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S O M M A I R E 
CHAPITRE VIII - SITE, BÂTIMENTS ET INFRASTRUCTURES 
1. SITE..............................
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4.2.4. Effets du vent ....................................................................................
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6.2.6. Diffusion vidéo....................................................................................
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CHAPITRE VIII : SITE – BATIMENTS ET 
INFRASTRUCTURES 
1. SITE 
1.1. Préambule 
En février 1996, le Secr...
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profonde assise de sable de Fontainebleau. La nappe phréatique stable à – 60 m n’est pas 
susceptible d...
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1.2. Spécifications requises 
Introduction 
Pour définir les spécifications requises pour le site du fu...
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Une proposition de site correspondra à un terrain « prêt à construire », naturellement plat dont 
le so...
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amplitude spectrale de 
vibration rms (mm/ÖHz) 
LDG/...
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du seuil toléré peut affecter le fonctionnement (perte de faisceau, fatigue et détérioration de 
l'élec...
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4. Etablissement des plans de façades et coupes, accompagnés de détails significatifs de 
conception. 
...
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28. Préparation de tous les éléments nécessaires à la constitution d’un dossier de dépôt de la 
demande...
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- Séisme. 
- Règles thermiques TH. 
La reprise d’APD sur site définitif imposera la prise en compte des...
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- Une tranche conditionnelle comprenant les éléments de mission PC, PRO, ACT, 
VISA, DET et AOR. 
· Des...
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Après délibération, le jury a recommandé de retenir 2 candidats dont un en réserve, cf. 
référence [SIT...
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Bureau de Contrôle Technique - Marché [SITE/12] 
QUALICONSULT 
48, cours Blaise Pascal 
91025 EVRY Céde...
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b) Critères applicables au cours de la construction 
1. Qualité et Sécurité en vue de faire de ce chant...
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La tranche conditionnelle de maîtrise d’oeuvre ne pourra être lancée qu’après la décision de 
construir...
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· mise en place de l'ordre de service pour enclencher les études de la phase suivante. 
2.6.3. Compléme...
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Orme des Merisiers 
La Martinière 
La Haute Borne 
Figure 2.6.3 – Mesures de vibrations sur sites 
SOLE...
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Pour lever ces ambiguïtés et pouvoir déterminer un coût de référence correct, nous avons 
décidé de réa...
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- T4 : Services Techniques – Services Généraux. 
- D : Accueil. 
· Bâtiment central : bâtiment de type ...
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Lot 25 : Cuisine 
Lot 26 : Fontainerie 
Lot 27 : Voiries réseaux divers 
Lot 28 : Espaces verts 
Pour c...
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· Les compléments locaux de protection (polyéthylène, plomb en feuilles, en sacs …) 
appartiennent au l...
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Figure 2.7.4. - Limites de prestation des fluides 
SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMEN...
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h) Alimentations secourues 
· Chaque système (process ou bâtiment) nécessitant une alimentation secouru...
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SSyynncchhrrootttrroonn 
Fig. 3.3 - Plan de masse sur le site de référence 
SOLEIL – Rapport d’APD Chap...
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Il inscrit les bâtiments qui le composent dans un système de lignes parallèles, alternativement 
minéra...
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3.4. Traitement architectural 
La maîtrise d’oeuvre a défini lors de la phase Esquisse, l’agencement du...
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Figure 4.1.a – Bâtiment Synchrotron 
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Figure 4.1.b – Bâtiment Synchrotron - Implantation 
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· Les 6 « Oreilles » latérales régulièrement distribuées autour du hall, abritant les ateliers de 
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Figure 4.1.1.a – Vue de l’intérieur du hall d’expériences 
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Points particuliers 
a) Eclairage du hall 
Pour des raisons de convivialité et de bonnes conditions de ...
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Figure 4.1.1.b – Eclairage diurne du hall d'expériences 
Figure 4.1.1.c – Principe de l’éclairage noctu...
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4.1.2. Les «Oreilles» et extensions 
Le hall est entouré sur toute sa périphérie par une galerie plus b...
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A la demande du maître d’ouvrage, cette passerelle a été supprimée au cours de l’APD et 
remplacée par ...
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Figure 4.1.2 – Coupe du Bâtiment Synchrotron au niveau des oreilles 
SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VI...
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4.1.3. Coeur 
Principes de structures 
La structure du coeur est indépendante de celle du hall d'expéri...
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Figure 4.1.3 – Détails de poteaux singuliers 
SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET...
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Matériaux de structure 
· Poutres de toiture, pannes, portiques de contreventements en profilés métalli...
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Figure 4.1.4 – Accès – Circulation au niveau 1 
SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ...
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Quatre passages par escalier métallique au-dessus du tunnel de l’anneau de stockage sont 
également pré...
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Nota : 
a) En horizontal, les critères de stabilité et de performances peuvent être moins sévères d’un ...
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b) Dallages 
Les charges d’exploitation prises en compte sur les différents dallages sont les suivantes...
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  1. 1. DIR 0082 Indice 1 S O M M A I R E CHAPITRE VIII - SITE, BÂTIMENTS ET INFRASTRUCTURES 1. SITE............................................................................................................................... 7 1.1. Préambule................................................................................................................... 7 1.1.1. Caractéristiques générales des sites.................................................................... 7 1.1.2. Caractéristiques particulières du site de référence ............................................. 7 1.1.3. Mission d’évaluation des sites candidats ........................................................... 8 1.2. Spécifications requises ............................................................................................... 9 1.2.1. Environnement scientifique et technique ........................................................... 9 1.2.2. Accessibilité ....................................................................................................... 9 1.2.3. Caractéristiques générales, superficie ................................................................ 9 1.2.4. Performances requises au niveau du sol........................................................... 10 1.2.5. Qualité de l’électricité ...................................................................................... 11 2. MAÎTRISE D’OEUVRE............................................................................................. 12 2.1. Objectifs prévus en fin de phase APD des bâtiments............................................... 12 2.2. Documents de référence ........................................................................................... 14 2.2.1. Spécifications techniques remises par la maîtrise d’ouvrage........................... 14 2.2.2. Documents généraux ........................................................................................ 14 2.3. Procédure de sélection de la maîtrise d’oeuvre......................................................... 15 2.4. Composition de l’équipe de maîtrise d’oeuvre et des contrôles ............................... 17 2.5. Critères de succès ..................................................................................................... 18 2.6. Résultats de l’APD bâtiments et infrastructures ...................................................... 19 2.6.1. Déroulement des études ................................................................................... 19 2.6.2. Documents remis par la maîtrise d'oeuvre ........................................................ 20 2.6.3. Complément des spécifications techniques de site .......................................... 21 2.7. Allotissement et limites de prestations..................................................................... 23 2.7.1. Description sommaire des ouvrages................................................................. 23 2.7.2. Allotissement.................................................................................................... 24 2.7.3. Limites de prestations entre lots bâtiment........................................................ 25 2.7.4. Limites de prestations bâtiment/Process .......................................................... 25 3. PARTI ARCHITECTURAL DU PROJET ............................................................. 28 3.1. Introduction .............................................................................................................. 28 3.2. Principes d’organisation du projet............................................................................ 28 3.3. Plan de masse (Fig. 3.3) ............................................................................................ 28 3.4. Traitement architectural ........................................................................................... 31 3.5. Traitement paysager ................................................................................................. 31 4. BÂTIMENT SYNCHROTRON................................................................................ 31 4.1. Description générale (Fig. 4.1) .................................................................................. 31 4.1.1. Le hall d'expériences ........................................................................................ 34 4.1.2. Les «Oreilles» et extensions............................................................................. 38 4.1.3. Coeur................................................................................................................. 41 4.1.4. Accès et circulation (Fig. 4.1.4)......................................................................... 43 4.2. Critères d’étude Génie Civil/Fondations.................................................................. 45 4.2.1. Critères de déformation.................................................................................... 45 4.2.2. Charges et surcharges d’exploitation ............................................................... 46 4.2.3. Ponts roulants du hall d'expériences................................................................. 48 SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 3/129
  2. 2. DIR 0082 Indice 1 4.2.4. Effets du vent ................................................................................................... 48 4.2.5. Températures d’exploitation ............................................................................ 49 4.2.6. Périodes de fonctionnement ............................................................................. 49 4.3. Conception des structures des tunnels...................................................................... 50 4.3.1. Protection radiobiologique (Fig. 4.3.1.a) ........................................................... 50 4.3.2. Stabilité géométrique, dimensionnelle et de position....................................... 53 4.3.3. Démontabilité des éléments de toiture de l’anneau.......................................... 53 4.3.4. Traversée des fluides (Fig. 4.3.4) ...................................................................... 54 4.4. Fondations du bâtiment synchrotron ........................................................................ 54 4.4.1. Fondations des tunnels (Fig. 4.4.1).................................................................... 54 4.4.2. Fondations et dalle du hall d'expériences......................................................... 57 4.4.3. Fondations des poteaux des ponts roulants ...................................................... 59 4.4.4. Fondations des oreilles ..................................................................................... 61 4.5. Résultats des calculs de dimensionnement effectués sur le site de référence .......... 61 4.5.1. Stabilité long terme (1 an) ................................................................................ 61 4.5.2. Stabilité jour / nuit............................................................................................ 65 4.5.3. Stabilité court terme (1 h)................................................................................. 66 4.5.4. Effet du déplacement d’un piéton (100 kg) sur la dalle du hall d'expériences. 66 4.5.5. Effet d’une charge statique de 500 kg sur la dalle du hall d'expériences......... 66 4.5.6. Vibrations externes........................................................................................... 67 4.5.7. Effets du vent (Fig. 4.5.7 a et b) ......................................................................... 68 4.5.8. Effets du pont roulant (Fig. 4.5.8) ..................................................................... 70 4.5.9. Autres perturbations restant à quantifier .......................................................... 70 5. AUTRES BÂTIMENTS............................................................................................. 71 5.1. Bâtiments techniques................................................................................................ 71 5.1.1. Généralités........................................................................................................ 71 5.1.2. Bâtiment "Utilités" (Fig. 5.1.2).......................................................................... 72 5.1.3. Bâtiment Services Techniques (T4) (Fig. 5.1.3)................................................ 72 5.1.4. Bâtiment réception ........................................................................................... 76 5.2. Bâtiments tertiaires................................................................................................... 76 5.2.1. Bâtiment central (Fig. 5.2.1-a) ........................................................................... 76 5.2.2. Restauration (Fig. 5.2.2) .................................................................................... 80 5.2.3. Maison d’hôtes (Fig. 5.2.3)................................................................................ 82 6. ELECTRICITE.......................................................................................................... 84 6.1. Courants forts ([SITE/18] - lot 16) ............................................................................. 84 6.1.1. Introduction ...................................................................................................... 84 6.1.2. Régimes de neutre ............................................................................................ 84 6.1.3. Architecture de distribution des courants forts ................................................ 85 6.1.4. Eclairage intérieur ............................................................................................ 87 6.1.5. Eclairage extérieur............................................................................................ 87 6.1.6. Réseau de mise à la terre et maillages.............................................................. 88 6.1.7. Protection contre la foudre ............................................................................... 88 6.1.8. Bilan prévisionnel des puissances électriques.................................................. 89 6.2. Courant faibles ([SITE/18] - lot 17) ........................................................................... 90 6.2.1. Introduction ...................................................................................................... 90 6.2.2. Précâblage téléphonique et informatique ......................................................... 90 6.2.3. Autocommutateur............................................................................................. 91 6.2.4. Système de Sécurité Incendie (SSI) ................................................................. 92 6.2.5. Sonorisation...................................................................................................... 93 SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 4/129
  3. 3. DIR 0082 Indice 1 6.2.6. Diffusion vidéo................................................................................................. 93 6.2.7. Interphonie de sécurité ..................................................................................... 93 6.2.8. Système de contrôle d'accès par badge ............................................................ 94 6.2.9. Distribution TV et Radio.................................................................................. 95 6.2.10. Gestion Technique Electrique .......................................................................... 95 7. STATION DE REFROIDISSEMENT ..................................................................... 97 7.1. Introduction .............................................................................................................. 97 7.2. Circuit à 21° C (Fig. 7.2.1) ........................................................................................ 97 7.3. Circuit à 30° C (Fig. 7.3) ........................................................................................... 99 7.4. Circuit bâtiments .................................................................................................... 102 7.5. Circuit d'eau glacée ................................................................................................ 102 7.6. Circuit d'eau industrielle......................................................................................... 103 7.7. Eau chaude ............................................................................................................. 103 7.8. Chauffage - Climatisation ...................................................................................... 104 7.8.1. Climatisation du tunnel anneau ...................................................................... 104 7.8.2. Climatisation des tunnels booster et Linac..................................................... 106 7.8.3. Climatisation du hall d'Expériences ............................................................... 106 7.8.4. Climatisation des locaux du coeur ................................................................. 108 7.8.5. Climatisation des oreilles ............................................................................... 108 7.8.6. Climatisation des autres bâtiments................................................................. 108 8. VENTILATION MECANIQUE CONTROLEE ET DESENFUMAGE ..................................... 109 8.1. Ventilation Mécanique Contrôlée (VMC).............................................................. 109 8.2. Désenfumage mécanique du bâtiment Synchrotron............................................... 111 9. FLUIDES SPECIAUX............................................................................................. 112 9.1. Azote ...................................................................................................................... 112 9.2. Hélium.................................................................................................................... 113 9.3. Air comprimé ......................................................................................................... 113 9.4. Eau déminéralisée .................................................................................................. 113 9.5. Eau traitée............................................................................................................... 113 9.6. Extractions.............................................................................................................. 114 10. COÛTS ET PLANNING ......................................................................................... 114 10.1. Evolution des coûts du génie civil et des infrastructures ................................... 114 10.2. Planning de construction et dates clés de mise à disposition des bâtiments ...... 117 11. PROGRAMME DE RECONSTRUCTION........................................................... 122 11.1. Introduction ........................................................................................................ 122 11.2. Etudes complémentaires et interpénétration des trois programmes principaux. 122 11.3. Compréhension des phénomènes mis en évidence en cours d'études ................ 124 11.4. Correction du cahier des charges Bâtiments ...................................................... 124 12. REFERENCES......................................................................................................... 125 13. GLOSSAIRE............................................................................................................. 128 SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 5/129
  4. 4. DIR 0082 Indice 1 CHAPITRE VIII : SITE – BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES 1. SITE 1.1. Préambule En février 1996, le Secrétaire d'Etat à la Recherche a demandé aux organismes du CEA et du CNRS de réaliser les études de détails du projet SOLEIL sans présager du site définitif. Dans le cadre de sa mission, la maîtrise d'ouvrage du projet SOLEIL a décidé de réaliser un APD bâtiments sur l'un des sites possibles, appelé site de référence. La valeur ajoutée de ce choix est : · d'entraîner une équipe de maîtrise d'oeuvre pour qu'elle soit plus performante et efficace dès la connaissance du site définitif, · de définir les meilleures spécifications du site définitif, ainsi que les analyses et mesures à effectuer. Pour ce faire, en 1996 la maîtrise d’ouvrage : - a défini les caractéristiques générales auxquelles l’ouvrage devra se conformer afin de satisfaire les ambitions scientifiques et techniques du projet en termes de tassements différentiels, vibrations, qualité de l’électricité, etc., cf. référence [SITE/01], - a fourni les caractéristiques particulières du site de référence sur lequel une mission APD complète devrait être réalisée, cf. référence [SITE/02], - a prévu une mission ultérieure d’évaluation comparée des sites candidats en vue du choix du site définitif. 1.1.1. Caractéristiques générales des sites La maîtrise d’ouvrage a défini un ensemble de spécifications pour les sites candidats détaillées au paragraphe 1.3. Le projet sur le site de référence a été conçu pour pouvoir facilement être adapté à des différences de géométrie, d’exposition ou de climat ; en aucun cas on ne recourra à des modifications fondamentales au niveau des structures et des fondations visant à compenser de mauvaises qualités intrinsèques du sol, du sous-sol ou de l’environnement sauf si le site retenu était placé dans une zone sismique. Dans tous les cas, il conviendra de trouver des solutions aux problèmes de tassements en évitant de déséquilibrer l’état du sous-sol par des modifications de masses et contraintes en surface. 1.1.2. Caractéristiques particulières du site de référence Le campus d’Orsay, sur lequel est installé LURE, a été délaissé dès 1991 pour des raisons techniques (instabilité du sol, nuisances dues à la proximité du RER, exiguïté des espaces disponibles). Le dossier « Projet SOLEIL : étude technique », cf. référence [SITE/03], établi en janvier 1994, propose l’implantation du projet sur le site de référence de l’Orme des Merisiers. Le sous-sol répond aux caractéristiques attendues d’homogénéité avec en surface 2 m d’un limon des plateaux, 9 à 10 m de meulières et d’argiles de Beauce reposant sur une très SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 7/129
  5. 5. DIR 0082 Indice 1 profonde assise de sable de Fontainebleau. La nappe phréatique stable à – 60 m n’est pas susceptible de poser de problèmes. Les quelques lentilles d’eau dispersées sans les argiles mériteraient une campagne de sondages spécifiques. Les caractéristiques géotechniques de l’ensemble du plateau de Saclay sont donc parfaitement adéquates. Nous avons par ailleurs une solution acceptable d’implantation sur le site de l’Orme des Merisiers. Néanmoins, ce site de référence présente des inconvénients mis en évidence par les études d’APD : · La géométrie et la surface du site : Les paramètres de l’installation ont sensiblement évolué depuis 1994 : - L’énergie passe de 2,15 GeV à 2,5 GeV (compatible 2,75 GeV). - La circonférence de l’anneau passe de 215,96 m à 337,07 m. - La superficie totale construite passe de 23 370 m2 à 35 670 m2. Compte tenu de la zone non aedificandi de 75 m par rapport à l'axe de la N. 306 (amendement DUPONT / Code de l'urbanisme 1996), l’ensemble des ouvrages sont à l’étroit et toute évolution de programme devient impossible. · Le niveau vibratoire sur le site : On constate sur le site un niveau vibratoire du terrain naturel élevé (bruit de fond à 0,35 μm crête/crête la journée avec des accidents fréquents pouvant monter jusqu’à 0,9 μm crête/crête, ce qui est proche du micron défini comme limite acceptée). De plus, nous ne maîtrisons pas les évolutions pour les 30 années à venir de l’environnement, qui sont susceptibles de modifier le niveau de vibrations. A ce titre, la zone non aedificandi est d’ores et déjà une menace. En revanche, l’équipe de maîtrise d’oeuvre, qui s’est exercée sur le site de référence, réunit maintenant les compétences nécessaires pour nous permettre d’évaluer les différentes propositions à venir en plus ou moins values techniques et financières. 1.1.3. Mission d’évaluation des sites candidats La maîtrise d’ouvrage a envisagé demander à la maîtrise d’oeuvre d’évaluer un nombre restreint (3 au maximum) de sites candidats qui devront nécessairement répondre aux caractéristiques générales définies dans la référence [SITE/01] et citées au paragraphe 1-2. Il sera demandé à la maîtrise d’oeuvre d’établir pour chacun des sites un rapport analysant : - les implications techniques, - les écarts en coûts de travaux par rapport au projet sur le site de référence, - les écarts en honoraires de maîtrise d’oeuvre (reprise des études, modification de la complexité de l’ouvrage). Signalons que dans certaines régions, les constructions devront satisfaire aux conditions parasismiques, ce qui n’est pas le cas des études menées sur le site de référence. Cette mission d’évaluation s’impose dans tous les cas : analyse d’un site définitif unique ou analyse comparative de plusieurs sites candidats. Elle permettra de valider les caractéristiques de ce site et déterminer le coût prévisionnel des travaux de bâtiments et infrastructures. Au jour de la parution de ce rapport d’APD, la stratégie n’est pas connue. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 8/129
  6. 6. DIR 0082 Indice 1 1.2. Spécifications requises Introduction Pour définir les spécifications requises pour le site du futur laboratoire de rayonnement synchrotron, le groupe de projet s’est largement inspiré des caractéristiques du site de Grenoble et des performances obtenues à l’ESRF. Nous indiquons ci-dessous en cinq points les qualités scientifiques et techniques attendues. 1.2.1. Environnement scientifique et technique SOLEIL devra s’intégrer dans un environnement scientifique et technique de haut niveau. Une installation de rayonnement synchrotron moderne fait appel à un grand nombre de technologies et de compétences. L'installation doit pouvoir s'appuyer, dès la phase de construction, sur des compétences et une infrastructure techniques locales, c'est-à-dire sur un tissu de PME-PMI performantes, habituées au développement de prototypes dans des domaines aussi variés que les techniques de l'ultravide, la mécanique de précision, l'optique, l'électronique, l'informatique. L'utilisation des sources de rayonnement synchrotron présente un caractère largement pluridisciplinaire. Ceci impose dans l'environnement immédiat : · un centre universitaire avec une tradition d'enseignement et de recherche dans les nombreuses disciplines utilisatrices du rayonnement synchrotron, et avec des 3ème cycles formant un nombre conséquent d'étudiants susceptibles de mener des travaux de thèse sur SOLEIL, · la présence de laboratoires de niveau d'excellence dans des disciplines utilisant le rayonnement synchrotron ou développant des thématiques et techniques complémentaires. 1.2.2. Accessibilité Les sites proposés doivent être facilement accessibles (durée du trajet et fréquence des transports) : · Depuis les principaux laboratoires nationaux, tant publics que privés, qui ont une activité de rayonnement synchrotron en France. · Depuis un aéroport international. 1.2.3. Caractéristiques générales, superficie L'ensemble du projet actuel : hall d'expériences, bâtiments abritant les accélérateurs et leurs dépendances, bâtiment administratif, grosses infrastructures techniques, maison d'hôtes et restaurant d'entreprise, requiert dans la configuration actuelle un terrain d'une superficie supérieure à 30 hectares et dont la plus petite dimension sera supérieure à 500 m. Pour respecter les performances de l'installation en terme de vibrations, tout point de ce terrain doit être suffisamment éloigné des sources de vibrations : - activité urbaine industrielle à plus de 500 m des limites du terrain, - trafic routier à plus de 500 m pour les poids lourds et plus de 300 m pour les véhicules légers, - chemin de fer à plus de 1 500 m. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 9/129
  7. 7. DIR 0082 Indice 1 Une proposition de site correspondra à un terrain « prêt à construire », naturellement plat dont le sous-sol est peu compressible et très homogène sur une profondeur d'environ 60 mètres, possédant à la périphérie : · un accès routier privé pour poids lourds, · des possibilités de connexions téléphoniques pour 1 000 postes, · des possibilités de connexions au réseau informatique avec une ligne rapide passant jusqu'à 2 Mégabits/s, · un poste d'alimentation électrique en 20 kV pouvant délivrer une puissance minimale de 10 MW (alimentation garantie avec 2 câbles). · une possibilité de connexion gaz de 2500 kW, · une arrivée d'eau de ville en quantité suffisante (supérieure à 180 m3/heure), · des évacuations des eaux de pluie et des eaux usées. 1.2.4. Performances requises au niveau du sol Les qualités intrinsèques de haute brillance de SOLEIL sont liées à la très petite taille et la très faible divergence des faisceaux de lumière produits. I1 est important qu'aucun effet parasite ne vienne dégrader ces propriétés. On fixe donc à quelques micromètres les tolérances en déplacement du point source. La même tolérance de quelques micromètres est imposée à la stabilité de l'échantillon à analyser et des éléments optiques intermédiaires le long des lignes de lumière. Les tassements et vibrations du sol peuvent être à l'origine de tels déplacements et nuire aux performances de l'installation, ce qui nous a conduit à définir des spécifications sévères. · Les tassements du sol Les tassements du sol entraînent des déplacement lents qui peuvent être compensés par un réalignement de l'ensemble des équipements en surface. Mais ces réalignements imposent l'arrêt de l'installation qui n'est, pendant ce temps, plus disponible pour des activités expérimentales. Nous avons fixé la limite tolérable des tassements à 1/10 mm par 10 m et par an de manière à limiter à deux par an les campagnes de réalignement. Ces limites supposent un sous-sol dont l'équilibre profond n'a jamais été modifié. La présence de cours d'eau, de retenues d'eau à proximité, d'une nappe phréatique de hauteur fluctuante ou de lentilles d'eau en sous-sol peut influencer ces tassements de manière significative. · Les vibrations Les vibrations provoquent des déplacements irréguliers, qu’il est difficile de compenser en totalité. Un site urbain est a priori plus bruyant qu'un site en rase campagne. En effet la circulation routière ou ferroviaire, les machines tournantes, les compresseurs, etc. sont autant de causes extérieures qui génèrent une activité vibratoire sensible sur le site. Pour ne pas affecter les performances de SOLEIL, les déplacements verticaux tolérés sur le site nu (au niveau du sol) doivent avoir une amplitude crête à crête de quelques dixièmes de micromètres et ne doivent jamais dépasser 1 micromètre. Les déplacements horizontaux devront être du même ordre de grandeur. L'amplitude spectrale limite tolérée des vibrations en fonction de la fréquence est représentée ci-après : SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 10/129
  8. 8. DIR 0082 Indice 1 1,0000 0,1000 0,0100 0,0010 0,0001 ESRF 1991 amplitude spectrale de vibration rms (mm/ÖHz) LDG/92 fig. 6 Lab.de Géodésie 1992 0,1 1 10 100 fréquence (Hz) La figure ci-dessus montre une courbe typique d'amplitude spectrale de vibrations verticales mesurée à l'ESRF sur le sol. Pour les performances ultimes, en terme de qualité des faisceaux de lumière que ce type d'installation sait produire, les amplitudes spectrales de vibrations correspondantes sont à la limite du tolérable (autour de 3 Hz et en particulier de 12 Hz, fréquence qui se situe dans la plage des fréquences de résonances mécaniques des supports). Afin d’obtenir une stabilité des faisceaux au moins équivalente sinon meilleure qu’à l’ESRF, les mesures effectuées sur le site de SOLEIL devront rester en dessous de cette courbe, prise comme référence. Pour son propre fonctionnement, le laboratoire nécessitera l'implantation in situ de sources potentielles de bruit. Les équipements correspondants devront être conçus de façon à ce que l'intégrale des nuisances reste en dessous du seuil de tolérance. Ces propriétés en terme d'amplitude de vibrations induites sur le site devront être maintenues pendant toute la durée de vie de l'installation, ce qui peut couvrir une période de 35 à 40 ans. Cela revient à imposer un cahier des charges très strict pour l'évolution de l'environnement. 1.2.5. Qualité de l’électricité La qualité du fonctionnement de SOLEIL devra être exemplaire. L'installation est appelée à servir, pendant 5 500 heures par an, un total d'environ 2 500 utilisateurs dont les dates et durée d'expériences seront planifiées environ 6 mois à l'avance. I1 est impératif de réduire au minimum les temps morts et les pertes de faisceaux. L'expérience montre que ce type d’installation est très sensible à la qualité de l'électricité qui alimente le site. Tous les incidents qui sortent d'une plage « normale » de tolérance de “ 7 % en amplitude permanente du voltage et de “ 1 % en fréquence peuvent conduire à un défaut sur l'un des équipements et à la perte du faisceau. Les événements en cause sont principalement concentrés pendant les périodes de l'année où la fréquence des orages est la plus élevée. Durant ces périodes, une série d'événements au-dessus SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 11/129
  9. 9. DIR 0082 Indice 1 du seuil toléré peut affecter le fonctionnement (perte de faisceau, fatigue et détérioration de l'électronique, bris de matériels, etc.) à un point tel qu'il est préférable d'arrêter les installations. Quant aux spécifications électriques de SOLEIL, il est nécessaire que le site reste en dessous des maxima suivants : - une coupure longue (durée supérieure à 600 ms) en moyenne par an, la moyenne s'établissant sur une durée de 3 ans, - trois creux de tension par an d'une durée supérieure à 400 ms et d'amplitude supérieure à 12 % sur deux phases, - trois creux de tension par an d'une amplitude supérieure à 8 % sur les trois phases. Pour limiter le nombre d'incidents, plusieurs paramètres du réseau local de distribution sont à prendre en compte. Nous mentionnerons : - la puissance de court-circuit (qui doit se situer entre 200 et 400 MVA), - le nombre de lignes électriques aériennes dans un rayon d'environ 80 km autour du site. Au cas où les stabilités de courant ne satisfont pas les spécifications, on équipera l'installation d'un système de compensation semblable à celui de l'ESRF à Grenoble. Le surcoût induit devra alors être totalement pris en charge par les collectivités locales. Les qualités de l'électricité décrites ci-dessus devront être maintenues pendant toute la durée de vie de l'installation. 2. MAITRISE D’OEUVRE 2.1. Objectifs prévus en fin de phase APD des bâtiments La maîtrise d’ouvrage et la maîtrise d’oeuvre se sont mises d’accord sur les objectifs à atteindre en fin d’APD et sur la démarche correspondante. Nous pouvons d’ores et déjà annoncer que tous les objectifs ont été atteints à l’exception du point 11, qui reste prioritaire pour la reprise d’APD. Pour réaliser l’APD, la maîtrise d’oeuvre doit réaliser : 1. Les études complémentaires permettant au maître d’ouvrage de faire un choix sur les options techniques. 2. Les recherches et les études relatives aux ouvrages, acceptées par le maître d’ouvrage, dans le cadre d’une solution d’ensemble, au cours de l’avant projet sommaire. 3. L’estimation détaillée des dépenses afin d’établir le coût d’objectif définitif des travaux. Les objectifs à atteindre en fin de phase APD peuvent se décomposer de la façon suivante : 1. Mise au point du plan de masse (implantation des bâtiments, voiries, espaces verts, éclairage, ...). 2. Dimensionnement et implantation de principe des branchements et réseaux VRD. 3. Etudes et optimisation de l’agencement architectural pour l’ensemble des bâtiments, de niveau APD (plans au 1/100 cotés), permettant d’arrêter les surfaces détaillées de tous les éléments du programme (et plans de détails au 1/50). SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 12/129
  10. 10. DIR 0082 Indice 1 4. Etablissement des plans de façades et coupes, accompagnés de détails significatifs de conception. 5. Définition des matériaux tous corps d’état. 6. Définition et justification de tous les procédés de construction. 7. Etudes techniques et économiques des phasages d’investissement. 8 Mise au point des principes constructifs de fondations et de structure avec dimensionnement indicatif. 9. Affinement des études statiques de stabilité et tassements afin d’optimiser les ouvrages. 10. Méthodologie des études de stabilité vis-à-vis des phénomènes vibratoires, calculs et résultats. 11. Validation des précédents résultats par la conception et la construction d’un dallage test et par l’exécution d’une campagne de reconnaissance des sols. 12. Définition et détail de l’ensemble des limites de prestations entre le lot Process et le lot Bâtiments (refroidissement, courants Moyenne Tension (MT) et Basse Tension (BT), courants faibles, fluides, etc.). 13. Détail exhaustif des besoins du programme pour l’ensemble des fluides. 14. Estimation globale des besoins calorifiques et frigorifiques. 15. Mise au point et détail de conception des réseaux de refroidissement et mise à jour des caractéristiques techniques. 16. Implantation des équipements de refroidissement et Climatisation-Ventilation-Chauffage (CVC) dans les locaux techniques. 17. Implantation de principe des équipements techniques CVC et fluides divers et des réseaux de distribution : dimensionnement des réseaux principaux. 18. Mise au point de la conception des réseaux MT et BT : schéma général unifilaire MT, diagramme général de l’ensemble de la distribution BT, schémas unifilaires des TGBT, schémas unifilaires par tableaux type. 19. Mise à jour du bilan de puissance électrique. 20. Implantation des équipements électriques dans les locaux techniques. 21. Architecture générale des réseaux courants faibles par catégorie d’ouvrage. 22. Implantation de principe des réseaux de distribution courants forts et faibles (cheminements principaux et armoires) et des équipements électriques courants forts et faibles par type de locaux. 23. Etudes des principes et dispositifs de sécurité contre l’incendie. 24. Etudes des principes et dispositifs de sécurité du travail et protection de la santé ; l’étude des aménagements permettant d’accueillir des handicapés. 25. Etablissement de l’estimation définitive du coût prévisionnel des travaux, sur la base d’un programme arrêté « APD », assortie pour certains choix d’équipements, des coûts d’investissement, d’exploitation et de maintenance. 26. Révision du forfait de rémunération. 27. Contrôle et révision du planning établi à l’APS. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 13/129
  11. 11. DIR 0082 Indice 1 28. Préparation de tous les éléments nécessaires à la constitution d’un dossier de dépôt de la demande du permis de construire, suivant la réglementation en vigueur. 29. Fourniture de quelques plans d’aménagements types avec implantation du mobilier pour les différents bureaux, sanitaires, chambres, amphithéâtre, salles de réunions. 2.2. Documents de référence 2.2.1. Spécifications techniques remises par la maîtrise d’ouvrage Les spécifications techniques dont la liste suit ont été remises à tous les candidats admis à concourir pour une mission de maîtrise d’oeuvre dans le cadre de la construction des bâtiments du laboratoire scientifique de rayonnement synchrotron SOLEIL. Ces spécifications techniques ont permis aux candidats d’établir leurs propositions techniques et financières pour répondre au concours. Elles ont également servi de référence pour analyser les évolutions de programme et de coûts d’objectif pendant le déroulement de la mission APD. Les spécifications techniques contenues dans le dossier [SITE/4] sont : - Programme Immobilier – APSI Consultants – 96 AO42 – 29 octobre 1996. - Annexe technique relative au site de référence. - Rapport préliminaire de sûreté. - Planning préliminaire des bâtiments SOLEIL. - Coût d’objectif. 2.2.2. Documents généraux Les études et travaux de construction ont été exécutés conformément à tous les textes et règlements en vigueur et la construction le sera de même : - Au Cahier des Clauses Techniques Générales applicable aux marchés publics de travaux de bâtiments, notamment : ƒ les DTU (Documents Techniques Unifiés) et règles de calculs figurant dans la liste des fascicules applicables. - Aux textes de l’Association Française de Normalisation. - Aux règles de sécurité contre l’incendie (Code du Travail - Règlementation ERP). - Au code du travail. - Au règlement sanitaire du département du lieu de réalisation. - Aux décrets concernant la protection des travailleurs. - Au code de la construction de l’habitation et notamment les applications réglementaires R 123.1 à R 123.55. - Aux avis techniques du CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment). - Vent suivant le règlement « Neige et Vent » NV65. - Neige suivant le règlement « Neige » N84 (additif au précédent). SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 14/129
  12. 12. DIR 0082 Indice 1 - Séisme. - Règles thermiques TH. La reprise d’APD sur site définitif imposera la prise en compte des prescriptions techniques en fonction des conditions locales. 2.3. Procédure de sélection de la maîtrise d’oeuvre Dans le cadre de sa mission APD, le groupe de projet a tenu à mettre parmi les priorités l’étude des bâtiments et infrastructures qui constituent une part importante de l’investissement (environ le tiers) et nécessairement une activité sur le chemin critique du planning car sans bâtiments, pas d’installation possible. Ajoutons que pour SOLEIL, la conception des bâtiments du point de vue des tassements, des vibrations, de la stabilité thermique, etc. est aussi essentielle pour la qualité du faisceau que la conception des sources et des lignes de lumière. Comme pour tous les marchés, le groupe de projet a cherché à se rapprocher le plus possible du code des Marchés Publics, avec dans ce cas spécifique, application de la loi MOP. 26 septembre 1996, le CEA, agissant en qualité de maître d’ouvrage au nom des deux organismes (CEA et CNRS), lance un avis international d’appel public à la concurrence pour la maîtrise d’oeuvre relative à la construction des bâtiments du laboratoire scientifique de rayonnement synchrotron SOLEIL ; la date limite de réponse est fixée au 22 octobre 1996 (26 entreprises se portent candidates), cf. référence [SITE/31]. Dans cet avis, il était spécifié que nous recherchions un groupement (mandataire ingénierie) avec une palette complète de compétences en génie civil, mécanique des sols, structures, fluides, architecture, architecture d’intérieur, aspects paysagers, économie du bâtiment, etc. 20 novembre 1996, réunion du Jury : analyse des candidatures et présélection des 4 compétiteurs admis à concourir : Ingénierie (mandataire) Architecte INGEROP Chaix et Morel SETEC Viguier SOGELERG Zubléna TECHNIP Valode et Pistre Le jury était composé de spécialistes indépendants des deux professions (Ingénierie et Architectes) et de représentants de la maîtrise d’ouvrage. 27 novembre 1996, envoi des dossiers aux compétiteurs, cf. référence [SITE/04], pour la réalisation des missions suivantes : · Une mission de base complète de maîtrise d’oeuvre, telle que définie par le décret 93-1268 du 29 novembre 1993, dans le cadre de la construction des bâtiments de SOLEIL. Cette mission de base est divisée en 2 tranches : - Une tranche ferme comprenant les éléments de mission ESQ, APS et APD. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 15/129
  13. 13. DIR 0082 Indice 1 - Une tranche conditionnelle comprenant les éléments de mission PC, PRO, ACT, VISA, DET et AOR. · Des missions optionnelles : - La mission d’Ordonnancement de Coordination et de Pilotage (OPC). - La mission d’études d’exécution et de synthèse (EXE). - La mission de traitement de la signalétique. - La mission d’évaluation des sites candidats. - La reprise des études pour adaptation du projet au site définitif. 9, 10, 11 et 12 décembre 1996, visites, par chaque compétiteur, du LURE, de l’ESRF et du site de référence. 8 janvier 1997, visite de l’ESRF par les membres du jury. 27 janvier 1997, ouverture des plis, cf. références [SITE/05][SITE/06][SITE/07][SITE/08] : les 4 offres sont jugées conformes. Début d’évaluation des dossiers par la Commission Technique composée de deux experts du CEA, deux experts du CNRS et un expert des services techniques de l’ESRF. 4 février 1997, envoi de questions complémentaires aux compétiteurs. 11 février 1997, réponses des compétiteurs. 13 février 1997, réunion intermédiaire du jury : présentation d’une première analyse par la Commission Technique. 24 février 1997, audition des candidats par le jury. Les critères de sélection étaient surtout basés sur : - La proposition financière (éléments de complexité, taux de rémunération, maîtrise du coût des travaux selon une grille d’analyse, calcul des honoraires). - La démarche technique avec en particulier : · une analyse du programme immobilier, · des propositions argumentées en matière de vibrations, stabilité des dalles, climatisation/fluides. - La qualité de l’équipe proposée et l’organisation envisagée. - La démarche architecturale. - Le planning. Le concours fut de qualité. Il nous a été proposé une palette de démarches architecturales et de solutions techniques diverses et originales. Le coût d’objectif et le planning, proposés par la maîtrise d’ouvrage, ont été globalement confirmés. Les solutions présentées se sont avérées modulables et adaptables sur n’importe quel site. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 16/129
  14. 14. DIR 0082 Indice 1 Après délibération, le jury a recommandé de retenir 2 candidats dont un en réserve, cf. référence [SITE/09] : - INGEROP en n° 1. - SOGELERG en n° 2. 26 février 1997, présentation des résultats au Conseil SOLEIL. 18 avril 1997, présentation du dossier à la Commission Centrale des Marchés (CCM) du CEA, cf. référence [SITE/10]. Avis favorable de la CCM. Le 22 avril 1997, signature du Contrat de Maîtrise d’oeuvre entre les représentants de la maîtrise d’ouvrage et le groupement INGEROP, engageant la tranche ferme du marché et permettant le démarrage des études de conception jusqu’à la fin de l’APD, cf. référence [SITE/11]. 2.4. Composition de l’équipe de maîtrise d’oeuvre et des contrôles INGEROP (mandataire) – (Coordination – Génie Civil – Stabilité – Electricité) 168-172 Bd de Verdun – 92400 Courbevoie tél. : 01 49 04 59 00 fax : 01 49 04 59 01 ARTEC (Climatisation – Ventilation – Chauffage) 8, Avenue J. Berlin – 21000 Dijon tél. : 03 80 73 66 12 fax : 03 80 74 83 97 ATELIER D’ARCHITECTURE CHAIX MOREL ET ASSOCIES (Architecture d’ensemble – Bâtiments techniques et Paysager) 16, rue des Haies – 75020 Paris tél. : 01 43 70 69 24 fax : 01 43 70 67 65 SOCIETE D’ARCHITECTURE DE SOOS ET ASSOCIES (Architecture d’intérieur et bâtiments tertiaires) 4 bis, Impasse du Mont Tonnerre – 75015 Paris tél. : 01 44 49 96 18 fax : 01 43 06 02 50 MECASOL (Mécanique des sols) 43, rue de la Grosse Pierre – 94593 Rungis Cédex tél. : 01 46 87 20 40 fax : 01 46 87 00 18 SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 17/129
  15. 15. DIR 0082 Indice 1 Bureau de Contrôle Technique - Marché [SITE/12] QUALICONSULT 48, cours Blaise Pascal 91025 EVRY Cédex tél. : 01 60 78 37 59 fax : 01 60 78 35 45 Coordination en matière de Sécurité et Protection de la Santé (SPS) – Marché [SITE/13] AFICOOR 121, rue d’Alésia – 75685 Paris Cédex 14 tél. : 01 40 52 89 17 fax : 01 40 52 89 69 2.5. Critères de succès Dans une démarche globale de qualité de l’opération, il est important que soient définis et hiérarchisés les critères de succès. Outre l’aspect de motivation et clarification, cela permet de trancher sur des bases objectives les problèmes éventuels. La maîtrise d’ouvrage a estimé indispensable la continuité des équipes de la maîtrise d’oeuvre entre les études et la réalisation. Les critères, cf. référence [SITE/14], sont rangés ci-dessous dans l’ordre décroissant de priorité. a) Critères d’étude 1. Priorité aux contraintes technologiques et techniques des équipements process et de leurs servitudes propres (tassements, vibrations, stabilité en température, poussières). 2. Modularité et extensibilité des bâtiments, flexibilité d’aménagement, sans remise en cause des études existantes ou des installations réalisées. 3. Sécurité et protection du personnel. 4. Identification des flux, des déplacements, des activités et adéquation de la conception. 5. Accueil, convivialité et confort pour le personnel permanent et les utilisateurs (lumière, acoustique). 6. Coûts de construction. 7. Pas d’innovation technique non justifiée. Reprendre sans hésiter ce qui a fait ses preuves par ailleurs - Améliorer le cas échéant. 8. Fiabilité, simplicité d’exploitation, taux de pannes nul. 9. Importance du coût d’entretien ou d’exploitation par rapport aux coûts de construction. 10. Qualité du « produit fini » (dossiers d’Appels d’Offres, dossiers Permis de Construire), du professionnalisme des gens impliqués. 11. Image de marque, prestige, esthétique du projet. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 18/129
  16. 16. DIR 0082 Indice 1 b) Critères applicables au cours de la construction 1. Qualité et Sécurité en vue de faire de ce chantier un « chantier pilote »1. 2. Maîtrise des coûts. 3. Maîtrise des performances - Contrôle en continu de l’exécution (propreté des circuits hydrauliques et de gaz, poussières), de la conformité et de l’adéquation des options techniques adoptées, par des tests. 4. Maîtrise des délais et des jalons impératifs. 5. Maîtrise de la trésorerie. 2.6. Résultats de l’APD bâtiments et infrastructures 2.6.1. Déroulement des études Dès le 28 avril 1997, définition des jalons principaux de la tranche ferme : - juillet 1997 : Approbation des dossiers niveau ESQ. - décembre 1997 : Approbation des dossiers niveau APS. - juin 1998 : Remise du dossier préliminaire phase APD. - juillet 1998 : Finalisation du dossier APD sur le site de référence. Ces jalons ont été respectés à l'exception du dernier qui d'un commun accord a été repoussé en décembre 1998 marquant la fin de la tranche ferme et le redeploiement de l'équipe de la maîtrise d'oeuvre sur d'autres tâches. Lors du séminaire de fin décembre 1997, la maîtrise d’oeuvre a présenté les options retenues à des experts représentant les machines de 3ème génération européennes (ELETTRA, BESSY II, SLS, ESRF). Il en est résulté que ces options intègrent la correction des multiples imperfections qui ont été identifiées. Les études sur le site de référence ont permis de tester les capacités de réaction et d’adaptation de la maîtrise d’oeuvre. Aujourd’hui, elle semble réunir les compétences nécessaires pour : · Evaluer rapidement les différentes propositions de site à venir en terme de plus ou moins values techniques et financières. · Assurer une bonne exécution des ouvrages. 1 critères de définition d’un « chantier pilote » : * prévention intégrée, * propreté, * qualité de l’information et de la communication (transparence, professionnalisme), * qualité de l’accueil et formation des entreprises, * qualité de l’accueil des visiteurs, * qualité du produit fini : image de marque, prestige, esthétique du projet. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 19/129
  17. 17. DIR 0082 Indice 1 La tranche conditionnelle de maîtrise d’oeuvre ne pourra être lancée qu’après la décision de construire, le choix du site définitif. Les appels d'offres pour la réalisation des bâtiments ne pourront être lancés qu'après la création de l'entité SOLEIL (voir chapitre IX). 2.6.2. Documents remis par la maîtrise d'oeuvre a) Le « Plan Qualité » d'opération de la tranche ferme, cf. référence [SITE/14]. Dans une opération complexe, où les intervenants sont multiples, il est important de mettre en place une organisation claire, efficace, acceptée par tous. Le "Plan Qualité" doit servir à atteindre ses propres objectifs en facilitant la réalisation des objectifs des autres : · il rappelle les organigrammes contractuels et opérationnels des différents intervenants en précisant les fonctions de chacun, · définit les circuits d'information d'approbation et de décision, · définit les critères de succès, · précise les modalités de suivi du projet, · définit certains éléments d'Assurance Qualité, · enfin, il fournit certains renseignements d'ordre pratique. La présente version concerne uniquement la tranche ferme (études jusqu'à l'APD) des études. Il devra vivre et s'adapter au cours de l'évolution du projet. En particulier, l'opération étant phasée, il devra être mis à jour au début de la phase conditionnelle du projet pour intégrer les tâches d'appels d'offres, de passation de marchés, et de travaux : b) Les comptes rendus de réunion de suivi de conception. Tous les résultats des réunions de travail ont été consignés au fur et à mesure dans des comptes rendus de réunion , au nombre de 54 en fin d'APD, cf. référence [SITE/15]. c) Les dossiers de fin d'étape. A chaque jalon de la tranche ferme, la maîtrise d'oeuvre a remis un dossier de fin d'étape, cf. références [SITE/16][SITE/17][SITE/18], composé : · d'un mémoire de présentation générale, · de pièces écrites, détaillant l'avancement des études du programme, · d'annexes (rapports d'études, fiches de calculs), · de plans dont le niveau de détail était lié à l'avancement des études, La procédure suivante a été respectée : · remise d'un dossier préliminaire par la maîtrise d'oeuvre, · analyses critiques et remarques de la maîtrise d'ouvrage, du Bureau de Contrôle Technique et du coordonnateur SPS, · intégration des remarques par la maîtrise d'oeuvre pour établir un dossier finalisé, · présentation du dossier finalisé à la maîtrise d'ouvrage pour validation au cours d'une revue de conception, SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 20/129
  18. 18. DIR 0082 Indice 1 · mise en place de l'ordre de service pour enclencher les études de la phase suivante. 2.6.3. Complément des spécifications techniques de site Les performances du laboratoire de rayonnement synchrotron SOLEIL dépendent en grande partie de la stabilité de l’installation. Les niveaux vibratoires du terrain naturel sont donc un paramètre essentiel pour analyser le comportement dynamique de la structure des bâtiments. Bien avant de lancer les études de génie civil avec la maîtrise d’oeuvre, la maîtrise d’ouvrage a décidé de compléter sa connaissance du site de référence en lançant deux campagnes de mesures de vibrations. La première campagne de mesures, lancée en décembre 1996 avec l’équipe de l’ESRF, cf. référence [SITE/19], a permis de comparer les vibrations du site de référence avec les sites du LURE et de l’ESRF, dans toute la gamme de fréquence allant de 0,1 à 100 Hz. Ces mesures ont déjà fait apparaître que si le site de l’Orme des Merisiers était légèrement meilleur que celui de l’ESRF, il était du même ordre que celui du LURE à basse fréquence (jusqu’à 10 Hz) et plutôt plus mauvais à haute fréquence (Fig 2.6.3-a). Une deuxième campagne de mesures fut lancée en avril 1997 avec la Société AVLS, cf. référence [SITE/20], pour valider les premiers résultats, et identifier les accidents en milieu de journée. Le site de l’Orme des Merisiers s’avère relativement bruyant, à la limite de l’acceptable, alors que nous ne connaissons pas les évolutions possibles de l’environnement en terme de circulation (N. 306 et D. 128), et de développement urbain ou industriel sur le plateau de Saclay. Nous avons réalisé une campagne de mesures de vibrations du sol sur la parcelle de Palaiseau « La Martinière », également proposée par la région Ile-de-France sur le site du plateau de Saclay, cf. référence [SITE/21]. Les résultats sont identiques à ceux de l’Orme des Merisiers quant aux niveaux de déplacements, qu’il s’agisse du bruit de fond sur 24 heures ou d’accidents constatés à environ 2,5 Hz pendant la journée (Fig. 2.6.3-b). La Région Nord-Pas de Calais a demandé à la société AVLS de réaliser les mesures de vibrations du sol sur le site de Lille "La Haute Borne", cf. référence [SITE/31], dont les résultats sont sensiblement meilleurs sur le bruit de fond du sol et de son environnement (Fig 2.6.3-c). Le but de l'APD étant de concevoir une installation répondant aux performances souhaitées, les fichiers de mesures réalisées sur le site de référence de l’Orme des Merisiers ont été fournis à la maîtrise d’oeuvre pour servir d’élément d’excitation réel à la structure support des anneaux des accélérateurs ou de la dalle du hall d'expériences. Dès la fin des études APS du génie civil du projet SOLEIL, il est apparu que les fourchettes d’erreurs prises sur les caractéristiques du sol du site de référence ne nous permettaient pas de faire des choix déterminants au niveau des fondations des tunnels, de la dalle ou même des appuis des poteaux. Cette indétermination entraînerait des incertitudes de plusieurs millions de francs. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 21/129
  19. 19. DIR 0082 Indice 1 Orme des Merisiers La Martinière La Haute Borne Figure 2.6.3 – Mesures de vibrations sur sites SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 22/129
  20. 20. DIR 0082 Indice 1 Pour lever ces ambiguïtés et pouvoir déterminer un coût de référence correct, nous avons décidé de réaliser une campagne de reconnaissance géotechnique minimale sur le site de référence de l’Orme des Merisiers, comprenant un sondage carotté et 3 sondages pressiométriques, avec pour buts principaux de : - confirmer la stratigraphie prévisible de la parcelle (limons des plateaux, argile à meulières, sables de Fontainebleau), - confirmer les caractéristiques géotechniques classiques des différentes couches, à la fois par des essais in-situ (caractéristiques pressiométriques : pression limite nette et module pressiométrique) et des essais en laboratoire sur des échantillons intacts (identification générale, caractéristiques mécaniques, compressibilité), - donner une première approche de la variabilité verticale et latérale des caractéristiques, - préciser le potentiel de gonflement de la partie argileuse de l’argile à meulières. Les résultats de ces reconnaissances réalisées par MECASOL sont reportés dans le dossier [SITE/22] et ont été intégrés par la maîtrise d’oeuvre pendant la phase APD. 2.7. Allotissement et limites de prestations Le dossier d’allotissement, inclus dans la référence [SITE/18] « pièces écrites », a pour objet de définir la nature et l’étendue des travaux nécessaires à la construction des bâtiments du projet SOLEIL. Il décrit les principales tâches et définit les matériaux employés, ainsi que les principes et procédés de construction. Il n’est pas à considérer comme un Cahier des Clauses des Conditions Techniques Particulières (CCTP) de consultation des entreprises. Les spécifications techniques détaillées, les conditions d’exécution des ouvrages, ainsi que les détails d’exécution seront à développer dans la phase projet. Le site définitif d’implantation du projet n’est pas arrêté. La conception, dans le cadre de l’APD, prend en compte les données et contraintes d’une parcelle sur le site de référence désignée « l’Orme des Merisiers » à Saint-Aubin sur le plateau de Saclay. 2.7.1. Description sommaire des ouvrages Le projet comprend la réalisation des ouvrages principaux suivants: · Terrassements généraux. · Voiries et réseaux divers. · Espaces verts. · Bâtiment synchrotron comportant 3 zones principales : - Coeur. - Hall d'expériences. - Oreilles. · Bâtiments techniques : - T1 : Services Généraux. - T2 : Station de refroidissement. - T3 : Utilités. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 23/129
  21. 21. DIR 0082 Indice 1 - T4 : Services Techniques – Services Généraux. - D : Accueil. · Bâtiment central : bâtiment de type administratif comportant, outre des bureaux, une bibliothèque, une salle de conférence, une cafétéria. · Maison d’hôtes de 60 chambres. · Restaurant de 450 repas en moyenne au déjeuner avec une capacité maximale de 540 déjeuners et de 70 à 130 repas au dîner. Il devra aussi assurer le service d’environ 75 petits déjeuners. La désignation de bâtiments tertiaires regroupe les trois derniers ouvrages. 2.7.2. Allotissement Les travaux sont décomposés en plusieurs lots : Lot 1 : Terrassements généraux Lot 2 : Gros oeuvre Lot 3 : Charpente métallique Lot 4 : Charpente bois Lot 5 : Couverture-étanchéité Lot 6 : Menuiseries extérieures Lot 7 : Doublages cloisons plâtrerie Lot 8 : Menuiseries intérieures Lot 9 : Métallerie Lot 10 : Faux plafonds Lot 11 : Faux planchers Lot 12 : Carrelage – faïence – revêtements de sols Lot 13 : Peinture – revêtements de murs Lot 14 : Manutention – ponts roulants Lot 15 : Appareils élévateurs Lot 16 : Electricité courants forts Lot 17 : Electricité courants faibles Lot 18 : Chauffage – ventilation – climatisation bâtiment synchrotron et bâtiments techniques Lot 19 : Chauffage – ventilation – climatisation bâtiments tertiaires Lot 20 : Circuits de refroidissement Lot 21 : Fluides spéciaux Lot 22 : Traitement d’eau Lot 23 : Plomberie bâtiments tertiaires Lot 24 : Plomberie bâtiment synchrotron et bâtiments techniques SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 24/129
  22. 22. DIR 0082 Indice 1 Lot 25 : Cuisine Lot 26 : Fontainerie Lot 27 : Voiries réseaux divers Lot 28 : Espaces verts Pour chacun des lots, les prestations spécifiques à chaque bâtiment sont décrites. Dans le cadre de la phase projet, cette décomposition par lots pourra être réaffectée suivant trois groupes de lots administratifs principaux : Lot A : Terrassements généraux. Lot B : Bâtiment synchrotron, bâtiments techniques. Lot C : Bâtiments tertiaires, VRD et espaces verts. Cette décomposition en trois groupes de lots principaux, constituant trois marchés distincts, offre l’avantage de : - pouvoir anticiper le démarrage des travaux du lot A avant d’avoir totalement achevé les dossiers des bâtiments (lots B et C), - permettre de lancer deux appels d'offres séparés pour les lots B et C afin de s'adresser à des entreprises de spécialités différentes (industrielle et tertiaire) et de laisser la possibilité de regrouper les deux lots en un seul marché, en fonction des résultats des dépouillements, pour faciliter la coordination des chantiers, favoriser l'homogénéité des constructions en particulier au niveau des matériaux utilisés. 2.7.3. Limites de prestations entre lots bâtiment Compte tenu des remarques précédentes, il s’agit de bien définir les interférences entre les trois lots. Bien que le terrassement de la plate forme du synchrotron soit inclus au lot A, le traitement de cette plate forme (traitement en place des limons afin d’obtenir les caractéristiques de sol requises) sera compris dans le lot B. Ceci permet de garantir l’unicité de la responsabilité du lot B sur le sujet très sensible des tassements, déformations, stabilité statique et dynamique. Dans le lot B se trouvent également toutes les productions et distributions de fluides et d’énergie, depuis les bâtiments techniques jusqu’aux utilisateurs finaux, Process ou lot C, définis ci-dessous. Le lot B est donc clairement le lot principal, représentant environ les ¾ de l’investissement. Les VRD et les espaces verts, apportant le cachet final au laboratoire, correspondent à des travaux dont les métiers et les compétences se trouvent plus facilement dans les entreprises pouvant répondre à l’Appel d’Offres du lot C. 2.7.4. Limites de prestations bâtiment/Process a) Protection radiologique · Le lot Process calcule les épaisseurs nécessaires à la radioprotection. · Le lot B fournit les tunnels, caniveaux, etc. aux épaisseurs demandées avec les matériaux adéquats. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 25/129
  23. 23. DIR 0082 Indice 1 · Les compléments locaux de protection (polyéthylène, plomb en feuilles, en sacs …) appartiennent au lot Process. b) Fluides (eau désionisée de refroidissement) - Fig 2.7.4 · Le lot B est responsable de la distribution des fluides de refroidissement jusqu’aux clarinettes et les vannes f 20 mm (1/4 de tour), ou jusqu’à chaque armoire d’alimentation de secteur. · Le lot Process en est responsable au-delà, y compris l’instrumentation des circuits d’eau des aimants. · Le lot Process prend en charge toute la distribution de l’hélium gaz ou liquide (réservations à prévoir dans la galerie technique par le lot B). c) Câbles d’alimentation des aimants · Le lot B a la responsabilité de la fourniture et pose des câbles entre les TGBT ou HT et les armoires de livraison des baies d'alimentation. · Le Process a la responsabilité des spécifications des câbles « alimentation » des aimants ainsi que de leur cheminement. · La fourniture et pose de ces derniers câbles et chemins de câbles, reviennent au lot B en option depuis les baies d'alimentation jusqu’aux aimants. · Les raccordements sur l’alimentation et l’aimant sont réalisés par le Process. d) Câbles de mesures et pilotage du Process · Tous les câbles appartiennent au lot Process entre les aimants, la RF, les armoires, les calculateurs et les salles de contrôle (études, plans, spécifications, commande des câbles, et pose). · La fourniture et la pose des chemins de câbles reviennent au lot B. e) Sécurité dans les tunnels · Le lot B fournira les portillons grillagés de compartimentage des tunnels. · Tout le reste (équipement électromagnétique des portillons, gâches électriques, clefs, contacts de position …) et l’ensemble des câblages, interlocks et automatismes appartiennent au lot Process. f) Bornes de visée (alignement machines) · Tout appartient au lot Process. · Le lot B doit réserver la continuité des lignes de visée, éventuellement fournir les bouchons, obturations ou fourreaux et prévoir la mise en place des poteaux géodésiques. g) Cabanes expérimentales des lignes de lumière · Tout appartient au lot Process, y compris la climatisation des cabanes dans l’ambiance du hall. · Le lot B fournit les attentes fluides et électricité demandées en périphérie du hall d'expériences dans des armoires au niveau des poteaux, une travée sur deux. · Les raccordements et liaisons appartiennent au lot Process. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 26/129
  24. 24. DIR 0082 Indice 1 Figure 2.7.4. - Limites de prestation des fluides SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 27/129
  25. 25. DIR 0082 Indice 1 h) Alimentations secourues · Chaque système (process ou bâtiment) nécessitant une alimentation secourue (salles de commande, salle informatique, autocommutateur …) sera fourni avec son propre onduleur. · Le lot B a à sa charge la fourniture du local, climatisé éventuellement, avec câbles en attente. 3. PARTI ARCHITECTURAL DU PROJET 3.1. Introduction L’installation est conçue pour pouvoir exploiter jusqu’à 40 lignes d’expériences. Toutefois, le programme initial prévoit deux phases : - 4 ans de construction des bâtiments et infrastructures, des sources (Linac, booster, anneau de stockage) et des 10 premières lignes et expériences (effectif permanent nécessaire 260 personnes). - 4 ans correspondant au début d’exploitation du nouveau laboratoire et à l’installation et la mise en service progressive de 14 autres lignes et expériences (total : 330 personnes). La possibilité d’une montée en puissance jusqu’à 40 lignes impose de prévoir, dès la conception, la présence de 520 personnes permanentes sur le site et les extensions nécessaires. 3.2. Principes d’organisation du projet Pour permettre cette évolution de programme tout en gardant une homogénéité architecturale, le projet SOLEIL repose sur des principes indispensables à sa cohérence : modularité et extensibilité. A l’issue de la phase APD, les principes architecturaux et urbanistiques proposés lors du concours sont à nouveau confirmés et précisés. Ces principes reposent sur 3 idées : 1) Une démarche transposable sur n’importe quel site définitif en France. 2) L’installation du projet dans un système de lignes parallèles Nord/Sud : une alternance de lignes minérales et végétales qui accueillent d’une part les bâtiments et les espaces de stationnement, d’autre part les espaces plantés. 3) La mise en scène du bâtiment synchrotron, installé dans une large percée Est/Ouest, perpendiculaire au système principal de lignes parallèles. 3.3. Plan de masse (Fig. 3.3) L’architecture est un système de règles qui permet au projet d’être très fonctionnel et transposable sur un autre site. Grand projet scientifique, le laboratoire SOLEIL n’en est pas moins un lieu de travail et de vie. L’architecte s’est attaché à créer des conditions optimales pour les personnes appelées à travailler sur ce site. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 28/129
  26. 26. DIR 0082 Indice 1 SSyynncchhrrootttrroonn Fig. 3.3 - Plan de masse sur le site de référence SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 29/129
  27. 27. DIR 0082 Indice 1 Il inscrit les bâtiments qui le composent dans un système de lignes parallèles, alternativement minérales et végétales. Les lignes minérales reçoivent les bâtiments et les aires de stationnement, les lignes végétales sont réservées aux plantations, arbres de haute tige, haies plantées, engazonnements. Cette disposition permet d’offrir des vues sur les espaces plantés, ainsi que le meilleur ensoleillement possible des façades pour les bâtiments d’hébergement et de travail. Aucune façade ne donne sur les places de stationnement. Dans ce tissu, les bâtiments techniques, tertiaires ou de vie, sont implantés parallèlement et peuvent glisser ou s’étendre librement. Cette souplesse permet de répondre à toutes les contraintes du programme et à toutes les variables propres au site sur lequel le projet pourrait être implanté. Le bâtiment synchrotron fait l’objet d’une mise en scène particulière : le système de lignes qui structure l’ensemble du projet est interrompu par une large percée perpendiculaire tapissée de végétations basses (ou simple engazonnement). Cette percée s’étend jusqu’à la route pour offrir un point de vue aux automobilistes. Elle permet aussi l’implantation ultérieure de trois lignes de lumière longues. Dès l’entrée, le visiteur perçoit le bâtiment central (Administration) par une interruption des bandes boisées. La route d’accès principal serpente vers une placette située à proximité du hall d’accueil, se prolongeant jusqu’à la maison d’hôtes. Ce tracé permet de desservir une bonne partie des aires de stationnement, de déposer des visiteurs devant le hall d’accueil, de livrer la cuisine du restaurant et d’accéder aux parkings de la maison d’hôtes. Dès l’entrée principale, une voie secondaire, perpendiculaire à la route principale, dessert les bâtiments techniques et les différents parkings placés autour du bâtiment synchrotron. Pour des raisons d’économies, la route circulaire en périphérie du synchrotron est réduite en largeur et placée à sens unique avec des aires de stationnement réservées aux pompiers et aux ambulances. L’accès des véhicules lourds sera limité dans l’enceinte du laboratoire. Seuls les camions devant décharger dans les sas du bâtiment synchrotron seront admis dans l’enceinte. Les bâtiments des services généraux et le magasin seront desservis depuis la voirie existante et extérieure. Les aires de stationnement (415 places de parking en phase APD) sont réparties en deux grandes zones : · Zone du hall d’expériences et bâtiments techniques: 204 places. · Zone liée aux bâtiments tertiaires et de vie : 202 places (un parking pour 6 véhicules légers et 3 cars est prévu près de l’accueil, à l’entrée). Des réserves sont prévues pour la construction de 95 places supplémentaires ; cela fera un total de 510 places de parking correspondant en gros à la phase finale d’exploitation de 40 lignes d’expériences. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 30/129
  28. 28. DIR 0082 Indice 1 3.4. Traitement architectural La maîtrise d’oeuvre a défini lors de la phase Esquisse, l’agencement du site, la volumétrie de l’ensemble des bâtiments (bâtiments bas R + 1, hauteur 7 m sauf le hall d'expériences à 10,5 m environ), ainsi que les matériaux de façade (bois et verre). La phase APS puis la phase APD ont confirmé ces principes et les ont développés, notamment sur le dessin des façades. Les façades sont marquées par un rythme vertical pour l’ensemble des bâtiments. Les matériaux utilisés, panneaux de bois, vitrage, composants (garde corps, grilles de ventilation, etc.) seront identiques sur l’ensemble du site. En faisant varier la proportion de panneaux de bois et de verre, il est possible de traiter dans un même système les façades les plus pleines (bâtiments techniques) et les plus vitrées (bureaux). Les espaces de travail disposent de baies toute hauteur afin d’offrir la meilleure vision possible sur l’aménagement végétal extérieur. Les parties vitrées des bureaux sont occultables par un store intérieur. Un "pare soleil" sous forme de casquette protège les bureaux des oreilles. 3.5. Traitement paysager Le parti paysager d’implantation du synchrotron répond à une volonté de transposition d’un site à un autre (selon le choix définitif de son emplacement) et s’articule autour de deux structures paysagères fortes : · L’espace clos : forêt, bois, dans lequel s’insèrent le bâtiment central, l’hébergement, les services généraux. · L’espace ouvert : clairière, champ, dévolu au bâtiment synchrotron et destiné à le porter au regard extérieur. La notice descriptive [SITE/23] s’applique à décrire l’implantation en Ile de France, en liaison avec le site de référence : forêt mixte à prédominance de végétaux caduques et champs de graminées ornementales, en référence à la Beauce, surnommée le « Grenier de la France ». La parcelle de l’Orme des Merisiers représente une surface traitée de 11 hectares (hors construction) répartie en bandes bâtiments et parkings de 18 m de largeur et bandes boisées de 27 m de largeur. Il faut noter que le bassin d’orage le long de la N. 306 d’une capacité de stockage d’environ 3 700 m3, prévu sur le site de référence est en option en phase APD, car certains sites peuvent l’intégrer dans le cadre d’un plan d’aménagement plus général de toute une zone. 4. BATIMENT SYNCHROTRON 4.1. Description générale (Fig. 4.1) Le bâtiment synchrotron peut se décomposer en trois parties bien distinctes : · Le hall d'expériences est en forme de disque, abritant l’anneau de stockage et les expériences. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 31/129
  29. 29. DIR 0082 Indice 1 Figure 4.1.a – Bâtiment Synchrotron SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 32/129
  30. 30. DIR 0082 Indice 1 Figure 4.1.b – Bâtiment Synchrotron - Implantation SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 33/129
  31. 31. DIR 0082 Indice 1 · Les 6 « Oreilles » latérales régulièrement distribuées autour du hall, abritant les ateliers de préparation, laboratoires et bureaux dédiés aux expérimentateurs. · Le « Coeur » au centre du hall, dans lequel sont disposés le pré-injecteur, le booster, les alimentations, les locaux techniques, ainsi que la salle de commande et les bureaux de l’équipe d’exploitation de la machine. 4.1.1. Le hall d'expériences Principes de structure (Fig. 4.1.1.a) Le hall d'expériences est d’une forme annulaire de 162 m de diamètre extérieur et de 82 m de diamètre intérieur. Il est équipé de deux ponts roulants de 33 m de portée et de 7 tonnes de force de levage maximale. A la reprise d’APD, cette charge pourrait passer à 8 ou 10 tonnes en fonction des résultats des études menées sur les poutres et les aimants de l’anneau de stockage. La hauteur sous crochet est de 7 m environ, la hauteur totale de 10 à 11 m. La structure porteuse de la toiture est constituée de 42 poutres en bois lamellé collé en forme de caisson ou Lamibois de 33 m de portée, disposées sur des rayons du hall. Leur écartement varie de 7 m côté intérieur, à 12 m côté extérieur. La hauteur des poutres est de 1,8 m au centre et 0,8 m sur appuis. Ces poutres reposent, par l’intermédiaire d’appuis articulés, sur une série de poteaux métalliques, intérieurs et extérieurs, qui supportent en même temps les rails du pont roulant. Pour pouvoir utiliser régulièrement les ponts roulants, les calculs de stabilité de la dalle ont démontré qu’il était indispensable de fonder les poteaux extérieurs des ponts sur des pieux à double chemisage dans les sables de Fontainebleau et qu’en revanche, les poteaux intérieurs des ponts pouvaient s’appuyer sur des semelles superficielles ancrées dans les argiles ou dans les limons. Les risques de tassements différentiels résultant des deux modes de fondation différents entre les poteaux extérieurs et intérieurs des ponts ne sont pas préjudiciables compte tenu de l’articulation en tête des poutres transversables sur les poteaux. Les poutres rayonnantes supportent à leur tour des pannes circonférentielles en bois lamellé collé, ou structure métallique, de portée variable 7 à 12 m. Enfin, la toiture du hall est constituée d'un bac acier support d'étanchéité et s'appuie sur ces pannes. Une nappe de contreventements horizontaux placée au niveau de la couverture du hall assure la continuité de la structure et sa résistance au vent. Cette structure de toiture, à l’exception des poutres, est masquée, côté intérieur, par une toile tendue réfléchissante de type « Barisol ». SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 34/129
  32. 32. DIR 0082 Indice 1 Figure 4.1.1.a – Vue de l’intérieur du hall d’expériences SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 35/129
  33. 33. DIR 0082 Indice 1 Points particuliers a) Eclairage du hall Pour des raisons de convivialité et de bonnes conditions de vie, le haut des façades, au-dessus du coeur à l’intérieur et au-dessus des oreilles à l’extérieur, sera constitué de châssis fixes vitrés avec des stores réglables intégrés dans le double vitrage. De jour, l’espace intérieur du hall sera éclairé par le plafond réfléchissant qui reçoit de manière indirecte la lumière naturelle renvoyée par les lames des stores, protégeant ainsi les expériences du rayonnement direct (Fig. 4.1.1.b). De nuit, des projecteurs placés en périphérie du hall restituent la lumière indirecte du jour en éclairant le même plafond réfléchissant. Cet éclairage atténué sera complété par un éclairage plus intense des circulations et des zones d’expérimentation et d’exploitation (Fig. 4.1.1.c). b) Le jumelage des ponts roulants imaginé à l’APS pour soulever et transporter vers le « Coeur » la charge exceptionnelle de 14 tonnes correspondant à la self de l’alimentation des dipôles du booster, a été définitivement abandonné par suite d’un découpage de cette self en éléments plus petits et d’un poids unitaire inférieur à la capacité du pont roulant. c) Le sol du hall d'expériences est constitué d’une dalle continue en béton, recouverte d’une couche de résine résistante aux surcharges et suffisamment lisse pour faciliter le déplacement de charges sur coussins d’air. d) Au tout début, le hall est absolument vide. Tous les fluides et l’énergie nécessaires pour les expériences sont en attente en périphérie du hall, regroupés dans des armoires placées au pied des poteaux des ponts roulants, une travée sur deux. Matériaux de structure · Poutres porteuses : bois en lamellé collé. · Pannes : poutrelles en bois ou en profilés métalliques du commerce. · Poteaux, poutres, solives : profilés métalliques du commerce. · Contreventements : câbles ou barres métalliques ronds dans la zone de la couverture du hall. · Mur intérieur de séparation entre le hall d'expériences et le « coeur » : maçonnerie parpaings traditionnelle. Dans les portées considérées, le bois constitue une alternative économique à l’acier, et offre des qualités esthétiques (et acoustiques) incontestables. Certes, il permet moins facilement qu’une structure treillis de passer des fluides, mais en l’occurrence, le problème ne paraît pas très aigu : les quelques gaines de ventilation seront implantées latéralement. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 36/129
  34. 34. DIR 0082 Indice 1 Figure 4.1.1.b – Eclairage diurne du hall d'expériences Figure 4.1.1.c – Principe de l’éclairage nocturne du hall d’expériences SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 37/129
  35. 35. DIR 0082 Indice 1 4.1.2. Les «Oreilles» et extensions Le hall est entouré sur toute sa périphérie par une galerie plus basse abritant 6 bâtiments sur deux niveaux d’environ 60 m de long pour 7,30 m de large dénommés « Oreilles ». Dans ces bâtiments sont aménagés les ateliers de préparation, laboratoires, bureaux et espaces de détente pour les expérimentateurs. Une oreille sera entièrement réservée pour le service Vide qui doit pouvoir intervenir assez rapidement aussi bien sur la machine que sur les lignes d’expérience. Principes de structure Les espaces entre les oreilles, aujourd’hui non occupés, sont traités comme des terrasses couvertes, disponibles pour des extensions éventuelles. Au droit de ces espaces, des façades semi-vitrées permettent des vues sur l’extérieur lorsque la lumière solaire directe peut être évitée. Les extensions pourront être réalisées simplement et à moindre coût par la dépose des façades et la construction au coup par coup de planchers et de nouvelles façades dans le prolongement des existants. La structure des oreilles est constituée de portiques acier transversaux de portée 7 m, à 2 niveaux, placés au pas de 4,50 m environ (un peu moins à l’intérieur, un peu plus à l’extérieur compte tenu de l’effet de rayon). Les verticaux sont en tubes rectangulaires. Ces portiques supportent des nappes de planchers béton coulées en place de 4,50 m de portée, qui assurent aussi la transmission des efforts du vent. L’utilisation du métal permet d’obtenir des profils verticaux fins non visibles de l'extérieur. Le contreventement principal est assuré par trois voiles radiaux pour chaque oreille, deux en extrémité près des cages d’escaliers, et un au milieu (ce dernier peut constituer d’ailleurs une contrainte pour l’aménagement des locaux, mais indispensable pour assurer la stabilité au vent dans de bonnes conditions). Ces voiles, par leurs fondations, transmettent des déformations au dallage du hall d'expériences (voir paragraphe fondations 4.4.4). Le mur entre les ateliers de préparation du rez-de-chaussée et le hall est constitué de maçonnerie traditionnelle. Points particuliers La continuité de la toiture béton est réalisée entre les oreilles, ce qui y justifie la présence d’une série de portiques extérieurs, au même pas de 4,5 m environ. Une extension (construction d’un plancher intermédiaire au niveau 1 et fermeture en façade) doit être possible dans ces espaces : les poteaux sont donc calculés pour le cas le plus défavorable : · flambement sur 7 m sans plancher au niveau 1, · plancher au niveau 1 avec reprise de flambement à mi-hauteur par plancher intermédiaire. En deux endroits entre les oreilles sont implantés des sas de déchargement. Au-dessus de ces sas sont prévues des salles de réunion, d’où la présence de planchers au niveau 1. L’APS proposait une passerelle périphérique courant au niveau 1, dans l'emprise des oreilles et entre les oreilles. La partie externe était constituée d’un plancher métallique, et suspendue à la toiture en béton. Elle devait pouvoir être facilement démontée en cas d’extension. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 38/129
  36. 36. DIR 0082 Indice 1 A la demande du maître d’ouvrage, cette passerelle a été supprimée au cours de l’APD et remplacée par une coursive périphérique reportée à l’intérieur du hall entre les poteaux des ponts roulants et les poteaux intérieurs des oreilles. Cette coursive constitue une circulation de 3 m de large qui permet en sous face l’installation des racks de fluides et en surface d’accéder directement à hauteur d’homme aux appareils de climatisation implantés régulièrement à la périphérie du hall (Fig. 4.1.2). Elle constitue par ailleurs une plate forme de circulation d’échafaudages roulants de grande hauteur permettant l’accès au pont roulant, le nettoyage de la face intérieure de la façade vitrée et la maintenance des projecteurs d’éclairage. Cette nouvelle disposition aboutit à l’augmentation, à moindre coût, des surfaces disponibles au 1er étage des oreilles de l’ordre de 360 m2. Nous n’avons pas encore affecté cette surface mais elle sera très utile pour mettre à la disposition des thésards, post-docs ou chercheurs associés des locaux non prévus dans le programme de base. Les nombreuses commodités offertes par cette coursive périphérique au 1er étage ont conduit à reproduire la même solution côté coeur. Il est à noter que la coursive périphérique doit être interrompue au droit des deux sas : en effet, la hauteur nécessaire au passage des chariots élévateurs de grande capacité est de 6 m, alors que le niveau de la coursive est à + 3,45 m. Matériaux de structure · Poteaux, poutres et portiques : profilés métalliques du commerce. · Planchers : béton coulé en place aux niveaux 1 et toiture. · Dallage : coulé au sol. · Maçonnerie entre locaux spécifiques et entre labos et hall : parpaings, avec linteaux et chaînages, sauf les murs de contreventement en béton. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 39/129
  37. 37. DIR 0082 Indice 1 Figure 4.1.2 – Coupe du Bâtiment Synchrotron au niveau des oreilles SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 40/129
  38. 38. DIR 0082 Indice 1 4.1.3. Coeur Principes de structures La structure du coeur est indépendante de celle du hall d'expériences. Jusqu’à l’esquisse incluse, le coeur n’était pas couvert. Seuls les laboratoires associés au Linac et au booster avaient individuellement une toiture. Au niveau de l’APS, la maîtrise d’ouvrage a décidé que les alimentations des aimants du booster, la salle de contrôle, les postes de travail et bureaux d’une quarantaine d’exploitants de la machine seraient regroupés à l’intérieur de l’anneau, autour des installations de pré-injection du booster et des lignes de transfert qui se trouvaient déjà au niveau 0. La décision a alors été prise de couvrir l’ensemble du coeur pour installer : · Les locaux techniques, les salles d’alimentations, les labos de radiofréquence, de diagnostics et du Linac en rez-de-chaussée, éclairés par des lanterneaux. · La salle de contrôle, la salle de réunion et les bureaux pour le personnel d’exploitation sur une plate forme à l’étage, autour de deux patios linéaires de 5 m de large dans le prolongement de la passerelle principale qui traverse le hall pour relier le bâtiment central. La structure support du plancher du 1er étage est constituée de poteaux et de poutres en béton pour garantir la stabilité au feu requise. Les poutres et pannes de toiture sont en acier. Cependant, les contraintes d’implantation du tunnel du booster, de locaux spécifiques et des lignes de visée conduisent à supprimer un certain nombre de poteaux et à faire appel à des poutres de très grande portée de hauteur allant jusqu’à 80 cm. Le « coeur » est entièrement couvert d’une toiture en bacs acier et isolant, percée par endroits de lanterneaux ou de patios d’éclairage naturel des bureaux et labos. Le cloisonnement des locaux techniques du rez-de-chaussée se fait en maçonnerie traditionnelle, coupe-feu selon règlementation et permettant de réaliser facilement des réservations et percements. Cette maçonnerie est d’une façon générale une maçonnerie de remplissage : quelques éléments porteurs seront à considérer pour porter les trames partielles de plancher du 1er étage. Points particuliers Le poteau central tombant au droit d’une borne de visée importante est supprimé. Certains poteaux du pont roulant du hall traversent le voile du tunnel booster : ils sont chemisés pour éviter tout contact ou court-circuit vibratoire. Un poteau est repris sur portique métallique (Fig. 4.1.3). A noter que le dallage du sol comprend des décaissés pour faux-planchers dans certains locaux du process et au droit des alimentations autour de l’anneau, ainsi que des caniveaux dans les locaux CVC et électriques. Un problème identique se pose pour la salle de commande du 1er étage, justifiant que le plancher intermédiaire soit décaissé entre deux trames. En plus de la zone située à l’intérieur du booster pour l’instant restée vide, il subsiste de vastes espaces de circulation intérieure en double hauteur qui peuvent facilement être aménagés. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 41/129
  39. 39. DIR 0082 Indice 1 Figure 4.1.3 – Détails de poteaux singuliers SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 42/129
  40. 40. DIR 0082 Indice 1 Matériaux de structure · Poutres de toiture, pannes, portiques de contreventements en profilés métalliques du commerce. · Poteaux, poutres du plancher niveau 1 : béton armé. · Toiture : bac acier. · Dalle coulée en place au niveau 1. · Dallage coulé au sol. · Maçonnerie de parpaings, avec linteaux et chaînages, entre locaux techniques et entre coeur et hall. 4.1.4. Accès et circulation (Fig. 4.1.4) Le hall d'expériences étant continuellement climatisé à 21 °C ± 1 °C, tous les accès seront protégés par des sas d’entrée. L’accès au hall se fera normalement depuis les oreilles qui possèdent chacune une porte d’entrée à chaque extrémité, soit douze accès régulièrement distribués autour du hall d’expériences. Le bâtiment synchrotron est aussi desservi depuis le bâtiment central par une passerelle couverte et climatisée située au niveau du 1er étage. Cette passerelle donne accès soit directement au hall d'expériences par un escalier droit, soit à la coursive périphérique au même niveau qui mène aux bureaux des 6 oreilles. Elle se prolonge en surplomb du hall d’expérimentation pour desservir le coeur et la 2ème coursive. Une seconde passerelle assure une liaison entre le coeur et les bâtiments des services généraux et joue le rôle de 2ème issue de secours pour les locaux du coeur. Ces deux passerelles ont une largeur de 2,40 m, et passent à environ 9 cm au-dessus de la couverture de l’anneau de stockage. Elles incluent un faux-plancher permettant le passage des nombreuses liaisons informatiques et courants faibles entre le coeur et le bâtiment central (en particulier liaisons entre la salle de commande et la salle informatique …). La largeur de la circulation de la passerelle technique est réduite pour pouvoir disposer latéralement des chemins de câbles sur trois ou quatre niveaux. La densité des câbles et des canalisations de fluides inclus dans les plenum ne permet pas de prévoir une disposition en écharpe au droit des tunnels comme cela avait été imaginé à l’APS. La démontabilité des dalles de toit de l’anneau sous les passerelles n’est plus envisageable. Dans le hall, 2 circulations périphériques se distingueront naturellement : 1. Au niveau 0, la circulation technique lourde (chariots élévateurs), entre les labos, les ateliers de préparation et le hall, se fait sur une dalle indépendante de celle du hall d’expériences située à l'extérieur des poteaux support du pont roulant. 2. Au niveau 1, la circulation piétonne se fait sur la coursive qui permet d’accéder aux bureaux des oreilles ou au niveau 0 par les nombreux escaliers et monte-charge des oreilles. Cette circulation se poursuit entre les oreilles. Elle est bordée côté intérieur par un « pipe rack » : ossature porteuse des nombreuses tuyauteries de distribution des fluides qui ceinturent le hall. Au droit des passerelles, ces tuyauteries passent en sous face (sous-niveau 1). SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 43/129
  41. 41. DIR 0082 Indice 1 Figure 4.1.4 – Accès – Circulation au niveau 1 SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 44/129
  42. 42. DIR 0082 Indice 1 Quatre passages par escalier métallique au-dessus du tunnel de l’anneau de stockage sont également prévus, au droit des chicanes d’accès au tunnel. Ils sont mobiles et déplaçables au fur et à mesure de l’installation des lignes de lumière. Dans le coeur, une coursive relie les deux passerelles le long du voile intérieur du hall d'expériences. Elle est munie de vitrages dominant le hall afin de constituer le point fort d’un circuit de visite. Les deux niveaux de circulation sont régulièrement reliés par des escaliers : - à chaque extrémité des oreilles dans des volumes vitrés abritant les sas d’entrée, - à chaque extrémité des deux passerelles vers le hall ou vers le coeur. Des manutentions légères peuvent être effectuées à l’aide de monte-charge hydrauliques d’une capacité de 630 kg. Dans le cadre de l’APD, seuls deux monte-charge sont prévus (à proximité des sas de déchargement), les gaines étant néanmoins construites dans les six oreilles. Dans le coeur, à l’extrémité de la passerelle technique, un monte-charge de même capacité est également prévu afin de pouvoir transporter des charges moyennes vers le rez-de-chaussée du coeur. 4.2. Critères d’étude Génie Civil/Fondations 4.2.1. Critères de déformation Une des spécificités du laboratoire est sa grande sensibilité aux variations des conditions de chargement tant en statique qu’en dynamique. Les performances attendues en vertical (z) sur l’ensemble de la dalle du hall (Fig. 4.2.1) et sur le radier de l’anneau sont les suivantes : · Charge statique ponctuelle de 500 kg (cas des travaux d’installation d’une expérience) : déformation maximale de 6 μm sous la charge et moins de 1 μm à 2 m de distance. · Charge dynamique d’un homme de 100 kg (déplacement d’un opérateur sur la dalle, en cours d’expérience) : effet inférieur à 1 μm crête à crête à une distance de 2 m. · Intégrale des effets induits par l’installation en fonctionnement, additionnés aux effets extérieurs dans la plage 0,1 – 70 Hz : En vertical 1 μm crête-crête En horizontal 4 μm crête-crête L’amortissement maximum dans les gammes des résonances mécaniques (10 à 15 Hz) est recherché. En rotation, la variation doit être telle que les déplacements à 1,20 m du sol soient contenus dans les limites ci-dessus, et inférieurs à 3,3 mrad. A cela s’ajoutent les critères de stabilité définis par une déflection verticale inférieure à : · 100 μm sur 10 m par an (effet long terme), · 10 μm sur 10 m sur un cycle diurne, · 1 μm sur 10 m à court terme (environ 1 heure). SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 45/129
  43. 43. DIR 0082 Indice 1 Nota : a) En horizontal, les critères de stabilité et de performances peuvent être moins sévères d’un facteur 2. b) Le tassement différentiel sur la longueur du préinjecteur (du début du Linac au point d’injection booster/anneau) doit rester inférieur à 0,5 mm/an. < 100 μm < 1μm Figure 4.2.1. Performances attendues des dalles 4.2.2. Charges et surcharges d’exploitation Les charges permanentes sont définies par la norme NF.P. 06.004 et les données des fournisseurs de bacs acier, de bardages, de cloisons, de faux plafonds, de faux planchers, etc. Les charges d’exploitation sont définies par la norme NF.P. 06.001 complétée ou modifiée par les indications ci-après : a) Toiture Les charges d’exploitation prises en compte sur les toitures suivent les normes NV 65 et N 84 et doivent tenir compte des charges d’entretien : 1 kN/m2 sur 10 m2 En complément, il sera tenu compte des charges particulières qui résultent des équipements techniques installés sur les terrasses inaccessibles. NB : Le dimensionnement de la toiture du coeur prend en compte les surcharges dues à l’accumulation de neige. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 46/129
  44. 44. DIR 0082 Indice 1 b) Dallages Les charges d’exploitation prises en compte sur les différents dallages sont les suivantes : - Hall d'expériences : Charge répartie 3 000 daN/m2 Poinçonnement 6 000 daN sur 0,5 x 1 m Charges roulantes 2 000 daN/(chariots élévateurs) - Hall d'expériences zones de circulation : Charge répartie 1 500 daN/m2 Charges roulantes 2 000 daN/(chariots élévateurs) - Locaux techniques coeur : Charge répartie 1 500 daN/m2 - Zone de manutention coeur : Charge répartie 1 500 daN/m2 Charges roulantes 2 000 daN/(chariots élévateurs) - Divers locaux coeur (labos) : Charge répartie 500 daN/m2 - Labos et ateliers des Oreilles : Charge répartie 1 500 daN/m2 - Locaux au rez-de-chaussée des bâtiments techniques : Charge répartie 1 500 daN/m2 - Bureaux au rez-de-chaussée des bâtiments techniques : Charge répartie 250 daN/m2 - Bâtiments tertiaires : zones d’archives : Charge répartie 600 daN/m2 - Bâtiments tertiaires : autres locaux : Charge répartie 250 daN/m2 c) Planchers Les planchers, en plus de leur poids propre et des charges permanentes (cloisonnement, fluides, faux plafonds, faux planchers, etc.) sont calculés pour supporter les charges d’exploitation suivantes : Dalle de sol des tunnels ( Linac, Booster, Anneau de stockage : - poinçonnement : 6 000 daN sur 0,5 x 1 m - charge répartie : 3 000 daN/m2 - charges roulantes : 2 000 daN (chariots élévateurs) Dalles amovibles du toit du tunnel de l’anneau : 250 daN/m2 NB : La charge d’entreposage de deux dalles superposées, soit environ 2 500 daN/m2, devrait être reprise directement par les voiles du tunnel. SOLEIL – Rapport d’APD Chapitre VII1 – SITE, BATIMENTS ET INFRASTRUCTURES Page 47/129

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