LE TOIT DU VÉLODROME

Permission accordée par la F.I.A.C.- Lors de l’annonce de nos projets en avril 1972, le Vélodrome avait un toit partiel sans dépasser au dessus de la piste cycliste. Nous n’avions pas encore obtenu la permission de couvrir tout le Vélodrome. Cette permission nous fut accordée en janvier 1973 par la Fédération Internationale Amateur de Cyclisme, en même temps que celle de construire une piste 285,714 mètres. Pour voir ce texte, cliquez ici.

Dès lors, avec quelques mois de retard, M. Taillibert put exécuter ses plans préliminaires et compléter sa conception d’un Vélodrome couvert. Le toit était d’une complexité dépassant tout ce qui s’était déjà fait dans le monde, dix fois plus compliqué que le Stade. Ce n’était pas une erreur de construire cette œuvre d’art aussi complexe pour des Jeux Olympiques, mais admettons-le, c’était hasardeux d’entreprendre cette construction à l’été 1973, douze mois avant la tenue des Championnats Cyclistes du monde prévus pour juillet 1974. Pour voir le texte sur la complexité de ce toit, cliquez ici.

Introduction

M. Taillibert choisit de traiter le Vélodrome sous forme de deux édifices totalement désolidarisés l’un de l’autre. D’une part le bâtiment proprement dit, piste cycliste, gradins, salles, vestiaires, etc. D’autre part, la toiture, cette dentelle de béton, un véritable exploit que seul lui savait maîtriser.

La couverture

Les butées du Vélodrome
Les butées du Vélodrome
Cliquez sur la photo pour agrandir

La couverture est formée d'une fraction de coque hémisphérique régulière dont le plan se traduit par trois lobes s'évasant, à partir d'un point d'appui unique situé au nord-est (butée Z) vers trois points d'appui situés au sud-ouest (butées W, X et Y).


Composition de cette couverture

Elle origine d’une sphère entrecoupée par des plans obliques dirigés vers le centre de la sphère définissant ces arcs et ces lobes en surface de la sphère, tel quelqu’un qui coupe une orange définissant les arcs en surface du fruit.

La voûte mince, familière à l’Architecte Taillibert, était inapplicable sur une telle surface. Il a donc conçu un ensemble extraordinairement complexe d’arcs surbaissés limitant des fuseaux, réunis entre eux par une résille constituée de doubles « Y » servant de structure à des mini-coupoles translucides. Les efforts constatés par le calcul dans certaines parties de la résille ont toutefois obligé l’Architecte à clore ces parties par des voûtes minces précontraintes.

Arcs et tours d’échafaudage
Arcs et tours d’échafaudage
Cliquez sur la photo pour agrandir

Les arcs – les voussoirs – les « Y ».- Cette couverture est constituée d'arcs surbaissés délimitant des fuseaux. Ces arcs forment des poutres autoportantes qui assurent la cohésion du toit, sans aucun point d'appui intermédiaire (longueur 558 pieds ou 170 mètres en plan). Ces arcs ont été préfabriqués sur le site par longueurs de 20 pieds (6 mètres), chacun des éléments ainsi préfabriqués s'appelant « voussoir d'arc ». Ces voussoirs d'arcs après préfabrication ont été manutentionnés dans l'espace à l'aide d'un cadre de basculement et déposés sur un berceau de positionnement. L'ensemble ainsi constitué a été mis en place à l'aide de grues de 200 tonnes au sommet des tours d'échafaudage.

Pose d’une poutre en « Y »
Pose d’une poutre en « Y »
Cliquez sur la photo pour agrandir

Ces différents voussoirs ont été collés entre eux et fortement liaisonnés par des câbles de post contrainte appelés « câbles de bridage » insérés dans des gaines internes, prévues et posées au moment de la fabrication du voussoir dans son moule. Ces poutres ainsi réalisées, positionnées sur les échafaudages, sont liaisonnées entre elles par des résilles en forme de double Y, composées d'éléments préfabriqués en béton armé, réunis par des câbles de précontrainte sur un banc d'assemblage situé sur le site. Ces résilles appelées « Y » ont été mises en place également à l'aide de grues de 200 tonnes.

Positionnement des voussoirs.- La précision du montage des voussoirs était de l’ordre millimétrique. La méthode astucieuse utilisée fut de positionner dans l’espace chacun des voussoirs sur le chantier de préfabrication à l’aide d’un cadre de manutention muni de câbles et de poulies, puis déposé sur sa propre « tête de tour d’échafaudage ».

Une fois tous les voussoirs posés, toutes les poutres en « Y » installées, les dalles pleines coulées sur place, un autre réseau de câbles est installé dans les gaines de réserve des voussoirs. Ces câbles sont continus d’une butée à l’autre butée et leur post-tension permet d’assurer à l’ensemble des éléments leur rigidité définitive.

Dalles de béton entre les butées W – Y
Dalles de béton entre les butées W – Y
Cliquez sur la photo pour agrandir

À leurs extrémités, les poutres reposent sur de véritables culées ancrées dans le rocher par des tirants supportant des efforts gigantesques :- « 8,500 tonnes » sur la culée X, « 18,800 tonnes » sur les culées Y et W et « 23,500 » tonnes sur la culée Z.

En plus de ces efforts importants, les variations thermiques créent un arc hyperstatique invisible de « 14,500 tonnes » de poussée entre les culées Y et W. C'est essentiellement pourquoi les vides laissés entre les lobes sont remplacés par des dalles minces en béton précontraint.

Quelques chiffres

La couverture.- Cette calotte est totalement autoporteuse, d'une longueur moyenne de 565 pieds (172 m), d'une hauteur de 110 pieds (33,50 m) par rapport au niveau de la pelouse, représentant une surface au sol de 180,000 pieds carrés (16.723 m ca), d'un poids total de 41,000 tonnes (125 Boeing 747 !), ayant nécessité 425,000 pieds carrés (39.484 m ca) de forme au coffrage, 19,200 verges cubes (14.688 m cu) de béton, 2,200 tonnes d'acier d'armature, 420 tonnes d'acier de précontrainte dont 1,250 câbles 12 T 13, soit une longueur de 132,000 pieds linéaires (40.234 mè) de câbles ou 25 milles ou 40 kilomètres, comprenant 2,510 unités d'ancrage ou cônes d'ancrage 190 - 12 T 13 et 120 tonnes de barres Dywidag, soit 3,860 unités, d'une longueur totale de 48,000 pieds linéaires (14.630 m).

Les voussoirs.- Au nombre de 144 unités, d'un poids unitaire variant de 50 à 100 tonnes, d'une longueur par élément de 20 pieds (6 m) et d'une hauteur de 8 à 10 pieds (2,5 à 3 m) suivant le type d'arc.

Les résilles ou Y.- Au nombre de 63 unités, d'un poids unitaire variant de 50 à 100 tonnes, d'une longueur par élément de 50 à 100 pieds (15 à 30 m).

Les butées: Leur structure.- Au nombre de quatre unités, W, X, Y et Z, nécessitant pour leur construction 20,000 pieds carrés (1.858 m ca) de coffrages, 11,000 verges cubes (8.410 m cu) de béton et 1,000 tonnes d'acier d'armature.

Les butées: La consolidation du sol.- 95 tirants de 500 tonnes, soit une longueur de 13,770 pieds linéaires (4.197 m) de câbles, 180,000 pieds cubes (5.096 m cu) d'injection et 3,000,000 de pieds cubes (83.500 m cu) de rocher intéressé par l'injection.

Les échafaudages.- D'un tonnage total de 3,000 tonnes de matériel comprenant:- --- 144 berceaux --- 144 têtes de tours --- 30,000 pieds carrés (2.787 m ca) de passerelles de travail --- 8 000 pieds linéaires (2,438 m) de garde-corps --- et 115,000 pieds linéaires (35.052 m) de tours d’échafaudage.

La dentelle de béton terminée, il fallait la rendre autonome en y retirant ses supports, les échafaudages.

Comme le plombier qui fait son test de pression pour s’assurer que sa canalisation d’eau ne perd pas sa pression, le Toit du Vélodrome réussit son test ultime «L’opération Décintrement, il tient debout tout seul» une première mondiale, une méthode ingénieuse élaborée par l’équipe d’Ingénieurs de Trudeau, Gascon, Lalancette et les Ingénieurs français d’Europe Études.

Pour voir ce texte sur l’opération Décintrement, cliquez ici.

Claude Phaneuf, B.A., B.Sc.A.
Un des trois pionniers concepteurs du Parc Olympique et du Stade.
Membre de l'OIQ de 1962 à octobre 2006.
Mai 2010. Révisé Octobre 2010.







Pour m'adresser une question ou un commentaire, écrivez à info@stadeolympiquemontreal.ca

Pour se procurer le dernier livre de M. Taillibert "Stade olympique de Montréal, mythes et scandales", suivre le lien suivant :
http://www.renaud-bray.com/Livres_Produit.aspx?id=1159386

Toute reproduction totale ou partielle du contenu de ce site, sans autorisation, est formellement interdite.
©Claude Phaneuf 2017

Site web créé par Samuel Labrie
 
Claude Phaneuf sur Facebook Claude Phaneuf