Le Stade de Nantong, un toit monté sur galets Irene Kremer, Enerpac BV
Le nouveau stade de Nantong, ville située dans la province chinoise de Jiangsu est le premier stade, en Chine, équipé d'un toit pouvant s'ouvrir et se fermer. La toiture, une construction en acier de 2200 t montée sur des galets, s'ouvre et se ferme à l'aide de l'hydraulique. Il est à remarquer, que pour la première fois dans l'histoire, la commande et la stabilisation des parties mobiles du toit se font hydrauliquement. Enerpac s'est investi dans le développement et l'installation d'un système de transmission très avancé et de sa commande, système dans lequel des chariots remplissent une importante fonction. La toiture du stade recouvre un terrain de football, une piste d'athlétisme longue de 400 m et diverses installations. Le stade a une surface totale de 48 000 m2. Il fait partie d'un complexe beaucoup plus grand comprenant entre autres un centre d'exposition. Au total, le complexe couvre une surface de 150 000 m2. Il s'agit du plus grand complexe multifonctionnel dans l'histoire de la province de Jiangsu, un complexe comparable au Stade olympique de Pékin. La construction a fait l'objet d'un investissement de 1,1 milliards CNY (Yuan Ren-min-bi), soit près de 107 millions¤. Demi-coupoles L'ouverture ou la fermeture de la toiture dure de 20 à 30 min. Il s'agit d'une construction imposante. La partie mobile de la toiture se compose de deux énormes demi-coupoles de verre et d'acier qui roulent littéralement sur la toiture sphérique semi-ouverte du stade, une structure complexe en acier. Chacune des deux demi-coupoles pèse largement 1100 t et lors de l'ouverture et de la fermeture, chaque demi-coupole enjambe une distance d'environ 60 m. Pour déplacer en souplesse et sans efforts de torsions excessifs cette lourde construction métallique, Enerpac a développé un puissant système d'entraînement hydraulique équipé d'un système de contrôle et de commande électronique avancé. Ici, pour la première fois, l'hydraulique est utilisée pour l'ouverture et la fermeture d'une toiture mobile. Treuils hydrauliques Le déplacement des demi-coupoles mobiles s'effectue par l'intermédiaire de 16 câbles en acier d'un diamètre de 64 mm à l'aide de 8 treuils lourds - 4 par demi-coupole), chacun de ceux-ci pouvant exercer une force de traction de 136 t. Le tambour de chaque treuil est entraîné à vitesse lente avec un couple élevé par une combinaison de 6 moteurs hydrauliques avec réducteurs planétaires. Ce nombre permet de garantir la fiabilité et par conséquent la sécurité du système. Même si deux de ces combinaisons tombent en panne simultanément, le système peut encore opérer normalement. Pour la fermeture de la toiture du stade, les câbles parfaitement synchronisés tirent les demi-coupoles vers le haut, via une poulie installée au sommet de la toiture. L'ouverture se fait tout simplement sous l'effet de la gravité. Les demi-coupoles descendent progressivement sur le toit pour regagner leur position de sortie, les câbles retenant le poids des demi-coupoles. Des chariots sur rails Pour résoudre la complexité de l'entraînement multipoint des demi-coupoles mobiles du toit, chaque chariot possède sa propre unité hydraulique. Celle-ci est constituée d'une pompe et de divers vérins de correction permettant de corriger chaque point d'appui des demi-coupoles mobiles dans trois directions pendant l'ouverture et la fermeture. À l'aide de capteurs de pression et de déplacement, un contrôle continu s'exerce pour détecter un éventuel blocage (rail) du chariot, soit suite à une erreur dans l'installation du rayon principal ou à une déviation du mouvement pendant l'ouverture ou la fermeture. Les données transmises par les capteurs permettent de commander la pression et la course des vérins correcteurs et d'ajuster la force de traction des câbles métalliques. Correction verticale et horizontale De plus, les vérins verticaux montés sur les chariots ont aussi été utilisés pendant l'installation et la mise en service. Le vérin hydraulique vertical pour le contrôle de la hauteur d'installation du chariot et la correction d'éventuelles fautes commises lors de la fabrication et de l'installation de la construction métallique. D'autre part, le vérin hydraulique vertical a permis de réajuster la charge du chariot après diminution des tensions dans les soudures de la construction métallique. Les deux vérins montés transversalement sur le chariot compensent les inévitables oscillations horizontales de celui-ci sur le rail et évitent un "déraillement" dans le sens transversal. Pour cela, les forces agissant sur les galets de roulement pendant tout le processus d'ouverture et de fermeture des parties mobiles du toit sont contrôlées en temps réel au moyen de capteurs. Lorsque la charge devient trop importante sur les galets de guidage, le système de commande agit immédiatement sur les vérins transversaux pour diminuer la charge et évite de cette façon une surcharge latérale sur la construction cintrée. L'entraînement hydraulique des parties de toiture mobiles du stade de Nantong est une évidente première pour la Chine et dans le domaine de la construction de stades. Un avantage important du système hydraulique est sa grande fiabilité et par conséquent la sécurité qu'il procure. De plus l'utilisation de l'hydraulique présente comme énorme avantage que l'ouverture et la fermeture des demi-coupoles se font de façon très progressive, souple, synchronisée et surtout sans occasionner de forces de torsion élevées.
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