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Etude de cas : Nouvelle plateforme de fret aérien pour DHL à l'aéroport de Nottingham East Midlands, Royaume-Uni

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Complexe d'entrepôt et de bureaux d'une valeur de 45 millions d'euros. L'ossature de l'entrepôt est constituée de portiques en profilés laminés avec des portées libres de plus de 40 m Les portiques ont fait l'objet d'un calcul plastique. Les bureaux sont constitués de poutres cellulaires d'une portée libre de 18 m.

Le bâtiment achevé

Sommaire

1. Le projet 2

2. Le cahier des charges 2

3. L'équipe 4

4. Point de vue du client 4

5. Point de vue de l'ingénieur 5

6. Point de vue de l'architecte 7

7. Point de vue du directeur des travaux 9

8. Le point de vue de l'entrepreneur de construction métallique 9

9. Conclusion 10

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1. Le projet Dès 1996, l'activité fret de DHL était déjà bien établie à l'aéroport de Nottingham East Midlands (NEMA), principalement en raison de sa situation géographique au centre du Royaume-Uni et de ses excellentes liaisons de transport, se trouvant au centre du réseau autoroutier britannique. Après un examen de l'ensemble de ses plateformes de fret aérien européennes, et en tenant compte de sa rapide croissance commerciale et des exigences en matière de sécurité et d'efficacité, DHL a retenu l'aéroport de NEMA en vue d'y investir 45 millions d'euros pour sa plateforme logistique européenne. Sur cet investissement de 45 millions d'euros, 19 millions ont été consacrés aux équipements de manutention mécanique. 19 autres millions d'euros ont été investis dans l'infrastructure par l'aéroport lui-même.

Les caractéristiques principales sont :

40 000 m2 d'entrepôt et d'auvent pour camions

9 000 m2 de bureaux répartis sur 3 étages

30 quais de camions et une aire de stationnement pour 90 camions

620 places de stationnement pour le personnel et les visiteurs

6 000 m2 de stationnement pour les équipements aéroportuaires

Une nouvelle aire de stationnement de 165 000 m2, offrant 18 postes de stationnement pour avions, y compris d’importants travaux de drainage

Ravitaillement local pour les camions DHL

Nouveau rond-point pour assurer le service de la plateforme

Réalignement de la route A453

Nouvelles routes d'accès internes

2 nouveaux bassins de compensation avec un système complet de contrôle de la pollution (contenant 70 000 m3 d'eau)

2. Le cahier des charges DHL avait des exigences opérationnelles spécifiques pour sa nouvelle plateforme logistique européenne à usage mixte, combinant des installations de distribution à des installations côté piste et côté ville, ainsi que des bureaux groupés dans un immeuble unique afin d'assurer la prise en charge de ses activités en constante évolution.

DHL n'avait jamais jusque-là conçu de plateforme logistique. En accordant sa pleine confiance au bureau d'étude, DHL lui a laissé toute la latitude artistique pour concevoir cette plateforme dans les limites des critères suivants :

La conception du centre de logistique devait permettre une souplesse d'utilisation

Il fallait pouvoir l'adapter afin de répondre aux besoins commerciaux futurs

Des espaces libres et sans obstructions devaient être prévus dans tous les secteurs des bâtiments

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La zone des bureaux devait être dotée de tous les réseaux et équipements techniques nécessaires.

Au stade du développement de la plate forme, l'équipe de recherche de DHL envisageait une durée de vie de 15 ans pour son nouveau centre. Elle exigeait également qu'il soit durable, qu'il soit construit en utilisant les toutes dernières avancées dans le domaine des matériaux et des techniques de construction, que les coûts de maintenance soient peu élevés, qu'il exerce un impact minimal sur l'environnement et qu'il offre un environnement de travail à la fois clair et agréable. Le tout devait être réalisé dans les limites d'un budget de 32 millions d'euros.

La zone de logistique devait se présenter comme un espace libre, dépourvu d'obstacles d'une superficie de 40 000 m2, capable de traiter 20 000 documents de transport et 25 000 paquets à l'heure, provenant des quatre coins du monde, de les trier par destination, puis de les transporter par camion ou par avion dans le cadre d'une exploitation assurée principalement de nuit. Après des études approfondies, DHL a opté pour un système de logistique mécanisé, qui répondait à tous les règlements en matière d'hygiène et de sécurité ainsi qu'aux préoccupations en matière de sécurité à l'interface côté piste et côté ville. Le système comporte 4 km de convoyeurs pour charges lourdes, une station de logistique à plusieurs niveaux et plus de 60 000 m2 de plancher pour les conteneurs, créant une séquence de traitement à la fois sûre et efficace à tous les niveaux. Le bâtiment a été conçu autour de ces installations.

Le tout s'est traduit par une plateforme extrêmement complexe, comprenant de nombreuses interfaces critiques qui nécessitent une considération minutieuse et une conception intelligente.

Lors de l'inauguration de la plateforme en février 2000, l'étage supérieur était vacant mais disponible en prévision d'extensions futures, offrant à DHL le bénéfice supplémentaire d'une source de revenu annexe en louant cet espace à un tiers.

Figure 2.1 Vue artistique du projet, montrant le parking du personnel, les bureaux, le

nouveau centre et les quais pour camions.

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3. L'équipe Burks Green Chef de l'équipe de conception, chargé de l'aspect architectural, du

génie civil et de l'ingénierie structurale pour la conception complète du centre de logistique, depuis les débuts jusqu'à son achèvement.

Howard Associates Directeur des travaux

Wescol Entrepreneur de construction métallique

Vector Management Chef de projet

Couch Perry Wilkes Ingénieurs en réseaux et équipements techniques

4. Point de vue du client DHL opère à partir de l'aéroport de Nottingham East Midlands, au Royaume-Uni, depuis 1984 et a connu une croissance constante jusqu'en 1996. C’est à cette époque que l'aéroport fut considéré comme une implantation d'importance stratégique pour l'évolution de DHL sur le long terme. L'aéroport NEMA était non seulement l'une des principales platesformes aériennes d'Europe, mais il était également bien placé pour jouer un rôle significatif dans le développement futur des réseaux de transports intercontinentaux.

Alors que les prévisions de l'industrie envisageaient une poursuite de la progression des volumes de l'ordre de 15 % par an, il était clair que le centre existant n'allait pas suffire. Il fallait construire une nouvelle plateforme, capable de permettre la croissance de l'entreprise au XXIe siècle.

C'est à l'équipe de conception que l'on peut attribuer la réussite de la conception de la plateforme Air Express de l'aéroport de NEMA. Elle s'est concentrée sur les besoins commerciaux et opérationnels de DHL en réalisant toute une série de questionnaires, de consultations détaillées et d'interviews structurées, initiées et conduites par le cabinet Burks Green, chargé de la conception du centre. Toute l'équipe de projet s'est alors attachée à transposer ces besoins en un centre phare qui soit architecturalement attractif et capable de gérer des volumes d'expédition de plus d'un millier de tonnes par nuit, et cela de manière rapide et fiable.

Grâce à une planification et une conception méticuleuses, le centre a été livré dans les temps et dans les limites du budget. Jusqu'à ce jour, la plateforme a su répondre à toutes les exigences opérationnelles que l’on attendait d'elle à l'origine, tout en affichant l'adaptabilité nécessaire pour répondre à d'autres besoins que cette industrie en évolution rapide n'a pas manqué de lui présenter.

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5. Point de vue de l'ingénieur John Clayton, Directeur Associé, Burks Green La plateforme logistique de DHL est composée de trois parties :

Bureaux

Entrepôt - bâtiment de logistique

Auvent côté ville

Bureaux

2Les bureaux représentent sur une superficie au sol de 9 000 m , pouvant accueillir 650 employés, constituée d'un rez-de-chaussée, un 1er et un 2e étage, dont deux des exigences étaient de disposer d’espaces ouverts et de permettre un agencement souple. Pour y parvenir, l'on a conçu un espace d'une portée de 18 m dépourvu de poteaux, franchi au moyen de poutres cellulaires se comportant de façon mixte avec la dalle en béton du plancher de 13 cm d'épaisseur. Les réseaux et équipements techniques traversent des ouvertures de 60 cm de diamètre pratiquées dans les âmes des poutres. Les cloisons internes sont démontables, permettant ainsi la souplesse nécessaire pour adapter l'espace de bureaux aux besoins futurs. L'acier offre une parfaite solution d'ingénierie, les longues portées apportant une grande flexibilité d’aménagement.

Le rez-de-chaussée est traversé par une route de service afin de permettre un accès ininterrompu à la plateforme. Le premier étage aménagé en plateau de bureaux, devait franchir la route de service. Cependant, pour rendre ce plateau ininterrompu, et pour minimiser les épaisseurs de plancher, le second étage a été suspendu à la toiture par un treillis en acier, procurant ainsi des lignes épurées, telles que définies dans le cahier des charges.

L'immeuble comporte un toiture courbe d'un rayon de 150 m. Il est équipé d'un système de couverture à joints debout fabriqué à partir d'une seule tôle externe, formée sur site.

Figure 5.1 Atrium de l'entrée

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Entrepôt - Bâtiment de logistique La trame de la structure a été imposée par le système de manutention mécanique composé d'éléments modulaires, situé au rez-de-chaussée du bâtiment. L'espace et la flexibilité nécessaire en perspective d'une extension future ont été pris en compte au stade de la construction, en utilisant un système à trame répétitive.

La solution d’une ossature constituée de portiques simples en acier a été retenue, basée sur une approche de dimensionnement plastique, offrant une solution économique ainsi qu'un montage rapide sur le chantier.

La construction de l'entrepôt a débuté avant que ne soit finalisée la conception du système de manutention mécanique semi-automatisé, situé au niveau de la mezzanine du premier étage. Ceci a été possible grâce à la souplesse et à l’adaptabilité de la structure métallique. La mezzanine a été montée une fois l'ossature principale et l'enveloppe de l'entrepôt terminées.

Figure 5.2 Centre principal de logistique où l'on peut voir le convoyeur, les étages en

mezzanine, les portiques, les pannes légères et les panneaux isolants de toiture. La mezzanine est constituée de poutres cellulaires qui permettent une construction légère et la possibilité d'intégrer les réseaux et équipements techniques dans l'espace correspondant à la hauteur de la poutre. Ceci permet de dégager les espaces de travail au niveau du rez-de-chaussée en particulier pour la circulation des chariots élévateurs. Le plancher est constitué de panneaux en treillis métallique. Cette conception répond aux besoins accrus d'adaptabilité et à la possibilité d'extension au niveau de la mezzanine : celle-ci peut alors être construite à n'importe quel endroit ou être complètement supprimée selon les besoins.

En raison de la taille du bâtiment, il a fallu élaborer une stratégie d'ingénierie incendie apte à intégrer des cheminements longs de 95 m et totalement situés à l'intérieur d'un compartiment unique de taille importante. Un point primordial de l'approche de l'ingénierie d'incendie s'est porté sur la conception de l'étage en mezzanine. En raison d'une proportion d'ouvertures de plus de 25 %, la structure en acier a été ignorée en tant que rideau antifumée. Le contrôle des fumées à l'intérieur de l'entrepôt a été assuré uniquement au niveau de la toiture, au moyen d'une série d'écrans de cantonnement et de systèmes d'exutoires des fumées. Un réseau de cheminement permet l'évacuation du personnel travaillant à l'intérieur du bâtiment de logistique en toute sécurité à partir de la mezzanine. Les instructions vocales sont couplées au un système de détection d'incendie. Il n'a donc pas été nécessaire d'assurer la protection incendie de la structure de la mezzanine.

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Figure 5.3 Vue de la voie d'accès centrale à l’intérieur du bâtiment Auvent côté ville L'auvent a été conçu pour compléter les autres parties du bâtiment. Des ouvertures permettent un accès direct à l'entrepôt de logistique principal. La portée du auvent est de 22,50 m entre les poteaux le long des quais de chargement. Cela permet d'agencer les quais de manière très flexible. Long de 45 m, l'auvent permet le chargement et le déchargement des véhicules et dispose d'une aire de stockage temporaire sous douane des conteneurs ainsi qu’une route de service.

6. Point de vue de l'architecte L’objectif étant de réaliser un siège social pour DHL qui soit à la fois attractif et adaptable aux besoins futurs, les principaux critères de conception concernaient les besoins en équipements de logistique, la fonctionnalité opérationnelle, la sécurité et la sûreté à l'interface côté piste / côté ville. Parmi les autres considérations essentielles, il faut citer la souplesse d'utilisation, la qualité, les exigences de planification, l'environnement, le programme et le budget.

En guise de soutien pour son centre de logistique Air Express, DHL avait formulé un cahier des charges pour la conception spécifique de ses bureaux sur trois étages, venant en complément de l'entrepôt à proprement parler. Le choix était clairement formulé en faveur de bureaux sans cloisons, sur planchers de grandes portées, dépourvus de poteaux intermédiaires, entièrement climatisés et aux réseaux et équipements techniques intégrés pour créer un environnement de travail à la fois clair et agréable.

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Figure 6.1 Espace de bureau sans cloisons Le thème central de la conception est axé autour d'une image industrielle et utilitaire. Il a pu s'affirmer grâce au choix de l'acier comme principal matériau de construction. La conception intégrée choisie par les équipes d'architecture et d'ingénierie a permis d'utiliser des couleurs et diverses formes d'acier, y compris des poutres cellulaires largement polyvalentes pour l'ensemble du bâtiment, afin de satisfaire cette approche et présenter un siège social phare qui soit architecturalement attractif.

Ces thèmes ont été repris de manière répétitive, à l’intérieur et à l’extérieur du bâtiment, pour la conception de chacun des étages de bureaux et, dans la mesure du possible, à l'intérieur du bâtiment de logistique. La tour de contrôle a été construite en exposant délibérément l'acier afin de rappeler le thème central de la conception présent sur l'ensemble de la plateforme.

L'équipe de conception a utilisé le « thème des toitures courbes » pour la façade du bâtiment. Une toiture courbe unique vient recouvrir les bureaux. Cette conception est répétée sur l'auvent de chargement.

Figure 6.2 Les bureaux couverts d’une toiture courbe

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7. Point de vue du directeur des travaux L'emploi de l'acier dans ce projet a présenté trois avantages majeurs :

La rapidité de construction sur le chantier.

La souplesse de conception et de réalisation de la structure métallique concernant la mezzanine après la construction de l'ossature principale de l'entrepôt, une fois achevée la conception des équipements de manutention mécanique.

La facilité d'installation des équipements de manutention mécanique : celle-ci a été à la base même de la réussite du projet. Il a fallu assurer une interface complexe en termes de positionnement des convoyeurs à travers des ouvertures réalisées dans la structure métallique et dans les planchers.

Figure 7.1 Centre principal de logistique, montrant la structure démontable de la mezzanine

en prévision d'une extension future.

8. Le point de vue de l'entrepreneur de construction métallique

Gerrard Cox (Anciennement Wescol, maintenant Conder Structures) Il a été fait appel à Wescol dans un certain nombre de domaines que l'on n'associe pas traditionnellement à ceux d'un entrepreneur en construction métallique, à savoir la construction et la pose de poutres préfabriquées et le bétonnage des planchers, ce qui a permis la souplesse et la continuité de la construction.

L'une des idées les plus novatrices consistait à utiliser des poutres cellulaires de grande portée pour la mezzanine, avec des éléments de plancher amovibles constitués de treillis en acier, venant sensiblement améliorer l'adaptabilité de la construction finie.

Le centre à proprement parler est constitué d'une structure en portiques simples dotée d'un module central contreventé, rigide. Les longues portées ont permis une très grande rapidité de construction.

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La tour de contrôle a été assemblée au sol pour ensuite être montée en une seule pièce.

Pour les poutres, des économies substantielles ont été possibles grâce à une conception mixte acier/béton faisant intervenir un plancher mixte avec bac collaborant.

Figure 8.1 La structure métallique en cours de montage

9. Conclusion Il ne fait aucun doute que pour DHL, la construction de ce nouveau centre de logistique fait partie intégrale de ses activités de livraison Air Express. L'entreprise est très satisfaite de la créativité dont les consultants ont fait preuve, créativité qui a d’ailleurs été récompensée par la Société britannique des courtiers en transports, en leurs octroyant le prix pour le Meilleur Projet de distribution (industriel/entrepôt) de l'année 2000.

L'emploi de l'acier dans ce projet a permis une construction à la fois légère, souple et rapide. Il a fourni à DHL une solution formidable et la garantie que ce centre satisfera ses besoins à l'avenir, comme l’exigeait le cahier des charges originel.

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Figure 9.1 Vue côté piste du centre terminé

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Enregistrement de la qualité TITRE DE LA RESSOURCE Etude de cas : Nouvelle plateforme de fret aérien pour DHL à

l'aéroport de Nottingham East Midlands, Royaume-Uni

Référence(s)

DOCUMENT ORIGINAL

Nom Société Date

Créé par Stuart Parson Burkes Green and Partners Ltd

Contenu technique vérifié par G W Owens, SCI

Contenu rédactionnel vérifié par

Contenu technique approuvé par les partenaires :

1. Royaume-Uni G W Owens SCI 23/05/06

2. France A Bureau CTICM 23/05/06

3. Suède B Uppfeldt SBI 23/05/06

4. Allemagne C Müller RWTH 23/05/06

5. Espagne J Chica Labein 23/05/06

6. Luxembourg M Haller PARE 23/05/06

Ressource approuvée par le Coordonnateur technique

G W Owens SCI 11/09/07

DOCUMENT TRADUIT

Traduction réalisée et vérifiée par : eTeams International Ltd. 24/09/06

Ressource traduite approuvée par : Ph. Beguin CTICM 09/05/07

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