Construction en acier

L’acier à haute résistance : le meneur de jeu au Real Madrid

Texte : Dillinger / Photos : divers

Pour mettre en œuvre cette ambitieuse refonte, seules les meilleures solutions étaient envisageables aux yeux du Real Madrid, que ce soit pour la sélection des acteurs de la construction ou pour le choix des matériaux utilisés. L’acier haut de gamme à haute résistance S690QL1 destiné aux structures métalliques légères de Dillinger en est un bon exemple ; le toit complexe de l’Estadio Santiago Bernabéu est le premier projet pour lequel cet acier a été utilisé en telle quantité.

 

 

Le nouveau design saisissant du stade est un projet commun du bureau d’architecture hambourgeois von Gerkan, Marg und Partner (gmp), des partenaires espagnols L35 Arquitectos, Ribas & Ribas Arquitectos ainsi que des bureaux d’ingénieurs schlaich bergermann partner (sbp) et INES Consulting Engineers. En plus de l’enveloppe sculpturale composée de lamelles en acier inoxydable cintrées en diagonale aux multiples degrés de transparence, du gazon escamotable et d’un écran LED à 360 degrés sur le bord intérieur du toit, la toiture qui semble flotter et dont la partie intérieure est rétractable fait partie des éléments de design marquants du nouveau stade Bernabéu. Trois de ces éléments exceptionnels ont été confiés à l’entreprise espagnole de construction métallique Horta Coslada. Avec quatre usines en Espagne et une surface de production totale de 390 000 m2, Horta Coslada est la plus grande entreprise de construction métallique d’Espagne. Elle est spécialisée dans les grands projets complexes tels que les ponts, stades, infrastructures et gratte-ciel.

 

Une quantité importante de S690 au stade Bernabéu

Cela fait environ 15 ans qu’Horta Coslada mise sur l’acier de Dillinger, p. ex. pour la tour Cepsa à Madrid, qui est le plus haut gratte-ciel d’Espagne (249,5 m), et le pont de l’Assut de l’Or à Valence. Pour le toit du stade Bernabéu, Horta Coslada a utilisé 13 000 tonnes d’acier, dont 3100 tonnes d’acier à haute résistance S690QL1 de Dillinger dans des épaisseurs de tôle de 10 à 120 mm. Sa résistance accrue permet des constructions plus légères et plus fines qui ne seraient techniquement pas réalisables autrement. Le poids plus faible des composants autorise en outre des éléments de construction plus grands et débouche sur de toutes nouvelles possibilités architecturales. De même, les coûts et le temps nécessaires au volume de soudage s’en trouvent considérablement réduits. En tant que fabricant haut de gamme, Dillinger propose un très large éventail de qualités à haute résistance, depuis les produits spéciaux comme le S690 conforme aux normes jusqu’aux tôles les plus épaisses. Si cet acier est couramment utilisé pour la construction de grues, il est plutôt atypique dans la construction de charpentes métalliques ou alors uniquement à de faibles tonnages. Alejandro Otero Gutiérrez, directeur de Horta Coslada, estime que le toit du stade Bernabéu est le premier projet de construction métallique en Europe à utiliser une quantité aussi importante de S690. La nuance d’acier QL1, commandée par Horta Coslada pour réaliser des tôles plus fines, est particulièrement complexe et répond au plus haut degré de sécurité grâce à sa classe de ténacité la plus élevée.

 

Un nouveau toit construit sans accès à l’espace intérieur

Situé au centre de Madrid, le temple du football a une longue histoire. L’objectif déclaré du Real Madrid était de donner un tout nouveau visage au légendaire Estadio Santiago Bernabéu et d’en faire le meilleur stade du monde. Avec quatre nouveaux étages de tribunes, un centre commercial, un hôtel, un musée interactif du club, un toit high-tech mobile et un gazon escamotable, le fief du club espagnol aux multiples records marque le début d’une nouvelle génération de stades multifonctionnels. Véritable référence mondiale en matière de sport et d’architecture, ce stade ultramoderne sera un théâtre des émotions qui offrira un maximum de confort, de sécurité ainsi que des technologies de pointe. Le stade Bernabéu est situé juste à côté de l’artère principale, dans le centre densément peuplé de Madrid. Aussi le Real Madrid avait-il exigé d’emblée que l’ensemble des travaux de transformation du stade soient réalisés tout en continuant d’y disputer les matches et sans aucun accès à l’espace intérieur. Un véritable défi pour toutes les entreprises impliquées dans la rénovation. C’est ainsi que l’entrepreneur général Fomento de Construcciones y Contratas (FCC) mandaté par le Real Madrid et Horta Coslada ont imaginé ensemble une stratégie pour assembler en dehors du stade les énormes traverses nécessaires à la réalisation du toit. Cette stratégie s’est articulée autour d’une plate-forme provisoire à 6 m de haut située devant l’entrée ouest du stade et destinée au prémontage de tous les composants des poutres de toit. Grâce à cette structure, le public pouvait entrer dans le stade et en sortir comme s’il passait sous un pont.

 

Quatre traverses pour toute la charge du toit

Horta Coslada avait déjà répondu avec succès à des exigences comparables dans les stades de l’Atlético Madrid et de l’Olympique de Marseille. Le choix de l’entreprise de construction métallique s’imposait donc aussi pour le stade Bernabéu. C’est ainsi que l’entreprise de construction métallique expérimentée a été mandatée en 2019 par FCC pour la construction du nouveau toit du stade Bernabéu. Pour le toit principal, la planification des ingénieurs reposait au départ sur le principe simple de la roue à rayons : un anneau de tension intérieur relié par 44 câbles radiaux à un anneau de pression extérieur et reposant sur les flèches en acier de la cuvette existante. Cette construction en câbles légère a été abandonnée par FCC et remplacée par un système plus conventionnel avec quatre poutres en treillis en acier qui supportent l’ensemble du toit du stade. Les traverses nord et sud constituent les poutres principales, chacune étant large et haute de 6 m pour une portée de 176 m. Ces éléments clés du toit ont aussi joué un rôle décisif pour l’ensemble du montage : pendant les travaux, ils ont permis de prémonter les autres composants du toit sur la plate-forme en dehors du stade. Les deux poutres principales sont entièrement constituées d’un treillis en acier S690, plus résistant, et pèsent chacune près de 1500 tonnes. Elles ne reposent que sur quatre points, à savoir des colonnes, dont deux nouvelles. « Cette construction n’a été possible qu’avec la nuance d’acier S690, un acier léger à très haute limite d’élasticité », explique Alejandro Otero Gutiérrez. Il ajoute : « Le gain de poids était déterminant pour la réussite de toute la construction et ne pouvait être atteint que de cette façon : par rapport à d’autres solutions, cet acier nous a permis d’économiser environ 40 % de matière ! » Environ un tiers de l’ensemble du toit du stade Bernabéu a été réalisé en acier S690 de Dillinger. « Avec d’autres qualités d’acier, le toit aurait pesé environ 20 000 tonnes. Grâce à l’acier S690, seules 12 000 tonnes ont été nécessaires », explique Otero Gutiérrez. Pour les deux autres poutres, à savoir les traverses est et sud d’une portée de 138 m, les qualités d’acier S690 et S460 ont été combinées à parts à peu près égales.

 

Fabrication, montage et installation complexes

La préfabrication de tous les éléments a été réalisée dans l’usine de Horta Coslada sur le site de Madrid. Plus de 100 000 pièces y ont été découpées et percées avant d’être soudées à la géométrie prescrite pour former des éléments transportables constitués de poutres et de diagonales. Pour permettre le transport jusqu’au chantier, chaque poutre a dû être divisée en 40 éléments d’une longueur maximale de 18 m. Pour s’assurer de la bonne adaptation de toutes les vis sur le chantier, un essai de montage complet de tous les composants a été réalisé dans les halles de production de Horta Coslada. La structure porteuse qui surplombe le stade est entièrement vissée, sans le moindre cordon de soudure. Au total, 336 500 vis ont été nécessaires. Après le prémontage sur la plate-forme en dehors du stade, les traverses nord et sud ont été hissées à l’aide d’une grue sur chenilles de 600 tonnes et vissées pas à pas dans les airs à partir des quatre coins. Les composants prémontés des deux autres traverses ont ensuite été hissés par paires, vissés, puis, en prenant appui sur les traverses principales, poussés du côté opposé sur des roues à l’aide de moteurs électriques. L’utilisation de l’acier à plus haute résistance S690 a permis de réduire non seulement le poids du toit, mais aussi le nombre d’éléments nécessaires et de camions requis pour le transport sur le chantier. « Nous avons économisé environ 300 camions », précise Otero Gutièrrez. Vu que le stade se situe au cœur de Madrid, cela a non seulement permis une réduction substantielle de la charge de trafic sur cette route d’accès très fréquentée, mais aussi une diminution significative de l’impact environnemental lié au CO2.

 

Large victoire pour le S690 dans le stade de tous les superlatifs

Rétrospectivement, le constructeur métallique déclare : « Ce fut sans hésitation l’un des projets les plus difficiles de l’histoire de notre entreprise, en raison de la méthode de construction, de la logistique, du calendrier extrêmement serré et du type d’acier. » Selon lui, cette variété d’acier a probablement constitué l’un des plus grands défis. « Je ne connais en Europe que deux entreprises capables de produire cet acier dans cette épaisseur. Dillinger est connu en Europe comme étant probablement le meilleur fournisseur d’aciers aussi épais et d’une telle qualité. » Son entreprise a déjà mené à bien de nombreux projets avec Dillinger. Compte tenu du calendrier serré, la capacité élevée et le respect des délais de livraison par le fabricant d’acier sarrois ont plaidé en faveur d’une collaboration avec lui. « Il s’agissait d’un projet unique qui a suscité un vif intérêt du public. Nous avons donc décidé de ne travailler qu’avec les meilleurs partenaires possibles et Dillinger s’est dès lors imposé à nous comme un partenaire de choix. »  ■