Deux robots d'hydrodémolition ont achevé l'enlèvement du béton des piliers de l'arène en 30 jours, tandis que la méthode traditionnelle devrait prendre 8 mois.
Imaginez traverser le centre-ville sans remarquer l'extension immobilière de plusieurs millions de dollars à proximité : aucune circulation déviée et aucune démolition perturbatrice des bâtiments environnants. Cette situation est quasiment inédite dans les plus grandes villes des États-Unis, car elles sont en constante évolution, surtout pour des projets de cette envergure. Pourtant, cette transition subtile et silencieuse est exactement ce qui se produit au centre-ville de Seattle, car les promoteurs ont adopté une méthode de construction différente : l'expansion vers le bas.
L'un des bâtiments les plus célèbres de Seattle, la Climate Commitment Arena, fait l'objet d'une rénovation complète et sa surface au sol va plus que doubler. Initialement appelée Key Arena, la salle sera entièrement rénovée et rouvrira ses portes fin 2021. Ce projet ambitieux a officiellement débuté à l'automne 2019 et a depuis été le théâtre de méthodes d'ingénierie et de démolition uniques. L'entreprise Redi Services a joué un rôle clé dans le processus de transformation en installant sur le site cet équipement innovant.
L'extension du bâtiment vers le bas évite le chaos causé par l'expansion horizontale traditionnelle, qui implique une refonte de la structure urbaine et la démolition des bâtiments environnants. Mais cette approche unique ne découle pas réellement de ces préoccupations. Elle est plutôt inspirée par le désir et la mission de protéger la toiture du bâtiment.
Conçu par l'architecte Paul Thiry pour l'Exposition universelle de 1962, le toit en pente, facilement reconnaissable, a été classé monument historique car il accueillait à l'origine des événements historiques et culturels. Ce classement exige que toute modification apportée au bâtiment conserve les éléments de sa structure historique.
Le processus de rénovation étant mené à la loupe, chaque aspect du projet a fait l'objet d'une planification et d'une inspection supplémentaires. L'agrandissement vers le bas, qui a porté la surface de 368 000 pieds carrés à environ 800 000 pieds carrés, a posé divers défis logistiques. L'équipe a creusé 4,5 mètres supplémentaires sous le sol actuel de l'aréna et environ 18 mètres sous la rue. Malgré cet exploit, un petit problème subsiste : comment soutenir les 20 millions de kilos de toiture.
Les ingénieurs et entrepreneurs, dont MA Mortenson Co. et le sous-traitant Rhine Demolition, ont élaboré un plan complexe. Ils retireront les colonnes et contreforts existants et installeront un système de soutènement pour soutenir les millions de kilos de toiture. Ils s'appuieront ensuite sur ce système pendant des mois pour installer le nouveau système. Cela peut paraître intimidant, mais grâce à une approche réfléchie et une exécution étape par étape, ils y sont parvenus.
Le chef de projet a choisi d'installer un système de soutènement temporaire pour soutenir le toit emblématique de l'arène, d'une valeur de plusieurs millions de livres sterling, tout en retirant les piliers et contreforts existants. Ces supports ont été utilisés pendant des mois pour installer de nouveaux systèmes de soutènement permanents. Aquajet a d'abord creusé et retiré environ 600 000 mètres cubes de sol. Le personnel a foré un nouveau support de fondation. Ce système de 56 piliers a créé la superstructure servant à soutenir temporairement le toit, permettant à l'entrepreneur de creuser jusqu'au niveau requis. L'étape suivante consiste à démolir les fondations en béton d'origine.
Pour un projet de démolition de cette ampleur et de cette configuration, la méthode traditionnelle du marteau burineur paraît illogique. Il a fallu plusieurs jours pour démolir manuellement chaque colonne, et huit mois pour démolir les 28 colonnes, dont quatre en V et un contrefort.
Outre la démolition traditionnelle, longue et fastidieuse, cette méthode présente un autre inconvénient potentiel. Le démantèlement de la structure exige une précision extrême. Comme les fondations de la structure d'origine serviront de fondation aux nouveaux piliers, les ingénieurs doivent conserver intactes une certaine quantité de matériaux de structure (acier et béton notamment). Le concasseur à béton risque d'endommager les barres d'acier et de provoquer des microfissures dans la colonne de béton.
La précision et les spécifications de haut niveau requises pour cette rénovation sont incompatibles avec les méthodes de démolition traditionnelles. Il existe cependant une autre option, dont le processus est méconnu de beaucoup.
Le sous-traitant Rheinland Demolition Company a fait appel à Jetstream, expert en pulvérisation d'eau à Houston, pour trouver une solution précise et efficace pour la démolition. Jetstream a recommandé Redi Services, une entreprise de services industriels basée à Lyman, dans le Wyoming.
Fondée en 2005, Redi Services compte 500 employés et possède des bureaux et des magasins dans le Colorado, le Nevada, l'Utah, l'Idaho et le Texas. Ses services comprennent des services de contrôle et d'automatisation, d'extinction d'incendie, d'excavation hydraulique et d'aspiration de fluides, de sablage hydraulique, d'assistance et de coordination pour la rotation des installations, de gestion des déchets, de transport par camion, de soupapes de sécurité, etc. L'entreprise propose également des services de construction mécanique et civile pour améliorer ses capacités de maintenance continue.
Redi Services a prouvé son efficacité en installant le robot d'hydrodémolition Aquajet sur le site de la Climate Commitment Arena. Pour plus de précision et d'efficacité, l'entrepreneur a utilisé deux robots Aqua Cutter 710V. Grâce à la tête motrice de positionnement 3D, l'opérateur peut atteindre les zones horizontales, verticales et aériennes.
« C'est la première fois que nous travaillons sous une structure aussi lourde », a déclaré Cody Austin, directeur régional de Redi Services. « Grâce à notre précédent projet de robot Aquajet, nous pensons qu'il est parfaitement adapté à cette démolition. »
Pour plus de précision et d'efficacité, l'entrepreneur a utilisé deux robots Aquajet Aqua Cutter 710V pour démolir quelque 28 piliers, quatre poutres en V et un contrefort en 30 jours. Un défi, mais pas impossible. Outre l'imposante structure suspendue au-dessus de la tête, le principal défi auquel tous les entrepreneurs sur le chantier ont été confrontés est le manque de temps.
« Le calendrier est très serré », a déclaré Austin. « C'est un chantier très rapide et nous devons nous y mettre, démolir le béton et laisser les autres terminer leur travail afin de mener à bien la rénovation comme prévu. »
Parce que tous travaillent dans le même domaine et tentent de mener à bien une partie de leur projet, une planification rigoureuse et une orchestration rigoureuse sont nécessaires pour assurer le bon déroulement des travaux et éviter les accidents. L'entrepreneur réputé MA Mortenson Co. est prêt à relever le défi.
Durant la phase de projet à laquelle Redi Services a participé, pas moins de 175 entrepreneurs et sous-traitants étaient présents simultanément sur le chantier. Compte tenu du nombre important d'équipes travaillant sur le chantier, il est important que la planification logistique prenne également en compte la sécurité de l'ensemble du personnel concerné. L'entrepreneur a délimité la zone d'accès restreint avec du ruban adhésif rouge et des drapeaux afin de maintenir les personnes présentes sur le chantier à distance du jet d'eau haute pression et des débris provenant du décapage du béton.
Le robot d'hydrodémolition utilise de l'eau plutôt que du sable ou des marteaux-piqueurs traditionnels pour une méthode d'enlèvement du béton plus rapide et plus précise. Le système de contrôle permet à l'opérateur de contrôler la profondeur et la précision de la coupe, essentielles pour un travail de précision comme celui-ci. La conception unique et l'absence de vibrations des couteaux Aqua permettent à l'entrepreneur de nettoyer soigneusement les barres d'acier sans provoquer de microfissures.
En plus du robot lui-même, Redi Services a également utilisé une section de tour supplémentaire pour s'adapter à la hauteur de la colonne. Deux pompes à eau haute pression Hydroblast fournissent une pression d'eau de 20 000 psi à un débit de 45 gpm. La pompe est située à 15 mètres du chantier, soit 30 mètres. Raccordez-les avec des tuyaux.
Au total, Redi Services a démoli 250 mètres cubes de structure. Code. Matériaux, tout en conservant les barres d'acier intactes. 1 1/2 pouce. Les barres d'acier sont installées sur plusieurs rangées, ce qui ajoute des obstacles supplémentaires à l'enlèvement.
« En raison des multiples couches d'armatures, nous avons dû couper des quatre côtés de chaque colonne », a souligné Austin. « C'est pourquoi le robot Aquajet est le choix idéal. Il peut couper jusqu'à 60 cm d'épaisseur par passage, ce qui nous permet de réaliser 1,8 à 2,5 m. Toutes les heures, selon la position des armatures. »
Les méthodes de démolition conventionnelles produisent des débris qu'il faut gérer. Avec l'hydrodémolition, les travaux de nettoyage impliquent un traitement des eaux et moins de nettoyage physique des matériaux. L'eau de démolition doit être traitée avant d'être rejetée ou recyclée via une pompe haute pression. Redi Services a choisi d'installer deux grands camions aspirateurs équipés de systèmes de filtration pour contenir et filtrer l'eau. L'eau filtrée est évacuée en toute sécurité dans la canalisation d'eaux pluviales située en haut du chantier.
Un vieux conteneur a été transformé en bouclier à trois côtés, puis démonté pour contenir l'eau explosive et améliorer la sécurité du chantier. Leur propre système de filtration utilise une série de réservoirs d'eau et un système de surveillance du pH.
« Nous avons développé notre propre système de filtration, car nous l'avions déjà utilisé sur d'autres sites et nous connaissons bien le processus », souligne Austin. « Lorsque les deux robots fonctionnaient, nous traitions 170 000 litres d'eau à chaque changement de poste. Nous faisons appel à un tiers pour surveiller les aspects environnementaux des eaux usées, notamment en testant le pH afin de garantir une élimination sûre. »
Redi Services a rencontré peu d'obstacles et de problèmes au cours du projet. L'entreprise emploie quotidiennement une équipe de huit personnes, composée d'un opérateur pour chaque robot, d'un opérateur pour chaque pompe, d'un opérateur pour chaque camion aspirateur, ainsi que d'un superviseur et d'un technicien pour soutenir deux « équipes » de robots.
Le démontage de chaque colonne prend environ trois jours. Les ouvriers installent l'équipement, passent de 16 à 20 heures à démonter chaque structure, puis déplacent l'équipement vers la colonne suivante.
« Rhine Demolition a fourni un vieux conteneur qui a été réutilisé et découpé en boucliers triangulés qui ont ensuite été démontés », explique Austin. « Utilisez une excavatrice avec votre pouce pour retirer le couvercle de protection, puis passez à la colonne suivante. Chaque opération prend environ une heure, y compris le déplacement du couvercle de protection, du robot, l'installation d'un camion aspirateur, la prévention des déversements de plastique et le déplacement des tuyaux. »
La rénovation du stade a attiré de nombreux curieux. Cependant, l'aspect démolition hydraulique du projet a non seulement attiré l'attention des passants, mais aussi celle des autres ouvriers du chantier.
L'une des raisons du choix du sablage hydraulique est la profondeur de 3,8 cm. Les barres d'acier sont installées en plusieurs rangées. Cette méthode permet à Redi Services de les nettoyer en profondeur sans provoquer de microfissures dans le béton. Aquajet « beaucoup de gens ont été impressionnés, surtout le premier jour », a déclaré Austin. « Une douzaine d'ingénieurs et d'inspecteurs sont venus voir ce qui se passait. Ils ont tous été impressionnés par la capacité du robot Aquajet à retirer les barres d'acier et par la profondeur de pénétration de l'eau dans le béton. Dans l'ensemble, tout le monde a été impressionné, et nous aussi. C'est un travail parfait. »
La démolition hydraulique n'est qu'un aspect de ce projet d'agrandissement de grande envergure. L'arène climatique prometteuse demeure un lieu de création de méthodes et d'équipements innovants et performants. Après avoir retiré les piliers de soutien d'origine, l'équipe a reconnecté le toit aux colonnes de soutien permanentes. L'espace intérieur est constitué de structures en acier et en béton, et des détails continuent d'être ajoutés pour suggérer l'achèvement des travaux.
Le 29 janvier 2021, après avoir été peinte et signée par les ouvriers du bâtiment, la Climate Promise Arena et les membres des Seattle Krakens, la dernière poutre d'acier a été mise en place lors d'une cérémonie traditionnelle de toiture.
Arielle Windham est rédactrice dans le secteur de la construction et de la démolition. Photo : Aquajet.
Date de publication : 6 septembre 2021