Aperçu du projet

Ce projet d'atelier préfabriqué en acier est situé dans la deuxième zone industrielle de Djeddah, sur la côte de la mer Rouge en Arabie saoudite. Le client est une entreprise de fabrication métallique qui fournit des éléments de charpente métallique, des réservoirs sous pression et des équipements mécaniques pour des projets pétroliers, gaziers et de production d'énergie dans toute la région de la mer Rouge.

Le projet nécessitait un atelier robuste capable d'accueillir plusieurs machines de découpe CNC, des équipements de roulage de tôles, des postes de soudage, des fours de traitement thermique et un pont roulant de 20 tonnes pour le déplacement des grandes pièces fabriquées entre les postes de travail et la zone de chargement. L'atelier devait également comporter un poste de contrôle qualité intégré ainsi qu'un petit bloc de bureaux et de vestiaires.

Meituo Buildings a fourni l'ensemble du système de structure en acier préfabriqué, y compris le cadre principal conçu pour les charges de grue de 20 tonnes, les poutres de roulement et les butées de la grue, toute la charpente secondaire, le revêtement en panneaux isolants, les portes industrielles, le système de ventilation et l'ensemble complet des plans d'ingénierie structurelle estampillés par un ingénieur structurel agréé.

Spécifications du projet

L'atelier couvre une surface totale de 4 800 mètres carrés. Le bâtiment mesure 40 mètres de large et 120 mètres de long, et se compose de cinq travées de portiques de 24 mètres. La hauteur sous gouttière est de 12 mètres, offrant une hauteur de crochet suffisante pour le pont roulant de 20 tonnes tout en maintenant un dégagement de sécurité de 1,2 mètre entre la position maximale du crochet et le dessous de la poutre de roulement du pont roulant.

La structure porteuse principale est composée de poteaux et de chevrons en profilé H soudés, en acier de construction Q355B. Les poteaux, d'une hauteur de 600 mm et d'une épaisseur de semelle de 250 mm, ont été dimensionnés pour supporter la charge verticale combinée de la toiture et le moment horizontal dû aux opérations de pont roulant. Les chevrons, d'une hauteur de 700 mm à mi-portée, se réduisent à 400 mm au niveau de la faîtière et des liaisons entre poteaux, optimisant ainsi la répartition des moments de flexion du portique.

Conception de poutres de roulement de grue

Le pont roulant de 20 tonnes a nécessité une conception structurelle rigoureuse des poutres de roulement et de leur liaison aux colonnes principales. Ces poutres sont réalisées en acier à section en H soudée de 800 mm de profondeur, avec renfort de semelle supérieure afin de répartir les charges concentrées des roues du pont roulant. Elles sont fixées aux supports de pont roulant, soudés à la face intérieure des colonnes principales à une hauteur permettant d'obtenir la hauteur de crochet requise lors de la levée maximale.

La classification de la grue en matière de fatigue a été confirmée comme étant de catégorie A5 conformément à la classification par éléments finis, reflétant le cycle de service modéré à intensif de l'atelier de fabrication. Les assemblages des poutres de roulement et les soudures des supports de colonnes ont été dimensionnés pour répondre aux exigences de charge de fatigue appropriées à cette classification, garantissant ainsi la fiabilité structurelle à long terme sous des cycles de charge répétés.

L'alignement des rails de roulement du pont roulant a été vérifié après le montage de la structure primaire et avant l'installation du pont roulant à l'aide d'un équipement topographique optique. La rectitude et l'écartement des rails ont été confirmés conformes aux tolérances spécifiées par le fabricant du pont roulant avant l'installation de ce dernier.

Ingénierie anticorrosion côtière

L'environnement côtier de Djeddah présente un risque de corrosion nettement plus élevé pour les structures en acier que les zones intérieures d'Arabie saoudite. L'air salin de la mer Rouge, combiné à l'humidité élevée qui règne à Djeddah tout au long de l'année, crée des conditions classées dans la catégorie de corrosivité C4 selon la norme ISO 12944.

Pour la structure métallique principale, le traitement de surface était le suivant : grenaillage Sa 2,5, application d’une couche primaire époxy au phosphate de zinc de 80 microns, application d’une couche intermédiaire époxy de 80 microns, application d’une couche de finition polyuréthane de 60 microns – épaisseur totale du film sec : 220 microns. Ce système offre une durée de vie nominale de 15 ans avant première maintenance dans l’environnement C4 de la zone côtière de Djeddah.

Les éléments de charpente secondaires, y compris les pannes, les lisses, les contreventements et les connexions des poutres de roulement de la grue, ont été galvanisés à chaud avec un revêtement de zinc d'un poids de 450 grammes par mètre carré, offrant une protection anticorrosion renforcée au niveau des connexions et dans les zones où le revêtement de peinture peut être endommagé par les activités de construction.

Tous les boulons d'ancrage ont été galvanisés à chaud et noyés dans le béton avec un enrobage minimal de 75 millimètres. Des boulons en acier inoxydable ont été utilisés pour la liaison entre la platine de base de la colonne et les écrous des boulons d'ancrage, là où le risque de corrosion bimétallique est présent.

Le revêtement de toiture et de bardage est constitué de panneaux sandwich en laine de roche de 75 mm d'épaisseur, avec des faces extérieures revêtues de PVDF gris clair. La laine de roche a été privilégiée à la mousse PU pour son incombustibilité, un critère essentiel dans un atelier où les travaux à chaud, comme le soudage et le découpage, présentent un risque d'incendie élevé.

Conception de la ventilation pour un atelier de soudage

Un atelier de fabrication lourde, doté de plusieurs postes de soudage en fonctionnement continu, génère d'importantes quantités de fumées de soudage, de poussières métalliques, de chaleur provenant des opérations de découpe et de soudage, ainsi que des vapeurs de solvants occasionnelles issues des opérations de préparation de surface. Le système de ventilation du bâtiment a été conçu pour gérer l'ensemble de ces polluants.

Une ventilation de faîtage, avec des ouvertures de 900 mm, court sur toute la longueur du bâtiment, assurant une évacuation naturelle et continue de la chaleur et des fumées. Des persiennes murales motorisées de 1 500 mm x 1 200 mm sont positionnées à faible hauteur sur les façades nord et sud, à intervalles de 6 mètres, et permettent un apport d'air frais lorsqu'elles sont ouvertes.

Pour les postes de soudage, des hottes d'extraction locales, reliées à un système de ventilation en toiture, captent les fumées de soudage à la source avant leur dispersion dans l'atelier. Ce système d'extraction locale réduit considérablement les besoins en ventilation de l'ensemble du bâtiment par rapport à une ventilation par dilution seule.

Une zone d'inspection de contrôle qualité climatisée et séparée de 300 mètres carrés, située à une extrémité de l'atelier, offre un environnement propre et contrôlé pour le contrôle dimensionnel des fabrications finies à l'aide d'équipements de mesure de précision.

Construction et livraison

Tous les éléments en acier ont été fabriqués dans l'usine de Meituo Buildings en Chine, conditionnés dans des conteneurs standard de 40 pieds et expédiés au port islamique de Djeddah. Le transport maritime a duré 22 jours. Le dédouanement au port de Djeddah a été effectué en 4 jours, tous les documents étant en règle.

La construction des fondations locales a été réalisée par une entreprise de génie civil basée à Djeddah pendant la période de fabrication. L'implantation des fondations a été validée à l'aide du plan d'ancrage de Meituo Buildings avant le coulage du béton. Tous les boulons d'ancrage à la base des poteaux ont été inspectés et leur conformité aux tolérances a été vérifiée avant la mobilisation de l'équipe de montage de la charpente métallique.

Le montage de la charpente principale a nécessité 18 jours de travail pour une équipe de 12 monteurs d'acier, à l'aide d'une grue mobile de 70 tonnes. Les poutres et les rails de roulement de la grue ont été installés et inspectés durant les trois derniers jours du montage. La pose des panneaux a été réalisée par un sous-traitant local spécialisé dans le bardage, 14 jours après l'achèvement de la charpente.

La durée totale des travaux, de la mobilisation du site à la livraison, a été de 112 jours.

Résultat du projet

Depuis sa mise en service, l'atelier fonctionne sans interruption, fabriquant des éléments de charpente métallique, des réservoirs sous pression et des ensembles mécaniques pour des clients du secteur énergétique en Arabie saoudite et dans la région de la mer Rouge. La grue de 20 tonnes a fonctionné de manière fiable tout au long de sa première année d'exploitation, sans qu'aucun problème structurel n'ait été signalé.

Le client a par la suite fait appel à Meituo Buildings pour l'agrandissement d'un deuxième atelier sur la parcelle adjacente, ajoutant 2 400 mètres carrés d'espace de fabrication supplémentaire avec une grue de 10 tonnes pour soutenir l'augmentation du volume de production.