Le bassin d’Austerlitz a été conçu tout en BIM

Le bassin d’Austerlitz est le troisième bassin de stockage aval d’eau d’orages à Paris, après le stockage Proudhon (17 000 m³ construit sous le parc de Bercy de 1995 à 1997) et le tunnel Ivry-Masséna (180 000 m³ entre les XIIème et XIIIème arrondissements de Paris et Ivry-sur-Seine). Le but de ces trois stockages est d’intercepter l’eau unitaire par temps d’orage avant qu’elle ne se déverse dans la Seine, de la stocker, puis de la rediriger vers des stations d’épuration. Avant cet ouvrage, les eaux d’orages saturaient le réseau d’assainissement de la ville de Paris et se déversait directement dans la Seine par 44 déversoirs d’orage.

Dépolluer la Seine pour les Jeux Olympiques

Dans le cadre des Jeux Olympiques de 2024, la ville de Paris s'est engagée dans la réalisation d'un projet majeur : la construction d'un bassin de stockage des eaux pluviales à Austerlitz. L'objectif principal de ce projet est de prévenir les déversements des réseaux d'assainissement dans la Seine lors d'orages violents, avec pour résultat direct l'amélioration de la qualité des eaux de la Seine.

Un bassin de stockage, un tunnel sous la Seine et deux prises d’eau. © ENSER

Ce projet d'envergure comprend la construction de plusieurs éléments clés. Premièrement, deux ouvrages de prise d'eau, l’un sur la rive gauche (puits Valhubert avec des parois moulées descendant à 50 mètres de profondeur), l’autre sur la rive droite (puits Tournaire, le long de la voie Mazas, raccordés à deux déversoirs existants sur la rive droite et qui a servi de puits de sortie du microtunnelier), capteront les eaux pluviales avant qu'elles ne rejoignent la Seine.

Deuxièmement, un bassin de stockage, de 50 mètres de diamètre et d'une profondeur de 30 mètres, doté d'une capacité de 50 000 mètres cubes, soit l’équivalent de 20 piscines olympiques, a été creusé sous le square Albert Tournaire boulevard de l’Hôpital pour stocker les eaux pluviales excédentaires. Il comporte des parois moulées profondes de 62 mètres et des barrettes de 80 mètres.

Les planchers techniques ont nécessité un poids total d'armature de 79 tonnes, tandis que le radier inférieur a utilisé 605 tonnes d'armatures acier. © ENSER

Les planchers techniques ont une épaisseur de 45 cm et une surface totale de 1 060 m², soit un volume de béton d’environ 475 mètres cubes, plus nécessité 3 450 mètres cubes de béton pour le radier inférieur. © ENSER

Troisièmement, un collecteur DN 2500, d’une longueur de 625 mètres, creusé en utilisant la technique du microtunnelage, relie ces trois ouvrages en passant sous la Seine à 30 mètres de profondeur.

Trois ans et 8 mois de travaux

Paris a été désigné en 2017 pour les Jeux Olympiques. Il a très tôt été décidé d’organiser des épreuves de nage en eau libre dans la Seine pour les Jeux de Paris, puis d’installer ensuite trois espaces de baignade à partir de 2025 : bras de Grenelle, près de l’Hôtel de Ville, au bras du Pont-Marie et sur le port de Bercy. Bref, il fallait dépolluer. La solution du bassin de stockage derrière la gare d’Austerlitz a été choisie. Il doit diviser par dix le volume d’eau non traitée rejetée dans la Seine. Le marché a été remporté par le groupement Impluvium, comportant l’entreprise Urbaine de Travaux (mandataire, membre du Groupe Fayat), SADE Travaux Spéciaux (Société Auxiliaire des Distributions d’Eau, co-traitant), Soletanche-Bachy France, filiale de Solétanche-Freysinet, Sefi-Intrafor (Groupe Fayat) et Bessac. Les travaux ont débuté en août 2020. Les ouvrages ont été inaugurés le 2 mai 2024.

Le bassin a fonctionné pour la première fois le 19 juin 2024, à la suite d’un orage tombé le 18 juin et il a recueilli 40 000 m³ d’eau sur une capacité maximale de 50 000 m³. © ENSER

Initialement évalué à 60 millions d’euros, le marché en a finalement coûté 90, financés par l’agence de l’eau Seine-Normandie, le SIAAP (Syndicat Interdépartemental pour l’Assainissement de l’Agglomération Parisienne) et la Ville de Paris.

Un marché en BIM

Dès le lancement du concours, le cahier des charges exigeait que l’opération se déroule en BIM, de la conception au suivi de chantier, notamment le coffrage des structures. Il fallait notamment produire une maquette BIM pour le DCE de consultation des entreprises. Enser, retenu comme bureau d’études en phase d’exécution, a été chargé des études d'exécution d’une partie des structures internes du bassin, avant tout des structures horizontales : la dalle de couverture, les planchers techniques internes, le radier, mais aussi de l'escalier hélicoïdal.

Les 20 gros poteaux qui traversent- le volume et le radier ont été conçus par Solétanche-Bachy. © ENSER

ENSER était également responsable des études des ouvrages annexes du projet, tels que la galerie d'accès et l'ouvrage de rejet, incluant même le puits blindé de ces ouvrages.

Pour mener à bien cette réalisation complexe, l'utilisation du logiciel Tekla Structures s'est révélée indispensable. En effet, comme le souligne Stefano Biliosi d’ENSER, compte tenu de la grande quantité d'armature requise, de la forme complexe des structures et de la présence de nombreuses réservations, ce logiciel a permis une modélisation précise de l'armature des planchers techniques et du radier inférieur.

Échanger les données dans le cadre de la conception et de l’exécution du chantier

Initialement, Enser a reçu à la fois des fichiers IRC et des fichiers natifs Revit. L’un des grands enjeux de cette opération était d’assurer un échange fluide entre les divers logiciels utilisés par les différentes entreprises. Solétanche-Bachy a notamment employé Sofistik pour le calcul des structures béton dont il avait la charge, Rhinocéros pour la conception 3D, Grasshoper, un plug-in de Rhinoceros 3D a été employé par ENSER, ... Pour faciliter les échanges, Enser a utilisé la plateforme Cloud Trimble Connect. Elle accepte toute sortes de formats de fichiers 2D et 3D, dont les classiques DWG et DXF, mais aussi les formats natifs de la plupart des logiciels de conception et de dimensionnement. Les informations sont accessibles sur PC, mais aussi sur n’importe quelle plateforme connectée dotée d’un navigateur internet : tablette ou smartphone.

Le projet d'Austerlitz a présenté plusieurs défis techniques.

L'un des principaux défis était la réalisation de plans de ferraillage exploitables sur le chantier, avec un niveau de détail élevé. Le contrat demandait des plans de ferraillage en 2D, mais ENSER s’est très vite rendu compte que des plans en 3D, notamment pour les zones où le ferraillage était particulièrement dense, permettaient un meilleur dialogue avec les chefs de chantier et transmettaient des informations plus claires et plus fiables. ENSER a utilisé Tekla Structures pour réaliser ces plans de ferraillage en 3D. © ENSER

La forme circulaire du bassin, la présence de nombreuses réservations et la densité importante de l'armature, combinées à la nécessité de respecter les délais de construction, ont nécessité l'utilisation de Tekla Structures pour ce projet. © ENSER

Grâce à Tekla Structures, ENSER a créé un modèle détaillé de l'armature des planchers techniques et du radier. Ce modèle a été utilisé pour générer des plans d'exécution détaillés qui ont été bénéfiques sur le chantier, permettant de minimiser les erreurs lors de la pose des barres d'armature. Pour les planchers internes et le radier, en raison de l'ampleur du projet, ENSER a utilisé la fonction "Tekla Model Sharing". Cette fonctionnalité a permis de travailler en même temps avec deux à trois concepteurs BIM sur le projet, facilitant ainsi la collaboration et assurant la cohérence du modèle.

En ce qui concerne la modélisation de l'escalier hélicoïdal, ENSER a employé un modèle Grasshopper, qui a été intégré à la modélisation structurelle en utilisant les logiciels SOFISTIK et Tekla Structures. Cette approche a permis de concevoir de manière précise et efficace la structure complexe de l'escalier, en exploitant les fonctionnalités avancées des solutions Trimble. © ENSER

Stefano Biliosi conclut "nous sommes fiers d'avoir réussi à relever les défis techniques du projet d'Austerlitz en utilisant les solutions logicielles de Trimble. L'utilisation de Tekla Structures nous a permis de générer des plans d'exécution détaillés et fiables, contribuant ainsi à la réussite du projet. De plus, l'utilisation de Tekla Model Sharing a amélioré la collaboration et la productivité, tandis que l'intégration de Grasshopper avec SOFISTIK et Tekla a permis une modélisation structurale avancée pour l'escalier hélicoïdal."

Avec ce projet, ENSER a été lauréat des Trimble Construction Awards 2023. Les vainqueurs de l’édition 2024 seront annoncés lors du salon Batimat, le 2 octobre 2024 à 16h30 sur le stand Trimble.