept architectural .......................................................................... 16
3.1.5. Organisation des services................................................................... 19
3.2. Marché en conception-réalisation............................................................... 22
3.2.1. Principe ............................................................................................... 22
3.2.2. Avantages – Inconvénients pour le Maître d’Ouvrage......................... 22
3.2.3. Avantages – Inconvénients pour Pertuy Construction......................... 23
3.2.4. Justification de ce type de marché...................................................... 23
3.2.5. Organisation du Maître d’Ouvrage ...................................................... 24
3.2.6. Organisation interne du mandataire en phase de conception............. 24
3.3. La structure ................................................................................................ 25
3.3.1. Principes structurels............................................................................ 25
3.3.2. Dispositions règlementaires ................................................................ 27
3.4. Contraintes................................................................................................. 28
3.4.1. Environnementales ............................................................................. 28
3.4.2. De planning......................................................................................... 28
4. PREMIERE SIMULATION................................................................................. 31
4.1. Hypothèses sur les grues........................................................................... 31
4.1.1. Type de grues ..................................................................................... 31
4.1.2. Charges retenues................................................................................ 31
4.1.3. Interférences ....................................................................................... 32
4.2. Simulation .................................................................................................. 33
4.2.1. Présentation........................................................................................ 33
4.2.2. Analyse ............................................................................................... 34
4.3. Planning associé ........................................................................................ 34
4.3.1. Hypothèses ......................................................................................... 34
4.3.2. Planning.............................................................................................. 35

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Juin 2007 - 5 -
4.3.3. Analyse ............................................................................................... 36
5. TRAVAIL PAR « BLOCS JD »........................................................................... 37
5.1. Métrés ........................................................................................................ 37
5.2. Planning ..................................................................................................... 37
6. AUTRES SIMULATIONS DE POSITION DE GRUE ......................................... 40
6.1. Choix et implantation des grues ................................................................. 40
6.1.1. Implantations possibles....................................................................... 40
6.1.2. Distances minimales ........................................................................... 42
6.1.3. Hauteur sous crochet.......................................................................... 42
6.1.4. Démontage.......................................................................................... 43
6.2. Etude de solutions...................................................................................... 43
6.2.1. Simulation BIS..................................................................................... 43
6.2.2. Simulation TER ................................................................................... 45
6.2.3. Simulation 1 ........................................................................................ 47
6.2.4. Simulation 2 ........................................................................................ 48
6.2.5. Simulation 3 ........................................................................................ 50
6.2.6. Simulation 4 ........................................................................................ 51
6.2.7. Simulation 5 ........................................................................................ 51
6.2.8. Conclusion .......................................................................................... 53
7. ETUDE DES FACADES PREFABRIQUEES..................................................... 54
7.1. Modélisation ............................................................................................... 54
7.2. Repérage ................................................................................................... 55
7.3. Mise en œuvre ........................................................................................... 56
7.4. Autres solutions techniques envisagées .................................................... 56
8. ETUDES DETAILLEES DE SIMULATIONS...................................................... 58
8.1. Choix des axes de travail ........................................................................... 58
8.2. Chiffrage des installations .......................................................................... 60
8.3. Eléments de comparaison.......................................................................... 61
8.3.1. Fiche récapitulative ............................................................................. 61
8.3.2. Les interférences entre grues.............................................................. 62
8.3.3. La longueur des voies de grue............................................................ 63
8.3.4. Production de dalles............................................................................ 63
9. SATURATION DE GRUE.................................................................................. 66
9.1. Principe ...................................................................................................... 66
9.2. Chronoanalyse ........................................................................................... 66
9.3. Etude de la grue 4...................................................................................... 66
10. PLAN D’INSTALLATION DE CHANTIER ...................................................... 68
10.1. Introduction............................................................................................. 68
10.2. Plan de plateformes................................................................................ 68
10.2.1. Hypothèses...................................................................................... 68
10.2.2. Emprise provisoire........................................................................... 69
10.2.3. Stockage et voiries provisoires........................................................ 70
10.3. Besoins de la base vie............................................................................ 70
10.3.1. La base vie des compagnons.......................................................... 70
10.3.2. L’agence travaux ............................................................................. 70
10.4. Accès et voiries....................................................................................... 70
10.5. Plan d’installation de chantier ................................................................. 71
RETOUR D’EXPERIENCE....................................................................................... 72
CONCLUSION.......................................................................................................... 73
BIBLIOGRAPHIE...................................................................................................... 74
TABLE DES FIGURES............................................................................................. 75
TABLE DES TABLEAUX .......................................................................................... 76
ANNEXES ................................................................................................................ 77

FAUVEL Bruno
Juin 2007 - 6 -
INTRODUCTION
Dans le cadre de la formation initiale à l’INSA de Strasbourg, une période de 20
semaines de projet en entreprise vient clôturer la cinquième année.
Cette présente étude a été réalisée chez Pertuy Construction, une filiale du
groupe Bouygues et plus précisément sur les méthodes en phase préparatoire du
chantier du Centre Hospitalier Régional (CHR) de Metz. Il s’agit d’une opération en
conception-réalisation : une étude importante en amont est donc nécessaire afin
d’optimiser le projet et ainsi réduire le délai et les coûts.
Ce chantier est actuellement en phase de conception, plus précisément en Avant
Projet Détaillé. Durant cette période préalable au début des travaux, le service
Méthodes est missionné pour mettre au point, en autres, le planning, le plan
d’installation de chantier et les options importantes. Ces études sont liées et
permettent de définir les différents besoins du chantier.
L’installation de chantier doit permettre de réaliser le gros œuvre dans de bonnes
conditions tout en respectant le délai imparti dans le planning global du chantier. Il
faut donc trouver une simulation de grue permettant de répondre à ces critères.
Après avoir expliqué l’organisation et le fonctionnement de la structure d’accueil,
nous développerons les objectifs de l’étude puis présenterons le projet du Nouvel
Hôpital de Metz à travers son concept architectural, les spécificités de son marché et
sa structure.
Dans un second temps, nous parlerons des contraintes du projet avant de
développer une première position de grues et son planning induit.
Par la suite, dans un souci d’optimisation, nous étudierons d’autres simulations
d’installation de chantier avant de développer les façades.
Enfin, nous chercherons des moyens de comparer les solutions pour aider le
choix final.

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1. PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL
1.1. Le groupe
Le groupe Bouygues est représenté dans six grands domaines très divers.
Un grand groupe
industriel diversifié
122500 collaborateurs
CA 2006 : 26,5 Md€
CONSTRUCTION
IMMOBILIER
MÉDIAS
6,7 Md€
1,6 Md€
4,5 Md€
2,6 Md€
10,7 Md€
CA 2006
par entités
ENERGIE
TRANSPORT
Participation (24,4 %)
Accord de coopération
11,5 Md€
ROUTES
TELECOMS
Figure 1.1 : Groupe Bouygues : 6 grands métiers
Bouygues Construction est l’une de ces entités et compte 7 structures
opérationnelles réparties dans le monde entier.
Activité
Nombre de collaborateurs
par entités
1,16 Md€
4 100
1,90 Md€
7 100
757 M€
7 700
845 M€3 300
463 M€
5 100
126 M€*
500
1,01 Md€
9 700
38 500 collaborateurs
CA 2006 : 6,9 Md€ Pôle
Entreprises
spécialisées TP
* Recette
Figure 1.2 : Bouygues Construction : 7 structures opérationnelles
Avec un chiffre d’affaire de plus de 6,9 milliards d’euros en 2006 (dont 40%
réalisés à l’étranger) et plus de 38500 collaborateurs dont 20500 hors de France
dans 60 pays, Bouygues Construction est un des leaders internationaux du BTP.

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Les filiales françaises (hors Ile de France), comme Pertuy Construction, sont
rattachés à Bouygues Construction Entreprises France Europe. Un des grands
avantages de l’appartenance à un tel groupe est la possibilité de faire appel aux
savoirs, aux moyens humains et matériels et aux expériences d’une autre entité pour
résoudre un problème.
1.2. L’entreprise
Depuis plus de 50 ans, Pertuy Construction est implantée dans la région Est de la
France dans trois domaines :
• le bâtiment ;
• le génie civil :
• les ouvrages d’arts.
L’entreprise réalise de nombreuses opérations, tant privées que publiques, dans
l’habitat (logements sociaux, privés, neufs ou réhabilités), les ouvrages fonctionnels
(immobilier d’entreprise, commerce, culture, enseignement, justice ou encore santé),
et les travaux d’entretien et de rénovation.
Pertuy exerce son activité dans le génie civil au service des industriels (locaux
d’activités, logistique, nucléaire, défense) et de l’environnement (stations d’épuration,
parkings, usines d’incinération, assainissement et adduction d’eau).
Enfin, 25 ouvrages d’arts en moyenne sont construits par an dans le quart Nord-
Est de la France, comme sur les lignes LGV Est et Rhin-Rhône.
Une filiale intégrée à Pertuy Construction, Cirmad Est, réalise des opérations de
conception-réalisation, en se positionnant en opérateur global et en proposant à ses
clients des concepts novateurs et des prestations à forte valeur ajoutée.
L’entreprise compte actuellement plus de 820 collaborateurs et son chiffre
d’affaires pour l’année 2006 est de 300 millions d’euros. L’objectif pour la fin de
l’année 2008 est de franchir la barre des 1000 employés.
1.3. Le service Méthodes
1.3.1. Présentation
Le service Méthodes appartient à la Direction Technique de l’entreprise, au
même titre que le bureau d’études structure, fluide, conception ou encore les études
de prix.
Les missions méthodes en génie civil et bâtiment sont effectuées à Nancy ou
Strasbourg. Les chantiers d’ouvrages d’art sont quant à eux étudiés à Nancy.
Actuellement, une dizaine de personnes est rattachée à ce service. Ces
collaborateurs travaillent soit en agence, soit pour les opérations importantes,
directement sur chantier avec l’équipe travaux.

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1.3.2. Organigramme
Le service Méthodes est composé de la manière suivante :
Figure 1.3 : Organisation du service Méthodes
Afin de garder une proximité géographique avec les chantiers, Denis JUNG et
son équipe sont basés à l’agence de Strasbourg. Les autres collaborateurs travaillent
quant à eux au siège, à Nancy.
1.3.3. Rôle
Le service Méthodes est responsable de plusieurs missions.
En effet, il est consulté en phase commerciale afin de chiffrer les installations de
chantier et les moyens de levage nécessaires puis pour valider les phases du
planning.
ARQUIER, Claude
Directeur Technique
SCHERER, Benoît
Directeur Adjoint Technique
Responsable des Méthodes
CLEMENT, Gérard
Chef de groupe Méthodes
ZWINGELSTEIN, Sylvie
Chef de Service Adjoint
Méthodes
GOTTI, Nicolas
Cadre
DELON, Remi
Chef de Groupe
HUMBERT, Delphine
Principal
THUILIER, Virginie
Cadre
JUNG, Denis
Chef de Service Adjoint
Méthodes
GLUCK, Valentin
Cadre
WITTMER, J-Philippe
Cadre
SAUSSOL, Francis
Dessinateur Projeteur

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Ainsi, peuvent être préparés à cette époque en fonction des chantiers :
• un plan d’installation de chantier sommaire;
• des modes constructifs sommaires ;
• un planning objectif ;
• un planning d’exécution ;
• un budget main d’œuvre qui estime le nombre d’heures de travail par
poste ;
• un chiffrage des besoins en matériels (moyens de levage, banches,
moyens de sécurité).
De plus, lors de la préparation du chantier, le service travaux fait appel aux
méthodes pour :
• l’analyse des risques sécurité environnement ;
• le plan d’installation de chantier et de terrassement ;
• les modes opératoires et points particuliers ;
• les cycles verticaux et horizontaux ;
• le planning Gros Œuvre (GO), TCE et courbes main d’œuvre ;
• l’étude des matériels (sécurité – coffrage – étaiement – consultation).
Ce qui permet de faire le bilan du matériel nécessaire afin de le commander.
Enfin, durant la phase d’exécution, le service Méthodes propose des solutions
techniques aux problèmes qui sont rencontrés lors de la réalisation grâce à :
• la participation active aux réunions de prise d’options méthodes ;
• résolution de problèmes liés à la réalisation du GO ;
• l’adaptation au plus près des besoins de l’étude méthodes ;
• au lancement de cycle et recalage éventuel ;
• l’élaboration de diagrammes journaliers ;
• aux explications, mise à jour et adaptation éventuelle des documents ;
• aux conseils techniques et améliorations possibles.
Dans tous les cas, c’est le service travaux qui validera ou non les propositions
formulées par les méthodes. La communication est donc importante entre services
afin d’ajuster au mieux les solutions aux attentes, habitudes et savoirs faire de
l’encadrement du chantier afin d’arriver à des solutions satisfaisantes financièrement,
techniquement et surtout humainement en intégrant la sécurité des compagnons.
En conclusion, le service Méthodes détermine ce qui doit être construit, la
manière de le réaliser, les moyens à mettre en œuvre et quand l’exécuter. Enfin, il
est responsable de la stabilité des phases provisoires.
1.3.4. Outils à disposition
La majorité des études Méthodes se fait d’après des plans informatiques de
l’architecte ou du bureau d’étude technique. Chaque collaborateur dispose donc d’un
poste informatique avec le logiciel AutoCAD pour lire et modifier les plans. De plus,
Bouygues Construction a développé un outil supplémentaire à ce programme : le
module Microméthodes qui facilite le travail Méthodes : métrés, mise en place des
cycles, gestion du matériel, aide à l’installation de chantier et bibliothèque de
matériel.

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Depuis quelques années, afin d’ajuster au mieux sa base de temps unitaire,
Pertuy réalise des campagnes de Chronoanalyse. Cette technique développée
initialement par Bouygues Habitat en 1994 consiste à observer et à enregistrer
toutes les deux minutes le travail de la grue et des compagnons. L’étude des
données permet d’obtenir des ratios et des temps unitaires propres à l’entreprise et
aux techniques employées. Le service méthodes est responsable de cette étude et
se sert ensuite des résultats obtenus pour ajuster le planning, les cycles et de
calculer la saturation de la grue pour valider l’ensemble.
La gestion du planning est faite à l’aide de Microsoft Project. En associant des
moyens humains aux tâches, il est possible de réaliser une courbe main d’œuvre et
ainsi connaître l’effectif nécessaire pour l’ensemble du chantier.
Des outils, développés en Visual Basic sous Excel, permettent d’éditer des notes
de calcul simples nécessaires au dimensionnement des outils à mettre en œuvre
comme l’étaiement ou la stabilisation.

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2. OBJECTIFS DE L’ETUDE
2.1. Problématique
La phase de préparation d’un chantier permet de définir les principales options
qui seront retenues pour la phase travaux. De ces choix découleront les
conséquences en matière de coûts, délais, sécurité et qualité. Il convient donc
d’optimiser aux mieux les études afin de prendre les bonnes décisions.
Sur le projet du CHR de Metz, le délai imparti par le marché aux études de
conception et de développement est de 20 mois et la durée des travaux est fixée à
38 mois. Si on déduit de cette seconde période le temps nécessaire aux corps
d’états secondaires pour installer leurs équipements, seulement 17 mois peuvent
être consacrés au gros œuvre. Il faut donc, réussir à respecter ce planning.
2.2. Objectifs à atteindre
2.2.1. Pour le projet
Le but de l’étude préparatoire du service Méthodes sera de trouver les solutions
techniques (matériel, modes opératoires…) qui permettront de respecter au mieux le
délai nécessaire au gros œuvre afin de s’approcher au mieux du planning marché
tout en respectant une enveloppe financière.
A partir de ces choix pourront être réalisés le planning prévisionnel gros œuvre et
le plan d’installation de chantier. Ces deux documents permettront de situer le projet
dans le temps et dans l’espace.
Compte tenu de l’ampleur de l’opération, il n’est pas envisageable de faire
commencer les lots techniques et architecturaux qu’une fois le gros œuvre terminé.
L’installation de chantier et le planning doivent donc prendre en compte cette
contrainte.
2.2.2. Personnels
Au final, cette étude doit permettre de comprendre le fonctionnement global des
méthodes en phase de préparation d’un chantier afin de savoir :
o la mise en place un planning gros œuvre ;
o la réalisation d’un plan d’installation de chantier ;
o la détermination des besoins du chantier en terme d’installation ;
tout en prenant en compte les diverses contraintes inhérentes à un projet de cette
importance.
L’étude des besoins en matériel n’a pas été abordée car nous sommes encore à
plus de six mois de la mise en place de la première grue (premier trimestre 2008).

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Juin 2007 - 13 -
2.3. Planning prévisionnel de travail
L’étude suivra la chronologie suivante :
Février Mars Avril Mai Juin
Prise de connaissance du sujet
Etude d'une solution intuitive
Planning associé
Etude des façades préfabriquées
Etude d'autres solutions de grues
Comparaison et sélection
Etude du terrassement
Plan d'installation de chantier

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Juin 2007 - 14 -
3. L’AFFAIRE : CHR de METZ
3.1. Présentation générale du projet
3.1.1. Contexte
Inscrit dans le cadre du plan national « Hôpital 2007 », le futur CHR de Metz est
appelé à remplacer l’actuel Hôpital Bon Secours, installé depuis 1919 dans ses
locaux devenus exigus et trop hétérogènes.
L’emplacement retenu pour le projet est celui du Château de Mercy au Sud de la
ville de Metz. Le choix de ce domaine de 13 ha a coïncidé avec la volonté de l’Armée
de vendre ce site à la Communauté d'Agglomération Metz Métropole (CA2M).
L’environnement routier et autoroutier rend l’établissement très accessible et sera
complété par la future voie rapide reliant le secteur de la Foire Internationale de Metz
au Parc de la Seille.
Figure 3.1 : Vue aérienne du projet
Un appel à candidature a été lancé en 2004 pour retenir quatre candidats admis à
concourir, dès le mois de janvier 2005, en répondant à un appel d’offre qui inclut la
conception et la réalisation de l’Hôpital qui devra compter 640 lits.
Finalement en décembre 2005, l’équipe emmenée par Pertuy Construction a été
retenue, notamment pour la fonctionnalité du projet.
3.1.2. Quelques chiffres
Montant du projet : 150 millions d’euros HT TCE
Surface à construire : SHOB : 119 561 m²
SHON : 86 557 m²

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Emprise au sol : 24000 m²
Nombre de niveaux : 6, du Rez-de-jardin au R+3
3.1.3. Intervenants
Maîtrise d’ouvrage
La maîtrise d’ouvrage est composée par :
o Maître d’ouvrage : Centre Hospitalier Régional METZ-THIONVILLE
o Conducteur de l’opération : SODEREC
o Bureau de contrôle : VERITAS
o S.P.S. : Cabinet CHOLLEY
Figure 3.2 : Maîtrise d'ouvrage
Groupement de conception – réalisation
Le groupement qui a remporté le concours et qui devra donc concevoir et réaliser
le futur CHR de Metz est composé par :
o Entreprise mandataire : PERTUY CONSTRUCTION
o Entreprises réalisatrices: PERTUY CONSTRUCTION
QUILLE (filiale de Bouygues Construction)
ETIP
o Maîtrise d’œuvre : AART FARAH-ARCHITECTES ASSOCIES
o Bureaux d’études : COTEBA DEVELOPPEMENT
AC INGENIERIE LORRAINE
Figure 3.3 : Partenaires du groupement de conception-réalisation

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Juin 2007 - 16 -
3.1.4. Concept architectural
Le bâtiment est implanté dans le site du château de Mercy de manière à mettre
en valeur ce dernier et de manière à profiter au mieux de la typologie du terrain.
En effet, le château baroque et sa chapelle sont mises en scène par 2 axes
majeurs, perpendiculaires entre eux : le mail ou boulevard de l’Hôpital et le tapis vert.
Figure 3.4 : Organisation géométrique de l'espace
Figure 3.5 : Vue en perspective des axes verts
L’architecte a souhaité que la verticalité du château engage un subtil dialogue
avec l’horizontalité du nouveau bâtiment. Ainsi, l’hôpital est en tout point plus bas
que les anciens bâtiments, afin de ne pas les dévaloriser.
le mail
ou
Bd de l’hôpital
le tapis vert

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Juin 2007 - 17 -
D’un point de vue typologique, le bâtiment utilise au mieux la pente naturelle du
terrain en proposant des accès de plein pied aux trois niveaux inférieurs, séparant
ainsi les flux des urgences, de la logistique et des accès piétons.
Figure 3.6 : Utilisation de la typologie du terrain
Concernant le bâtiment en lui-même, les recherches architecturales reposent sur
un concept novateur, celui de l’hôpital « plot », s’opposant au « monobloc » et au
« pavillonnaire » dont l’éclatement des fonctions n’est plus, selon l’architecte, adapté
à l’organisation des services hospitaliers. Il a ainsi été identifié quatre ensembles
majeurs : un bâtiment chirurgical, un second autour des activités de neurologie et
cardio-vasculaire, un troisième pour les activités d’hématologie, d’oncologie et de
pneumologie et enfin, un bâtiment médico-technique central avec le plateau
technique lourd, spécificité du CHR.
Les différents services sont ainsi regroupés et organisés spatialement afin
d’optimiser les déplacements. Les circulations se font à chaque niveau suivant deux
axes majeurs horizontaux.
Figure 3.7 : Axes horizontaux de communication

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La communication verticale se fait pour les malades et le personnel
principalement par un axe principal (flèche rouge centrale) qui relie le rez-de-jardin à
l’hélistation, auquel sont associés des ascenseurs secondaires (autres flèches
rouges).
La logistique empruntera des monte-charges spécifiques (flèches vertes)
dimensionnés pour pouvoir accueillir des transports automatiques capables de se
déplacer de manière autonome d’un bout à l’autre du bâtiment.
De son côté, le public empruntera les deux axes bleus, formés d’ascenseurs
panoramiques, situés de chaque côté de l’atrium. Ce réseau est volontairement
épuré pour éviter aux personnes de s’égarer.
Figure 3.8 : Axes verticaux de communication
Enfin, le nouvel hôpital se veut humain. Cette ambiance est initiée dès
l’arrivée par l’accueil qui se veut chaleureux et ludique en regroupant des services de
renseignement, une cafétéria et tous les services nécessaires au public. Ce hall est
composé d’un atrium ouvert sur toutes hauteurs et coiffé d’une verrière à énergie
thermique contrôlée apportant une lumière naturelle.
Figure 3.9 : Accueil ouvert sur l’extérieur

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Juin 2007 - 19 -
3.1.5. Organisation des services
Les différents services sont organisés de manière à réduire les déplacements.
Figure 3.10 : Organisation du Rez-de-jardin
Figure 3.11 : Organisation du Rez-de-chaussée Bas
morgue
magasins
pharmacie
stérilisation
services techniques ateliers
cour de
service
parking
personnel
hébergement plot C
SAMU
SMUR
surveillance
courte durée
médecine
nucléaire
imagerie radiothérapie
examens
soins PC
sécurité
bunker

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Figure 3.12 : Organisation du Rez-de-chaussée haut
Figure 3.13 : Organisation du R+1
restaurant du
personnel
parvis
atrium
trésorerie
vestiaires
vestiaires
plateau
technique
hôpital
de jour
accueil
fonctions sociales
hémodialyse
Plot A Plot C
Plot B
administration
informatique fonctions
sanitaires
transversales
hébergement plot A
internat
laboratoires

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réanimation
brûlés blocs
opératoires
endoscopie
plateau d’hébergement chirurgie
plateau d’hébergement cardiologie
consultation
anesthésie
chirurgie
ambulatoire
neuro-vasculaire
plateau technique
digestive / urologie

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Juin 2007 - 22 -
3.2. Marché en conception-réalisation
3.2.1. Principe
La loi du 12 juillet 1985 relative à la maîtrise d’ouvrage publique et à ses rapports
avec la maîtrise d’oeuvre édicte le principe d’une mission de maîtrise d’oeuvre
distincte de celle de l’entrepreneur pour réaliser les équipements publics. Cette
séparation entre la maîtrise d’oeuvre et les travaux a pour objet de contribuer à la
qualité des équipements publics.
Pour autant la loi prévoit une exception à ce principe, en confiant une mission
globale portant à la fois sur l’établissement des études et l’exécution des travaux.
Le décret 93-1270 portant application de la loi MOP vient préciser ce cadre dans
son article 1 : "Le maître de l’ouvrage […] ne peut recourir au contrat de conception-
réalisation que si l’association de l’entrepreneur aux études est nécessaire pour
réaliser l’ouvrage, en raison de motifs techniques liés à sa destination ou à sa mise
en oeuvre technique. Sont concernées des opérations dont la finalité majeure est
une production dont le processus conditionne la conception, la réalisation et la mise
en oeuvre ainsi que les opérations dont les caractéristiques intrinsèques (dimensions
exceptionnelles, difficultés techniques particulières) appellent une exécution
dépendant des moyens et de la technicité des entreprises."
3.2.2. Avantages – Inconvénients pour le Maître d’Ouvrage
Quatre raisons essentielles sont susceptibles de pencher en faveur du recours à
cette procédure :
• le maître d'ouvrage n'a qu'un seul contrat à conclure et à suivre pour la
réalisation de l'ouvrage, ce qui peut être considéré comme une
simplification ;
• cette procédure doit permettre d'aller plus vite que la procédure habituelle
qui nécessite le choix de deux prestataires différents. Le maître d'ouvrage
n'a pas à attendre la fin de la phase conception pour lancer la procédure
d'appel d'offres des travaux puisqu'un seul contrat comprend la conception
et la réalisation de l'ouvrage ;
• la procédure conception-réalisation permet de mieux contenir les prix, le
prestataire s'engageant sur le coût des travaux ;
• il peut être estimé que l'étroite relation entre conception et réalisation
favorise l'émergence d'une solution optimum entre la conception
architecturale pure et les techniques à mettre en œuvre ;
Cependant la procédure de conception-réalisation reste très controversée pour
des motifs très variés :
• le prestataire retenu pour le marché de conception-réalisation peut être
soupçonné de faire passer ses intérêts avant la qualité de l'ouvrage, ce qui
peut entraîner des entorses aux engagements du permis de construire,

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Juin 2007 - 23 -
une propension à favoriser les choix qui ménagent à l'entreprise des
marges plus confortables plutôt que le choix de techniques plus économes,
plus innovantes ou encore plus esthétiques.
• la conception-réalisation exige la rédaction de contrats complexes qui
nécessite des services très expérimentés chez le maître d'ouvrage. Par
ailleurs, la conception réalisation paraît devoir être réservée aux maîtres
d'ouvrage ayant une forte compétence en interne. En effet, dans cette
procédure, le maître d'ouvrage ne peut plus compter sur l'assistance
générale du maître d'œuvre tout au long du chantier.
• le maître d'ouvrage se retrouve seul face à son cocontractant. Dès lors, la
moindre erreur du maître de l'ouvrage notamment dans le cadre de
l'établissement du programme ou bien les modifications éventuelles du
programme peuvent être utilisées par l'entreprise pour obtenir des prix
supérieurs à ceux déterminés par le contrat initial.
• compte tenu des notions en définitive assez vagues mentionnées dans les
textes définissant les conditions dérogatoires du recours à cette procédure,
il reste difficile pour un maître d'ouvrage de justifier le choix l'ayant conduit
à adopter la conception-réalisation par rapport à l'ouvrage envisagé.
3.2.3. Avantages – Inconvénients pour Pertuy Construction
Ce type de marché comporte des avantages pour l’entreprise :
• le choix des partenaires ;
• les choix architecturaux et techniques peuvent être ajustés en fonction du
savoir faire de l’entreprise ;
• une optimisation est possible lors de l’étude afin de réduire les délais et les
coûts.
Il y a cependant aussi des contraintes :
• études importantes lors du concours ;
• responsabilité plus grande du fait de la gestion totale du projet.
3.2.4. Justification de ce type de marché
Pour la construction de son nouvel hôpital à Metz, le CHR Metz-Thionville a opté
pour la procédure novatrice « conception-réalisation ». Ce choix fait suite à une
étude comparative tant sur le plan juridique que sur le plan financier de 3 formules :
- la procédure classique issue de la loi sur la maîtrise d'ouvrage publique ;
- la procédure de « conception-réalisation »
- le bail emphytéotique avec un « preneur » qui peut être un opérateur privé ou
une société d'économie mixte locale (SEML) (ordonnance de septembre
2003).
Les conclusions de cette étude ont conduit le CHR Metz-Thionville à s'orienter
vers la procédure « conception-réalisation » car elle permet à l'établissement de

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Juin 2007 - 24 -
santé de rester maître d'ouvrage et de contrôler directement la construction. Les
délais de procédure sont plus courts puisqu'il n'y a pas de dissociation maîtrise
d'œuvre - construction. Les coûts sont en principe mieux maîtrisés puisqu'une offre
globale, qui engage le candidat est déposée. Il en est de même des délais qui font
l'objet d'un engagement contractuel global. Ceci peut constituer un garde fou par
rapport aux dérives habituelles sur les projets classiques. L'offre contient à la fois le
projet, son organisation et son prix.
3.2.5. Organisation du Maître d’Ouvrage
La principale contrainte étant la nécessité d'élaborer un programme technique
très précis, incluant des notions de performances, différentes sociétés de conseil
sont intervenues lors de l'étude de faisabilité du projet, de l'élaboration du
programme technique détaillé, des études d'implantation et de patrimoine. De plus, le
CHR bénéficiera de l'assistance juridique d'un cabinet d'avocats pour la passation et
l'exécution du marché de conception-réalisation.
Les services techniques du CHR ont piloté toute la phase de programmation, le
lancement de la procédure. Ils ont également animé le comité de suivi et traduit les
aménagements souhaités.
Ils suivront ensuite la phase réalisation, suivi du chantier avec à leurs côtés un
conducteur d'opération (cabinet privé habilité à suivre de grandes opérations
publiques) mandaté pour le suivi quotidien, administratif, technique et financier.
Pour mener à bien ce projet d'envergure, un comité de suivi pluridisciplinaire a
été mis en place. Ce comité de suivi est composé de 20 membres, parmi eux des
représentants des activités de soins (7 médecins et 5 soignants), des élus médicaux
de l'établissement (président et vice président de la Commission Médicale
d'Etablissement et de l'Assemblée Médicale Locale de Metz), des représentants de
la direction (5 directeurs du CHR). Les membres du comité de suivi animent des
groupes thématiques et transversaux qui auront pour mission de suivre l'évolution du
projet.
3.2.6. Organisation interne du mandataire en phase de conception
Durant toute la phase de conception, l’équipe est organisée suivant les cellules
suivantes :
o Direction du Projet
o Le responsable de la Conception. Il dirige et coordonne les équipes de
Pertuy et de Quille, en relation et adéquation avec les partenaires du
groupement de Maîtrise d’œuvre. Il est le garant des opérations de
conception dans le strict respect du programme technique décidé par le
Maître d’ouvrage et des budgets définis lors de l’Etude. Sa mission se
terminera lors du passage à la Phase Construction. Sous sa
responsabilité nous trouvons :

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Juin 2007 - 25 -
la Conception Architecturale qui est le lien direct entre
l’Architecte et le reste du groupement pour traiter l’optimisation
architecturale du projet.
la Synthèse – Structure qui gère l’adéquation entre les différents
intervenant afin de vérifier la compatibilité.
les Corps d’Etat Techniques (CET) développent et optimisent les
installations électriques et sanitaires.
les Corps d’Etat Architecturaux (CEA) assurent une définition
optimisée des matériaux et des prestations pour respecter les
contraintes règlementaires.
le Planning. Ce responsable assure le développement des
plannings conception et construction en prenant en compte les
contraintes des différents intervenants.
o La cellule Gros Œuvre, dont fait partie le service Méthodes réfléchit sur
l’installation de chantier, l’exécution des travaux tout en étudiant des
possibilités d’optimisation du projet.
3.3. La structure
3.3.1. Principes structurels
Le client souhaite une évolutivité possible du bâtiment. Afin de laisser la
possibilité de réaménager l’espace, l’utilisation de voiles comme élément structurel a
été évité. Un système de poteaux - poutres a donc été adopté. L’aménagement
intérieur sera réalisé par des cloisons, modifiables par la suite.
Dès le début du projet, des hypothèses ont été posées concernant la trame
générale du bâtiment. La longueur classique de travées en milieu hospitalier de
7,20m a été adoptée. En effet, il est possible d’agencer dans cette distance deux
chambres de 3,60 m ou un bloc opératoire.
De plus, cette portée permet l’utilisation de deux solutions techniques pour la
fabrication des poutres : le béton armé et le béton précontraint. Les premières études
devançant de plusieurs années l’exécution, le choix entre les deux techniques pourra
être fait en fonction des contraintes économiques au moment des travaux.
Dans tous les cas, il faut réussir à superposer la majorité des poteaux sur
l’ensemble des niveaux. Si une contrainte spécifique nécessite le changement de la
trame à un étage, il faut privilégier les niveaux réguliers et réaliser un transfert de
charge à l’aide de poutres. Par exemple, le parking du Rez-de-chaussée Bas a une
trame de 7,50 m pour pouvoir placer trois véhicules entre deux poteaux. La zone de
réanimation a elle, une trame de 4 m. Dans ces deux cas, un transfert de charges
sera réalisé, permettant ainsi aux autres niveaux d’être « standard ».
Dans les locaux d’hébergement, la trame a été revue dans une des directions
pour permettre l’implantation d’un couloir entre les chambres. Les deux travées de
7,20 m ont ainsi été découpées en 3 pour mettre le couloir en partie central sans qu’il
soit traversé par un poteau.

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Juin 2007 - 26 -
Figure 3.16 : Trame des hébergements
Figure 3.17 : Hébergement : plan architecte
Cette diminution de portée (par rapport à une portée de 7.20m) permet de réduire
la masse d’un hébergement de 10%, ce qui représente 3% sur l’ensemble du projet.
Un compromis est donc à trouver entre l’économie (ici en ajoutant une file de
poteaux) et l’évolution future de l’aménagement intérieur des locaux.
Les poteaux sont dimensionnés en respectant un même équarrissage pour les
trois premiers niveaux et un autre pour les trois derniers. Ceci permettra
d’uniformiser le matériel. Un changement à mi-hauteur permet une économie sur le
béton. En partie inférieure, les locaux techniques recevront des poteaux 50 x 50 cm
et les hébergements des poteaux 30 x 60cm.
Pour réaliser la façade, il y a deux possibilités : soit la façade est porteuse, soit on
met en place un système de poteaux - poutres qui est ensuite habillé d’une peau non
porteuse. La première solution est possible quand les panneaux se superposent et
quand il n’y a pas de grandes ouvertures. Ce choix a été retenu.

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Juin 2007 - 27 -
Une fois que ces hypothèses sont posées, il faut placer des joints de dilatation en
respectant les limites du règlement Béton Armé aux Etats Limites. Une coupure est
ainsi réalisée tous les 30 à 35 m.
Ensuite, le sens de portée des poutres est déterminé en raisonnant de manière
globale : les petites portées de dalle sont privilégiées et les poutres sont placées
pour être parallèle aux façades en périphérie du bâtiment. Il faut cependant vérifier
que les poutres ne passent pas dans un bloc opératoire afin de ne pas gêner le
passage des fluides médicaux.
De la même manière, dans l’ensemble du bâtiment, les poutres seront
dimensionnées de manière à réduire leur hauteur ; elles seront ainsi plus larges. Ce
choix ne parait pas économique à première vue car il nécessite plus de matière pour
créer une inertie identique à celle d’une poutre plus haute et moins large, mais il
permet de faire passer les lots techniques sans créer de réservation dans la structure
et de ne pas augmenter la hauteur des étages et donc de l’ensemble du bâtiment.
Cela permet aussi de créer de larges appuis aux prédalles, facilitant ainsi leur pose.
Les dalles sont ensuite dimensionnées : le critère principal étant la déformée. Les
poutres peuvent par la suite être calculées, tout en minimisant leur hauteur. On
obtient par exemple une retombée maximale de 30 cm dans les hébergements.
Les fondations sont dimensionnées à la fin, avec l’ensemble des descentes de
charge. Le maximum transmis à l’ELS à une fondation est 3,5 MN soit 350 tonnes.
Le sol est constitué d’argile molle jusqu’à 50 cm, puis d’argile raide jusqu’à 1 m et
enfin des marnes. Aucun horizon dur n’a été révélé par la campagne d’essai. Cette
dernière indique une résistance moyenne du sol de 0,35 MPa.
A la vue de ces résultats, des fondations superficielles seront utilisées sous
l’ensemble du bâtiment à l’exception de la zone sous le bunker où des pieux seront
mis en place. Le bunker est un espace dédié à la radiologie dont les parois sont
fortement épaissies pour stopper les rayonnements.
De nouveaux essais géotechniques permettront d’affiner les capacités portantes
du sol en relevant des valeurs pour chaque zone délimitée par des joints de
dilatation. Ainsi les fondations pourront être ajustées et optimisées.
3.3.2. Dispositions règlementaires
Du point de vue sismique, l’hôpital est en classe D. La zone de sismicité est la 0
avec une accélération nominale (notée aN) nulle. La nouvelle carte des aléas
sismiques en France, publiée par le ministère de l’écologie et du développement
durable en décembre 2005, confirme la faiblesse du risque.
Les ouvrages en béton devront présenter une résistance au feu d’une heure
trente (2h pour les locaux à risques). Cette condition se traduit par le respect de
sections minimales de béton et d’enrobage à mettre en œuvre. Ainsi l’épaisseur des

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Juin 2007 - 28 -
prédalles devra être compris entre 6 et 7 cm pour que les aciers inférieurs soient
protégés par un enrobage suffisant.
Le projet a été étudié d’un point de vue thermique suivant la RT2000. Les
incidences de la RT2005 seront chiffrées par la suite.
3.4. Contraintes
3.4.1. Environnementales
Le projet dispose d’une enceinte close de 13 ha. Il n’y a donc pas de contraintes
directes liées à des bâtiments existants ou à des proches voisins.
Des travaux d’élargissement de la route départementale qui passe à l’Ouest de la
parcelle du chantier vont couper la voie d’accès principale. Il est donc nécessaire de
prévoir d’autres moyens d’accès.
Actuellement de nombreux arbres sont présents sur le site. Dans un soucis de
respect de l’environnement et pour garder un cadre agréable, tous les arbres qui
peuvent être protégés et conservés doivent l’être.
3.4.2. De planning
Un calendrier, mis au point par le responsable du planning du projet, détermine
les délais accordés aux autorisations administratives, au développement, à la phase
travaux et aux opérations préalables à la réception de l’ouvrage.
Compte tenu de ce planning, le délai alloué au gros œuvre, hors fondations, est
de 295 jours, soit 16 mois. Cette durée est très courte par rapport à l’ouvrage à
construire.
Afin de libérer une zone aux Corps d’Etat Techniques et Architecturaux avant la
fin du gros œuvre, le chantier doit être décomposé en deux phases. Les CET et CEA
pourront ainsi travailler sur la première phase pendant que la seconde partie du gros
œuvre sera réalisée.
Ces deux périodes sont prévues d’une durée respective de 185 et de 110 jours.
Au total, en comptant les fondations, le délai alloué au gros œuvre est de 316 jours
travaillés.

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Figure 3.18 : Localisation phase 1 et phase 2
Le découpage en deux zones est explicité sur cette figure. La première phase est
hachurée en vert et la seconde en rose.

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Figure 3.19 : Planning général de l'opération

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4. PREMIERE SIMULATION
4.1. Hypothèses sur les grues
4.1.1. Type de grues
Pour cette première simulation, nous avons fait le choix d’utiliser des grues
courantes, présentes sur le parc du GIE Matériel du groupe Bouygues. Dans cette
catégorie, nous trouvons, dans la marque Potain, les grues suivantes :
Portée
maxi
Masse en
bout de flèche
Charge
maxi
MD 120 55 m 1.40 t 6.00 t
MD 175 60 m 1.25 t 8.00 t
MD 192 60 m 2.20 t 12.00 t
MD 265 65 m 2.20 t 12.00 t
MD 345 75 m 2.30 t 16.00 t
Tableau 4.1 : Grues courantes
D’autres grues plus puissantes pourraient être utilisées, mais doivent être louées
auprès de prestataires spécialisées. Elles ne sont pas aussi bien connues par les
grutiers du groupe et sont plus coûteuses.
4.1.2. Charges retenues
Le choix du moyen de levage est dimensionné en fonction des éléments qui
devront être soulevés durant le chantier. Nous trouvons ainsi :
- les éléments préfabriqués : poutres et escaliers ;
- les matériels employés : outils spécifiques, banches, consoles pignons et
benne à béton.
Dans notre première approche nous n’avons pas pris en compte la mise en place
des façades préfabriquées. L’architecte les a initialement dessinées en morceaux de
7.20m de long, ce qui représente des masses de l’ordre de 14 tonnes. Dans cette
configuration actuelle, de tels blocs seraient posés à la grue mobile. Cependant, les
éléments pourraient être posés à la grue à tour s’ils peuvent être allégés.
La masse de ces éléments dépend de leur taille. Il faut donc faire des choix de
capacité. Il existe par exemple différentes bennes à béton :
Capacité
Masse à
vide
Masse
total
800 L 340 kg 2260 kg
1000 L 350 kg 2750 kg
1500 L 550 kg 4150 kg
2000 L 630 kg 5430 kg
Tableau 4.2 : Masse des bennes à béton
Pour cette première étude, la benne à béton envisagée a un volume de 1500 L.

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Juin 2007 - 32 -
Il est possible de dresser un tableau des charges prises en compte.
Dimensions Masse
Outils
Banches 4.8m*4.3m 3.30 t
Console pignon 4m 1.00 t
Benne à béton 1500L 4.20 t
Eléments préfabriqués
Retombée de poutre 0.3m*0.5m*7m 2.63 t
Escalier 1.4m*3.40m*0.30m 3.57 t
Prédalle + Palonnier 2.4*6.8m*7cm 3.86 t
Façade 4.00 t
Maximum : 4.20 t
Tableau 4.3 : Masses retenues
4.1.3. Interférences
Lorsque plusieurs grues se chevauchent, il existe un risque de heurt du câble de
la grue survolante avec la flèche et / ou contre flèche de la grue survolée. Il est donc
préférable de réduire les zones d’interaction.
Figure 4.1 : Types d'interférences entre grues
Figure 4.2 : Vue en élévation des interférences

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Il existe trois types d’interférences, représentés sur le dessin ci-dessus :
o flèche – flèche (en vert)
o flèche – contre flèche (en orange)
o flèche – fût (en rouge) se produit si la grue rouge est en dessous de la bleue.
Cette situation est interdite. La grue rouge est donc obligatoirement au dessus
de la bleue. L’interférence devient donc de la flèche – contre flèche.
Sur des chantiers à plusieurs grues, il est souvent impossible d’empêcher les
zones d’interférence, c’est pourquoi les constructeurs de grues ont mis en place des
systèmes à poursuite. Des capteurs permettent de prendre en compte les positions
relatives des différentes grues et d’avertir les grutiers en fonction des situations.
Cependant, malgré ces outils, les zones d’interférences doivent être évitées au
maximum car ces dernières induisent une perte de productivité. En effet, la grue qui
sera gênée par sa voisine ne pourra travailler d’une manière optimum. Sur l’exemple
ci-dessus, la grue orange devra, pour contourner les deux autres grues, soit faire un
tour complet par l’extérieur, soit ramener à chaque fois son crochet le long du fût. Un
temps d’un coup de grue sera donc plus long que si la grue n’avait pas de
contraintes.
4.2. Simulation
4.2.1. Présentation
Cette simulation est composée de deux phases. Dans cette première période, 5
grues sont utilisées pour réaliser l’ensemble de la zone Sud, à l’exception de
l’hébergement central.
Figure 4.3 : Première solution, phase 1
La seconde phase permet de réaliser les zones restantes à l’aide de 4 grues,
reprises de la phase 1.

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Juin 2007 - 34 -
Figure 4.4 : Première solution, phase 2
Ces deux phases sont consultables en annexe Erreur ! Source du renvoi
introuvable..
4.2.2. Analyse
Cette simulation permet de respecter au mieux, à l’exception d’un hébergement,
le découpage phase 1, phase 2.
Les grues sont courantes et sont réutilisées d’une phase à l’autre. Les
interférences se limitent en phase 1 à une flèche – contre flèche qui peut être encore
minimisée avec l’utilisation des voies de grue. Durant la seconde partie du chantier,
le même type d’interférence est rencontré. Il est là encore limité. Les grues peuvent
travailler correctement.
La transition entre les deux phases ne pose pas de problème pour le
déplacement des différentes grues. Ces dernières ne se gênent pas, elles sont
indépendantes. Ceci permettra de déplacer une grue sans attendre que toutes les
autres grues aient terminées.
4.3. Planning associé
4.3.1. Hypothèses
Pour réaliser ce planning, des hypothèses méthodes ont été posées, à savoir :
o les poutres et prédalles sont préfabriquées en dehors des grues pour limiter
l’occupation de la grue ;
o les dalles de compression sont coulées à la pompe ;
o la cadence des dalles est prise à 120 m²/jour/grue ;

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Juin 2007 - 35 -
o le cycle des voiles n’est pas déterminant pour le planning car il y a peu de
voiles par rapport aux dalles.
Pour valider le dernier point, un comparatif a été réalisé par rapport au dernier
chantier similaire réalisé par l’entreprise, l’Hôpital de Vesoul. Les hauteurs d’étages
sont identiques et ce sont les planchers qui ont déterminés les cycles à Vesoul.
Tableau 4.4 : Comparatif entre Vesoul et Metz pour les voiles
Il en résulte une cadence de 17 ml de voiles par jour et par grue, inférieure à celle
de Vesoul, donc réalisable avec une vingtaine de compagnons sous chaque grue et
une utilisation de grue comprise entre 9 et 10 heures. Une saturation de grue sera
réalisée pour valider ces hypothèses.
4.3.2. Planning
A partir des cadences adoptées ci-dessus, un planning est réalisé, grue par grue,
en tenant compte des quantités de plancher à réaliser.
Durée
Grue 1 384 j 20.9 m
Grue 1A 199 j 10.8 m
Grue 1B 185 j 10.1 m
Grue 2 422 j 22.9 m
Grue 2A 175 j 9.5 m
Grue 2B 247 j 13.4 m
Grue 3 161 j 8.8 m
Grue 4 336 j 18.3 m
Grue 4A 150 j 8.2 m
Grue 4B 186 j 10.1 m
Grue 5 239 j 13.0 m
Grue 5A 165 j 9.0 m
Grue 5B (Forum) 74 j 4.0 m
Tableau 4.5 : Zoom sur le planning – Première simulation
La phase 1 a une durée de 199 jours travaillés et la durée totale est de 418 jours,
soit 23 mois (hypothèse de 18,4 jours travaillés par mois, hors intempérie. Cette
valeur est issue d’une moyenne sur une année des jours travaillés).

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Juin 2007 - 36 -
4.3.3. Analyse
Le planning associé à cette simulation nous donne un délai global de 23 mois, ce
qui est supérieur à l’objectif.
La première phase (hors hébergement central) se termine au bout de 199 jours
au lieu de 185 jours (hors fondations). Ce délai est respecté. Par contre, la durée
totale du chantier est de 418 jours, contre un objectif de 295 jours, ce qui représente
une différence de plus de 6 mois. La seconde phase est donc bien trop longue pour
respecter le planning imposé.
Il est ainsi nécessaire d’étudier d’autres solutions pour essayer de réduire la
durée du planning.

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Juin 2007 - 37 -
5. TRAVAIL PAR « BLOCS JD »
5.1. Métrés
Le bâtiment est découpé en 20 zones délimitées par les joints de dilatation. Ces
blocs ainsi dessinés servent de base aux études d’installations de chantier et de
planning.
Afin de pouvoir étudier facilement différentes positions de grues, et donc
différentes associations de « blocs JD », les dalles de chaque zone sont métrées
séparément, niveau par niveau. Ces données serviront ensuite à l’étude du planning.
Les métrés sont réalisés sous AutoCAD, étage par étage. Un plan par niveau
reprend les différentes surfaces et un synthétise l’ensemble du bâtiment.
Figure 5.1 : Métrés de la dalle haute du R+1
Ce document est consultable en annexe 2.
Les données sont ensuite inscrites dans un tableau Excel pour pouvoir être
réutilisées facilement.
5.2. Planning
Un planning a été réalisé pour chaque zone définie ci-dessus. Forfaitairement 10
jours ont été alloués aux fondations et 10 jours aux ouvrages en terrasse, finitions et
repli.
Nous avons gardé les mêmes cadences que dans le premier planning. Pour que
cela puisse être réalisable lors d’un cycle, il faut associer au minimum deux blocs JD

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Juin 2007 - 38 -
afin d’obtenir une surface de travail suffisante pour faire tourner un cycle. Dans le
cas contraire, des cadences moins élevées devraient être utilisées.
Pour le bloc 15, nous obtenons le planning suivant :
Figure 5.2 : Planning du bloc 15
Les résultats pour l’ensemble des blocs sont consignés sur un plan consultable
en annexe 2.
Figure 5.3 : Plan récapitulatif des plannings par bloc

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Juin 2007 - 39 -
Sur chaque bloc JD, une étiquette comme ci-dessous indique :
o le numéro du bloc
o le nombre de jours total
o le nombre de jours consacrés aux fondations
o le nombre de jours consacrés à la structure
o le nombre de jours consacrés aux finitions et repli.
Figure 5.4 : Récapitulatif planning par bloc
Pour calculer le temps nécessaire à la réalisation de deux blocs, il suffit donc
d’additionner un temps total (encadré en rouge sur la figure ci-dessus) à un temps
hors fondations et finitions – replis (en violet).
Sur l’exemple ci-dessous, pour réaliser le coin Nord Ouest, hachuré en rouge, il
faut :
77 + 46 + 62 = 185 jours
Figure 5.5 : Exemple de travail par bloc

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Juin 2007 - 40 -
6. AUTRES SIMULATIONS DE POSITION DE GRUE
6.1. Choix et implantation des grues
6.1.1. Implantations possibles
La base d’une grue peut prendre trois formes en fonction de l’environnement et
de l’utilisation, à savoir :
o un fut scellé
o un poste fixe
o une voie de grue
fût scellé poste fixe voie de grue
Figure 6.1 : Types de base de grue
Le fût scellé permet de diminuer au maximum l’emprise au sol de la grue. Par
contre, il est nécessaire de mettre en place un massif de béton important.
Le poste fixe demande quatre semelles isolées. Les lests nécessaires pour
stabiliser la grue peuvent représenter deux ou trois niveaux du bâtiment.
La voie de grue permet d’augmenter la zone couverte par la grue, sans utiliser
une flèche plus importante, en translatant tout simplement la grue sur deux rails. Ces
rails sont posés sur une semelle filante
Afin de lister les positions possibles de grues à l’intérieur du bâtiment, nous avons
mis en place des contraintes. En effet, comme tous les patios à l’intérieur du
bâtiment ne sont pas toute hauteur, nous avons pris comme hypothèse qu’un patio
peut être utilisé s’il ne reste à reboucher, une fois la grue démontée, au plus qu’un
dallage et une dalle.
De plus, une base de grue pourra être utilisée si la largeur disponible est
supérieure à 9,40m (1,20m de chaque côté de la base de 7,00m). Dans le cas
contraire, il faudra utiliser un fût scellé.

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Juin 2007 - 41 -
Figure 6.2 : Grue dans un patio
Cette configuration ne permet pas d’utiliser des consoles pignons afin de bancher
les voiles au niveau des contrepoids. Il faudra donc prévoir à cet endroit la mise en
place de prémurs ou de voiles préfabriqués.
Les grues peuvent aussi être placées librement à l’extérieur de l’emprise du
bâtiment, en tenant compte des distances minimales rappelée dans le paragraphe ci-
dessous. Un document a été réalisé pour se rendre compte des possibilités
d’implantation à l’intérieur du bâtiment et pour servir de support de travail.
Figure 6.3 : Positions possibles de grues
Ces données sont insérées sur le plan 400, consultable en annexe Erreur ! Source
du renvoi introuvable..

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Juin 2007 - 42 -
6.1.2. Distances minimales
Afin d’éviter tout heurt entre la grue et les existants, la construction et les
éléments provisoires, il est prévu une distance minimum de 2 m autour de la flèche
et de la contre flèche.
Une grue sur voie devra être placée au minimum à 60 cm de tout objet pour éviter
tout accrochage durant la translation. Une grue fixe pourra être placée plus près en
tenant compte, au minimum, du balan de la grue (en moyenne 1 cm par mètre de
fût).
Outres ces valeurs règlementaires, il faut tenir compte des modes opératoires qui
seront utilisés. En effet, si des banches sont utilisées pour coffrer les voiles, il faut
laisser libre une largeur de 1m pour placer la banche et de 60cm pour laisser un
passage aux compagnons. Au besoin, l’utilisation de prémurs permet de diminuer
ces distances.
Figure 6.4 : Distances minimales à respecter
6.1.3. Hauteur sous crochet
La hauteur sous crochet permet de déterminer la hauteur nécessaire pour le fût
de la grue. Cette dimension est fonction des matériels utilisés, des éléments
existants, des ouvrages à construire ainsi que des grues environnantes. Elle peut
aussi être déterminée par le besoin de visibilité du grutier depuis sa cabine.

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Figure 6.5 : Définition de la hauteur sous crochets
6.1.4. Démontage
Le montage ne pose généralement pas de problème car le terrain est dégagé et
l’accès est facile.
Par contre, il ne faut pas oublier de vérifier, une fois qu’une position de grue est
déterminée, les possibilités de démontage et les moyens nécessaires. En effet, une
grue automotrice doit pouvoir accéder à la grue à tour et être capable de porter les
différents éléments de cette dernière (fût, tête, base et lest).
Lorsque le démontage ne se fait pas en pied de grue, la plus value est
importante. Ainsi pour une MD345, le démontage dans un patio, à 40m, est chiffré
27000 € contre 14000 € pour un démontage en pied de grue.
6.2. Etude de solutions
Nous avons vu que la première solution reprend bien le découpage demandé par
le responsable du planning, à un hébergement près. Cependant, la seconde phase
dépasse le délai qui lui est imparti. Il faut donc essayer de la réduire en l’allégeant,
c’est l’objet des deux prochaines simulations BIS et TER.
6.2.1. Simulation BIS
Le but étant de diminuer le temps nécessaire à la seconde phase de la simulation
initiale, il faut réussir à alléger la grue la plus sollicitée : la grue 2B. Cette dernière
réalise l’équivalent de 4 blocs JD.

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Juin 2007 - 44 -
Figure 6.6 : Simulation initiale - Phase 1 - Emprise grue 2B
Sur la figure ci-dessus, la grue en bleu correspond à la grue 2A et la zone
hachurée en rouge à la zone couverte par la grue 2B dans la simulation initiale.
Si on souhaite construire une partie de cette zone lors de la première phase, tout
en travaillant normalement avec la grue 2A, il est nécessaire d’ajouter une grue sur
voie couvrant la zone supérieure.
Cependant, pour ne pas perturber la grue 2A, il faut créer de nouvelles coupures
au sein des blocs 18 et 19. Ceci permet de ne pas créer d’interférence entre la flèche
et la contre flèche.
Figure 6.7 : Simulation Bis - Nouvelle grue
Compte tenu des interférences, la grue 2A (bleu clair) doit être au dessus de la
grue 6 (bleu foncé). Ainsi les deux grues pourront travailler sans se gêner. Les plans
des deux phases sont disponibles en annexe 3.1.

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D’un point de vue du planning, nous obtenons ainsi une amélioration de la durée
totale :
Durée
Grue 1 384 j 20.9 m
Grue 1A 199 j 10.8 m
Grue 1B 185 j 10.1 m
Grue 2 331 j 18.0 m
Grue 2A 175 j 9.5 m
Grue 2B 156 j 8.5 m
Grue 3 161 j 8.8 m
Grue 4 336 j 18.3 m
Grue 4A 150 j 8.2 m
Grue 4B 186 j 10.1 m
Grue 5 239 j 13.0 m
Grue 5A 165 j 9.0 m
Grue 6 111 j 6.0 m
Tableau 6.1 : Planning Simulation Bis
La durée totale est maintenant déterminée par la grue 1 et est de 21 mois. Deux
mois peuvent ainsi être économisé par rapport à la simulation initiale, mais cette
solution nécessite la mise en place d’une grue supplémentaire en forte interférence
avec les autres.
Les éléments à construire lors de la seconde phase (en rouge sur la figure ci-
dessus) devront être réalisé en côtes bloquées car les blocs mitoyens seront déjà
construits. De la même manière, les longueurs de pompage seront plus grande pour
acheminer le béton car le seul côté accessible est celui vers le Forum.
6.2.2. Simulation TER
Actuellement, la phase 1, au sens planning objectif, est complètement terminé à
avec la fin de la grue 4B, soit au bout de 336 jours. Si on souhaite livrer les premiers
niveaux des blocs 11 et 12 plus tôt, comme demandé dans le planning initial, il est
possible de les inclure sous la grue 4 dès le début du chantier (voir annexe 3.2).

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Figure 6.8 : Simulation TER - Grue 4
Ceci permet de livrer les niveaux inférieurs des blocs 11 et 12 plus tôt mais
retarde d’autant les étages supérieurs des blocs 9 et 10.
En incluant les 3 premiers niveaux des blocs 11 et 12 aux blocs 9 et 10, on
obtient le planning suivant, à partir de la simulation Bis :
Durée
Grue 1 384 j 20.9 m
Grue 1A 199 j 10.8 m
Grue 1B 185 j 10.1 m
Grue 2 331 j 18.0 m
Grue 2A 175 j 9.5 m
Grue 2B 156 j 8.5 m
Grue 3 161 j 8.8 m
Grue 4 335 j 18.2 m
Grue 4A 246 j 13.4 m
Grue 4B 89 j 4.8 m
Grue 5 239 j 13.0 m
Grue 5A 165 j 9.0 m
Grue 6 111 j 6.0 m
Tableau 6.2 : Planning Simulation TER
La première phase (en dehors des 3 derniers niveaux des blocs 11 et 12) est
maintenant livrée en 246 jours (contre 199 sans les blocs 11 et 12). Ceci permet
d’offrir aux corps d’état secondaires les trois premiers niveaux de la phase 1 dans
leur totalité en même temps que la fin de la grue 1A.
Cela permet aussi de travailler sur 3 grands niveaux (plus de 4000 m²) en partie
inférieure, et ainsi pouvoir réaliser facilement des cycles de voiles et de verticaux.
Pour conclure, nous avons vu qu’il est possible d’apporter des améliorations à la
solution de base. Par contre, le délai est toujours supérieur au planning alloué.
D’autres solutions doivent donc être étudiées.

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Juin 2007 - 47 -
Dans les simulations précédentes, nous avons essayé de respecter le phasage
demandé par le responsable du planning. Cependant, comme nous ne rentrions pas
dans l’enveloppe du planning, nous avons étudié d’autres solutions, en instaurant
d’autres découpages phase 1 – phase 2.
6.2.3. Simulation 1
La simulation suivante (annexe 3.3) utilise 5 grues en phase 1 et 6 en phase 2.
Le bloc 8 n’est pas couvert entièrement par des grues à tour, mais comme il ne
comporte qu’un seul niveau, il peut être réalisé à l’aide d’une petite grue mobile.
Figure 6.9 : Simulation 1 - phase 1
En seconde partie du chantier, la grue 6 sera fortement ralentie du fait des
interférences qu’elle connaît avec les autres grues.

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Juin 2007 - 48 -
Par rapport au découpage phase 1 – phase 2 demandé, les blocs 1, 2, 6, 11 et 12
sont réalisés en phase 2 et les blocs 18 et 19 en phase 2. Du point de vue du
planning, cette simulation donne :
Durée
Grue 1 343 j 18.6 m
Grue 1A 148 j 8.0 m
Grue 1B 195 j 10.6 m
Grue 2 331 j 18.0 m
Grue 2A 175 j 9.5 m
Grue 2B 156 j 8.5 m
Grue 3 336 j 18.3 m
Grue 3A 150 j 8.2 m
Grue 3B 186 j 10.1 m
Grue 4 188 j 10.2 m
Grue 4A 111 j 6.0 m
Grue 4B 77 j 4.2 m
Grue 5 239 j 13.0 m
Grue 5A 165 j 9.0 m
Grue 6 148 j 8.0 m
Tableau 6.3 : Planning Simulation 1
La phase 1 est terminée en 175 jours et l’ensemble du gros œuvre, en 343. Par
rapport au planning objectif, la phase 1 est livrée plus rapidement mais n’est pas
complète. Sur l’ensemble du projet, le délai est cependant dépassé de 27 jours.
Cette solution est proche du délai souhaité mais nécessite cependant la mise en
œuvre de nombreuses grues qui présentent des interférences non négligeables. De
plus, le phasage initial n’est pas respecté.
6.2.4. Simulation 2
Dans cette simulation (annexe 3.4), la volonté est de réaliser le cœur de l’hôpital
lors de la première phase, puis tous les extérieurs pendant la seconde partie du
chantier. Ceci permet de positionner l’ensemble des grues vers l’extérieur du
chantier.

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Juin 2007 - 49 -
Quatre grues sont utilisées lors de la première phase, puis 6 lors de la seconde.
Le chantier n’est donc pas bien équilibré, ce qui nécessitera l’apport de nouveau
matériel en milieu de chantier et provoquera un mauvais amortissement de celui-ci.
La grue 2 (en bleu clair) provoque en phase 2 une importante interférence avec
les grues 3 et 5. Le travail ne sera pas facile et sera ralenti.
L’étude du planning est réalisée ci-dessous, grue par grue.

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Juin 2007 - 50 -
Durée
Grue 1 325 j 17.7 m
Grue 1A 202 j 11.0 m
Grue 1B 123 j 6.7 m
Grue 2 403 j 21.9 m
Grue 2A 163 j 8.8 m
Grue 2B 241 j 13.1 m
Grue 3 336 j 18.3 m
Grue 3A 150 j 8.2 m
Grue 3B 186 j 10.1 m
Grue 4 240 j 13.0 m
Grue 4A 102 j 5.5 m
Grue 4B 138 j 7.5 m
Grue 5 165 j 9.0 m
Grue 6 111 j 6.0 m
La première partie du chantier sera livrée au bout de 202 jours et l’ensemble du
bâtiment après 403 jours travaillés.
La première phase est ainsi livrée dans les temps. Par contre le délai global du
gros œuvre est dépassé de 87 jours soit presque 5 mois.
6.2.5. Simulation 3
Dans l’optique de réaliser l’ensemble de la phase 1 en une fois, nous avons
besoin de recouper les blocs 9 et 10 à l’aide d’un joint de dilatation. Ceci permet de
répartir ces deux éléments sur les grues de part et d’autres.
Figure 6.13 : Simulation 3

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Juin 2007 - 51 -
Malheureusement cette nouvelle coupure qui permettrait de réaliser cette
simulation passe par les blocs opératoires, où il est impossible de créer des joints de
dilatation. Cette possibilité (annexe 3.5) est donc abandonnée.
6.2.6. Simulation 4
Pour réaliser simultanément le projet en deux zones lors de la première partie du
chantier, la bande centrale (jaune clair) est passée en phase 2 afin d’y placer des
grues sur voie (traits orange).
Un problème d’interférence flèche – fût a lieu entre les deux grues centrales.
Cette solution n’est donc pas envisageable (annexe 3.6).
6.2.7. Simulation 5
Un découpage vertical, s’opposant à l’horizontal demandé, est ici étudié (annexe
3.7).

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Juin 2007 - 52 -
Cette simulation ne présente pas d’interférences importantes. Elle utilise six
grues en début de chantier et quatre par la suite, d’importants moyens sont donc
nécessaires pour le démarrage : l’amortissement du matériel n’est pas bon.

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Juin 2007 - 53 -
Durée
Grue 1 267 j 14.5 m
Grue 1A 156 j 8.5 m
Grue 1B 111 j 6.0 m
Grue 2 205 j 11.1 m
Grue 2A 128 j 7.0 m
Grue 2B 77 j 4.2 m
Grue 3 361 j 19.6 m
Grue 3A 156 j 8.5 m
Grue 3B 205 j 11.1 m
Grue 4 303 j 16.5 m
Grue 4A 138 j 7.5 m
Grue 4B 165 j 9.0 m
Grue 5 262 j 14.2 m
Grue 5A 186 j 10.1 m
Grue 5B
(Forum) 76 j 4.1 m
Grue 6 145 j 7.9 m
La première partie du chantier est livrée aux lots techniques au bout de 186 jours
mais de nombreuses étanchéités provisoires seront nécessaires entre les deux
phases pour que le second œuvre puisse travailler dans de bonnes conditions.
Ce délai est inférieur à celui indiqué dans le planning de l’opération. Par contre, le
phasage est totalement différent. Il faudrait donc rencontrer les lots techniques pour
voir si ce découpage peut leur convenir.
La totalité du gros œuvre est terminée en 361 jours soit en 45 jours de plus que
demandé.
6.2.8. Conclusion
Pour conclure, toutes les solutions qui ont été mises au point dépassent le délai
imparti par le planning global en respectant ou non le découpage demandé.
Par contre, nous avons vu dans les simulations 1, 2 et 5 qu’il est possible de livrer
la phase 1 dans les temps. Cependant, ces phases ne sont pas celles souhaitées
initialement par le responsable du planning.

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Juin 2007 - 54 -
7. ETUDE DES FACADES PREFABRIQUEES
7.1. Modélisation
Les façades font partie intégrante de la structure porteuse du projet. L’architecte
les a imaginées en béton poli de couleur gris perle avec différentes profondeurs afin
de créer un effet de relief. Après discussions, ces deux niveaux de façades ont été
retenus, à 0 et à -5 cm, créant ainsi des engravures autour des ouvertures.
La solution la plus facile pour obtenir un résultat satisfaisant est de préfabriquer
les façades par panneaux et de les assembler ensuite directement sur chantier.
Pour mieux comprendre les différentes engravures, joints et raccordements avec les
dalles, nous avons tout d’abord réalisé une modélisation en 3D de la largeur d’une
trame de 7.20 m, respectant ainsi les dessins de l’architecte.
Figure 7.1 : Vue 3D d’une façade type
En même temps, nous avons étudié le joint horizontal entre panneaux pour
réaliser une modélisation conforme au DTU 22.1 qui précise des dimensions
minimales à respecter pour garantir l’étanchéité à l’eau.
Figure 7.2 : DTU 22.1

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Juin 2007 - 55 -
Figure 7.3 : Joint entre panneaux préfabriqués
Ceci nous a permis de déterminer la masse d’un panneau courant, étage par
étage.
Figure 7.4 : Panneau type du RDH
7.2. Repérage
Un premier repérage des façades préfabriquées sur les vues en plan a été réalisé
afin de mettre en place un dossier de consultation destiné à être envoyé aux
préfabricants.
Ce repérage a ensuite été affiné en découpant les façades en panneaux selon la
trame du bâtiment. Ces éléments ont ensuite été rangés en une dizaine de familles
(panneau type, panneau plein…) et des masses leur ont été associées. Ainsi nous
connaissons la masse de chaque tronçon de façade, pour chaque niveau et chaque

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Juin 2007 - 56 -
zone. Un bloc a été réalisé sous AutoCAD avec ces données dans l’objectif de
pouvoir les insérer facilement sur n’importe quel plan.
7.3. Mise en œuvre
Les panneaux de façade préfabriqués devront être mis en œuvre à l’aide d’un
moyen de levage. L’élément le plus lourd pesant plus de 18 tonnes, les grues à tour
« classiques » utilisées généralement en bâtiment ne suffisent pas. Il faudra donc
utiliser des grues plus puissantes ou faire appel à une grue mobile.
7.4. Autres solutions techniques envisagées
Les blocs de 7.20m étant trop lourds pour être manutentionné directement à
l’aide de grues à tour « classiques », une des solutions possibles est de les recouper
en morceaux de 3.60m. Ainsi les masses de ces derniers seraient comprises entre 6
et 7.2 tonnes.
Par contre, cela crée des joints supplémentaires au niveau des façades qu’il faut
faire valider par l’architecte. En effet, l’apparence générale s’en trouve modifiée
comme on peut le voir sur la figure suivante.
Figure 7.5 : Façade originale
Figure 7.6 : Façade recoupée

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Juin 2007 - 57 -
Il serait cependant possible de ne pas faire apparaître de joint au niveau des
meneaux engravés en recouvrant ces derniers d’une pièce, une fois les demi
panneaux posés.
D’autres solutions techniques pourraient aussi être utilisées comme le coulage
traditionnel des voiles en place et le polissage sur site. Cette technique est
cependant difficile à mettre en œuvre et demande un savoir faire particulier.
Nous pouvons aussi imaginer l’utilisation de prémurs polis en atelier. Dans ce cas
une tranche de béton gris serait alors visible à chaque encadrement de fenêtre, juste
derrière la peau polie en béton gris perle.

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Juin 2007 - 58 -
8. ETUDES DETAILLEES DE SIMULATIONS
8.1. Choix des axes de travail
Le projet évoluant sans cesse, il est toujours possible de chercher dans
différentes directions, de trouver d’autres phasages et de poser de nouvelles
hypothèses. Cependant, il n’est pas possible d’étudier plus en détail toutes ces
simulations, c’est pourquoi il a été défini, avec les responsables de planning et du
gros œuvre, des axes de travail.
Des solutions ont été retenues dans l’optique de pouvoir mettre en place les
panneaux de façade à la grue mobile, par demi panneaux ou par panneaux entiers à
la grue à tour. Nous trouvons ainsi :
o la solution 0 qui est la reprise de la solution de base, déclinée en deux
versions :
- PPM : façade mise en place avec une grue mobile ;
- Grue à tour : demi panneaux portés par les grues à tour ;
o la solution A est issue de la simulation BIS. Elle est déclinée en deux
versions :
o la solution B qui cherche à améliorer la phase 2 de la simulation de base.
Elle est aussi dimensionnée selon deux versions :
o la solution C améliore la livraison de la phase 1 et peut être associé à :
- la simulation A ;
- la simulation B ;
o la solution D capable de porter des panneaux entiers de façade.
Ces solutions ont été redessinées (voir annexes 4.1 à 4.5) et toutes les
caractéristiques ont été relevées pour pouvoir chiffrer le coût des installations de
chantier. Le tableau ci-dessous (annexe 6.1) permet de regrouper en une page
l’ensemble des données étudiées et ainsi de comparer facilement les solutions.

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Juin 2007 - 59 -
Tableau 8.1 : Tableau récapitulatif des solutions étudiées

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Juin 2007 - 60 -
8.2. Chiffrage des installations
Le chiffrage des installations de chantier a été réalisé par le responsable gros
œuvre à partir des tableaux reprenant les caractéristiques des grues (annexe 4).
Figure 8.1 : Détails des installations de chantier par simulation
Les tarifs utilisés sont indiqués ci-dessous.
Tableau 8.2 : Prix des grues - Barème du GIE Matériel
Les résultats sont repris dans le paragraphe suivant.

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Juin 2007 - 61 -
8.3. Eléments de comparaison
8.3.1. Fiche récapitulative
Afin de pouvoir comparer les diverses solutions, un tableau récapitulatif a été
rempli pour chacune d’entre elles. On y trouve :
o le bilan financier ;
o le résumé du planning ;
o le nombre et le type de grue avec les caractéristiques de montage et
démontage ;
o les quantités de dalle réalisées suivant les phases ;
o un point sur le matériel ;
o un estimatif sur les besoins en main d’œuvre ;
o une remarque sur les modifications de joints de dilatation ;
o les besoins en grue mobile.
Figure 8.2 : Fiche récapitulative des solutions de grue
L’ensemble de ces documents est consultable en annexe 4.

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Juin 2007 - 62 -
8.3.2. Les interférences entre grues
En dehors des éléments ci-dessus, nous avons aussi cherché à évaluer les
pertes de productivité liées aux interférences et à la longueur des voies de grue. Les
valeurs ne se veulent pas exactes mais l’ordre de grandeur est cohérent ; leur but
étant simplement de comparer les solutions entre elles.
De la même manière, les pertes financières estimées (pourcentage
d’improductivité imputé aux 305000 heures de travail prévues pour le gros œuvre)
permettent d’obtenir un ordre de grandeur, de comparer les solutions entre elles,
mais ne renvoient qu’à un chantier idéal sans perte de productivité.
L’ensemble des interférences flèche - flèche ont été mesurées pour les diverses
simulations. En consultant des données de Chronoanalyse, l’interférence journalière
pour un chantier de deux grues représente 15 min, soit 3% de la journée de travail.
Cette valeur a été associée à une lentille moyenne de 2000m². Nous tenons ainsi
compte de la taille des interférences et du nombre d’interférences par grue. Une
moyenne sur l’ensemble du chantier est réalisée en tenant compte de la durée de
chaque grue.
Un second ratio mesure le rapport entre les surfaces de lentilles d’interférence
par rapport aux surfaces couvertes par les grues.
Tableau 8.3 : Pertes de productivité dues aux interférences

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Juin 2007 - 63 -
8.3.3. La longueur des voies de grue
Les grues sur voies baissent en productivité à cause de leur temps de translation.
Cette durée étant fonction de la longueur de la voie, nous avons utilisé le barème
suivant :
Hypothèses VDG
0 à 30 ml 2%
30à50 ml 3%
50à80 ml 5%
>80 ml 7%
Tableau 8.4 : Hypothèses sur les voies de grue
Le calcul tient compte de la durée de chaque grue et réalise une moyenne sur
l’ensemble du chantier.
Tableau 8.5 : Pertes de productivité dues aux voies de grue
Ces chiffres traduisent bien le type d’installation : les solutions qui portent des
demi panneaux à la grue à tour utilisant des voies de grue sont pénalisantes.
Par contre, la mise en place des panneaux par une grue mobile a aussi une
incidence car il y a aura aussi une interférence avec les grues à tour.
8.3.4. Production de dalles
Toujours dans un soucis de comparaison des solutions, un graphique (annexe
6.2) montrant la production des surfaces de dalle en fonction du temps a été réalisé
pour les trois solutions 0, A et B.

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Juin 2007 - 64 -
Figure 8.3 : Comparaison des productions de dalle

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Juin 2007 - 65 -
Les différents paliers correspondent aux semaines grisées pour cause de congés,
jours fériés ou intempéries.
Ce graphique permet de retrouver les principaux constats faits précédemment
comme la différence de durée des trois simulations. La solution A se termine 2 mois
avant la solution B et 4 mois avant la solution 0.
De plus, la simulation A demande plus de moyens au commencement : elle
démarre plus rapidement grâce à sa sixième grue. Ceci explique qu’elle s’éloigne
des deux autres solutions. Au contraire, la simulation 0 ralentit au début de sa
seconde phase car une grue est démontée : il n’en reste donc plus que quatre.
Les courbes permettent aussi de se rendre compte de la différence d’avancement
à une date précise. Ainsi lorsque la solution A se termine, il reste 3000 m² à réaliser
dans la solution B et 10000 m² pour la 0. Ces différences, ramenées à l’ampleur du
projet, sont assez faibles. Il faut néanmoins vérifier l’avancement des lots techniques
pour s’assurer que ces derniers ne soient pas retardés par le gros œuvre.

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Juin 2007 - 66 -
9. SATURATION DE GRUE
9.1. Principe
Des hypothèses de cadence ont été prises pour élaborer les différents plannings.
Afin de les valider, il est nécessaire de vérifier que la charge de travail journalière de
la grue est réalisable. Pour ce faire, nous utilisons la saturation de grue.
Des métrés sont réalisés sur le niveau à étudier et ces données sont divisées par
la durée d’un cycle. Les diverses tâches à faire durant une journée sont ainsi
quantifiées.
En associant des temps unitaires issus de campagnes de Chronoanalyse à ces
quantités, on obtient une durée d’occupation de la grue durant la journée.
9.2. Chronoanalyse
La Chronoanalyse est issue d’une démarche de productivité développée au
départ par BOUYGUES HABITAT, dans le but de mettre au point un outil utilisé par
les Méthodes et les Etudes de Prix. Depuis 2003, PERTUY Construction réalise
régulièrement des campagnes pour obtenir ses propres temps unitaires.
Cette méthode d’observation consiste en un pointage à temps régulier de
l’activité de la grue. Traditionnellement un relevé est effectué toutes les minutes ou
deux minutes par l’intermédiaire de codes spécifiques aux différentes tâches.
A la fin de la journée on relève le nombre de codes notés. Cette valeur est
multipliée par l’intervalle entre deux mesures et on obtient ainsi le temps consacré à
cette tâche.
A ce temps pur on ajoute, au prorata sur la journée, la durée des tâches dites
« réparties » qui ne sont pas productives mais nécessaires au bon déroulement de la
journée. On trouve dans cette dernière catégorie le temps d’échange au talkie entre
la grue et l’échange au sol, de lecture d’un plan ou d’attente de moins de 6 min.
En divisant ce temps total par les quantités réalisées, on obtient un temps
élémentaire qui peut être utilisé dans la saturation de grue.
9.3. Etude de la grue 4
L’étude de la zone couverte par la grue 4 a été réalisée car elle est représentative
de l’ensemble du bâtiment. La grue 4A couvre des locaux techniques sans façade et
la grue 4B des locaux d’hébergement avec façades préfabriquées.
Des métrés ont été réalisés et divisés par le nombre de jours du cycle, ici 15 jours
sous la grue 4A et 20 sous la grue 4B.

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Juin 2007 - 67 -
Un tableur spécifique permet de calculer le temps nécessaire à chaque type
d’ouvrage, comme par exemple ci-dessous, les voiles.
Sur cet exemple, les cadences suivantes ont été adoptées (les dalles étant
coulées à la pompe) :
Cadences
Voiles 17.3ml/j
Poteaux 2u/j
Dalle 120m²/j
Poutres 3u/j
Tableau 9.1 : Cadences adoptées pour la saturation de grue
Tableau 9.2 : Saturation de grue – Voiles
Les deux saturations complètes sont consultables en annexe 5.
Le temps de grue total sur une journée est juste inférieur à 9h00. Ce temps est
envisageable sur un tel chantier et peut être mis en place en décalant légèrement les
horaires des équipes de verticaux et d’horizontaux.
Ce résultat confirme les hypothèses posées pour réaliser le planning gros œuvre.
L’augmentation des cadences de plancher ne peut se faire sans un aménagement
des horaires. Par exemple, pour réaliser 150m² de dalle par jour, le temps de grue
dépasse les 10 heures. Il serait ainsi nécessaire de décaler les horaires des équipes
pour augmenter le temps de travail quotidien.

FAUVEL Bruno
Juin 2007 - 68 -
10. PLAN D’INSTALLATION DE CHANTIER
10.1. Introduction
L’installation du chantier varie avec l’avancement des travaux, le Plan
d’Installation de Chantier doit représenter cette évolution. Le plan d’installation de
chantier doit représenter l’ensemble des options prises sur le chantier et doit évoluer
en fonction des différentes phases. Il y aura donc plusieurs plans en fonction de
l’avancement du projet.
10.2. Plan de plateformes
10.2.1. Hypothèses
Compte tenu de l’architecture et de la structure du bâtiment, il y aura au final 4
niveaux de plateformes :
o 237,70 pour le vide sanitaire bas (2.30m sous le niveau terminé) ;
o 239,85 pour le dallage fini à 240.00 (RdJ);
o 241,90 pour le vide sanitaire haut (2.30m sous le niveau terminé) ;
o 244,05 pour le dallage fini à 244.20 (RdB).
Les semelles filantes et les semelles isolées des poteaux sont ancrées au niveau
le plus bas comme indiqué sur les coupes ci-dessous. Lorsqu’une fondation est
proche d’un mur de soutènement ancré plus profondément, il faut respecter une
pente de 3/2 pour tenir compte de la diffusion des charges. Au besoin, pour satisfaire
le critère précédent, du gros béton devra être utilisé comme indiqué sur les coupes
ci-dessous.

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Juin 2007 - 69 -
Figure 10.1 : Coupes entre les différentes plateformes
Le plan de plateformes actuel est consultable en annexe 7.1.
10.2.2. Emprise provisoire
Le plan de terrassement a été réalisé en prenant en compte un talus de 1/1.
L’emprise totale comprend donc :
o l’emprise du bâtiment ;
o une bande de travail au minimum de 1.60 m ou de la demi largeur de la
semelle ;
o le talus avec une pente 1/1 (validée par le BET).
Figure 10.2 : Exemple de talus

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