Aile d'extension du Musée d'Art de Denver, Etats-Unis

 

2 700 tonnes d'acier ont été nécessaires pour doter la ville de Denver d'un ouvrage prestigieux à la silhouette angulaire extrêmement audacieuse. Les Rocheuses ont inspiré l’architecte qui a conçu l’agrandissement du Musée d’Art de Denver, l’objectif étant d’en faire un lieu de repère visuel prestigieux dans le paysage urbain de la ville de Denver. Pour mener à bien ce projet, il a fallu transformer plus de 2 700 tonnes d’acier en une structure complexe capable de soutenir les multiples angles obliques qui donnent au bâtiment sa physionomie spécifique. Et pour que tout cela tienne debout, il a fallu utiliser le logiciel Tekla Structures.

La nouvelle aile du Musée d’Art de Denver, également connue sous le nom de « Frederic C. Hamilton Building », a été conçue par le célèbre architecte Daniel Libeskind en collaboration avec le cabinet d’architectes Davis Partnership Architects basé à Denver. Daniel Libeskind a déclaré avoir été inspiré par la lumière et la configuration géologique des Rocheuses, la célèbre chaîne de montagnes située en Amérique du Nord, dont il a recopié les formes en regardant au travers d’un hublot, alors qu’il les survolait en avion. L’intention derrière ce projet était de faire de Denver un lieu de référence mondial dans le domine de l’architecture. Il a fallu trois ans pour le mener à bien avec parfois jusqu’à 200 personnes travaillant quotidiennement sur différentes parties du bâtiment. L’installation de plus de 9 000 panneaux en titane constituant la façade a commencé en 2004 et le bâtiment a été ouvert au public le 7 octobre 2006.

Une construction en acier représentant un véritable tour de force

Il a fallu transformer plus de 2 700 tonnes d’acier et utiliser environ 50 000 boulons, soit une quantité égale à trois fois celle nécessaire pour un bâtiment traditionnel de même taille, pour réaliser une structure complexe capable de supporter les multiples angles obliques qui donnent au bâtiment sa physionomie spécifique. La construction de cette ossature en acier a demandé à peu près 13 mois. Les ouvriers affectés à la construction du bâtiment ont commencé à assembler les éléments de sa structure angulaire en juillet 2003. Compte tenu de la structure complexe du bâtiment et de ses multiples plans inclinés, ce travail a été un véritable défi pour les personnes affectées à son édification, qui ont rencontré sur site un certain nombre de difficultés pour passer d’une poutre à l’autre. Chacune de ces poutres contribue à soutenir l’ensemble du bâtiment et le mauvais positionnement ou la mauvaise orientation de l’une d’elles pourrait générer des problèmes dans toute la structure.

M.A. Mortenson Construction, l’entreprise principale en charge du projet, a décidé d’utiliser la technologie la plus en pointe pour localiser avec précision l’emplacement exact de chaque poutre. Cette technologie leur a été fournie par le logiciel de modélisation Tekla Structures (Xsteel v8), grâce auquel l’ensemble du bâtiment a pu tenir debout. Ce logiciel, a permis de créer un modèle en 3D de l’ensemble du bâtiment avec un niveau de détails allant jusqu’a représenter fidèlement la taille de chacun des milliers de boulons utilisés pour fixer les poutres. La modélisation fut également utilisée pour introduire une quatrième dimension dans le suivi du projet : celle du temps. L’intégralité du planning d’exécution du projet étalé sur quatre ans et établi à l’avance fut intégrée dans le logiciel de façon à générer un film montrant chacune des étapes de la construction. Chacune des personnes impliquées dans le projet put ainsi visualiser à l’avance le travail qu’elle devait réaliser.

Tout dans un modèle

Le logiciel Tekla Structures a permis à toutes les parties impliquées dans le projet, M.A. Mortenson Construction (principal intervenant), Dowco Consultants (dessins d’exécution), Structural Consultants Inc.(conceptions des connexions), ARUP (calcul des structures), L.P.R. (montage) et Zimmerman Metals Inc. (fabricant de l’acier), de rester en prise avec le réseau en boucle diffusant les informations relatives au
projet.

"Les visionneuses du logiciel représentent un atout considérable car elles permettent d’identifier rapidement et avec précision le centre de gravité et le poids des assemblages." a déclaré Curtis Mayes, l’ingénieur en charge du projet travaillant chez L.P.R. Construction. Mark Magruder, le directeur commercial de Tekla, est arrivé pour sa part à la conclusion suivante : "La fonction permettant d’exporter des fichiers 3D du modèle au format DXF en vue de leur utilisation dans le cadre de la planification et de la définition des opérations de montage, constitue un atout extraordinaire. D’après tous les rapports dont j’ai été informé, le degré de collaboration rendu possible grâce à l’utilisation du logiciel Tekla Structures, a été l’élément qui a assuré la réussite du projet et sa rentabilité. Les éléments de la structure en acier ont pu être montés avec trois mois d’avance sur le planning alors même que leur livraison est intervenue plus tard que prévue."

L’un des facteurs qui a permis de prendre de l’avance sur le planning vient du fait qu’il a été possible, depuis le visualiseur, d’exporter vers le logiciel de CAO la totalité ou certaines parties du modèle afin d’ajouter des chevalements pour ensuite réimporter les données dans le visualiseur avant de passer à la réalisation des dessins d’exécution. Selon Mark Magruder, un autre facteur de gain de temps a été le fait de pouvoir importer dans le modèle affiché par le visualiseur des modèles de références de grues, ce qui a permis d’établir des plans de positionnement et d’échafaudage à partir des bureaux de l’entreprise en charge des opérations de montage plutôt que sur le terrain.

Des dessins d'exécution précis pour un montage réussi

Grâce au logiciel Tekla Structures, la société Dowco a pu réaliser avec précision les dessins d’exécution de cette structure d’acier incroyablement complexe. Le fait de pouvoir convertir dans un format 2D des informations 3D aux multiples facettes en vue de leur utilisation en atelier a permis à des sociétés comme Zimmerman Metals et L.P.R de faire du bon travail. "L’un des facteurs ayant joué un rôle déterminant dans la réussite de la phase préparatoire de ce projet et son exécution a été la liste des coordonnées XYZ qui a été spécialement générée" a expliqué Curtis Mayes avant d’ajouter "Cela a rendu possible un contrôle des alignements d’un niveau exceptionnel. J’ai vraiment été étonné de voir comment chaque pièce trouvait sa place."

D’un point de vue géométrique, la structure de la nouvelle aile du Musée d’Art de Denver est d’une extrême complexité. Il est souvent difficile de créer les angles complexes que l’on trouve au niveau des points de rattachement des différentes parties d’un bâtiment. Le niveau de précision offert par le logiciel Tekla Structures permet de déterminer au millimètre près le degré d’ajustement d’un boulon ou d’un ensemble soudé. Ceci signifie que grâce à la précision avec laquelle la structure en acier a été conçue, le montage de cette dernière n’a posé aucun problème.

"Le logiciel a non seulement été d’une grande aide lors des phases de conception et de réalisation de dessins d’exécution mais il a aussi aidé l’entreprise chargée du montage à planifier ses activités quotidiennes" ajoute encore J.R. Barker, de la société Structural Consultants Inc.

L. P. R. Construction - Mayes

Les visionneuses du logiciel représentent un atout considérable car elles permettent d’identifier rapidement et avec précision le centre de gravité et le poids des assemblages.
Curtis Mayes
Ingénieur
L. P. R. Construction