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Le velum romain du Puy du Fou à l'ère de l'informatique

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Pour protéger les spectateurs du soleil, le directeur du Grand Parc du Puy du Fou a imaginé un velum semblable à ceux qu’utilisaient les Romains dans leurs arènes. La société d’études et d’ingénierie SDEI a relevé le défi et couvert le stadium gallo-romain du Grand Parc à l’aide du logiciel Solidworks.

Le velum romain du Puy du Fou à l'ère de l'informatique

Quand le gouverneur romain invoque Jupiter et demande la couverture des arènes, le velum se déplie en une minute au-dessus des spectateurs médusés. Ce déploiement fait partie intégrante du spectacle "Le signe du triomphe" du Grand Parc du Puy du Fou (Vendée), qui reproduit des jeux du cirque au IIIe siècle de notre ère. Derrière l’apparente simplicité de la mise en place de ce velum qui protège les spectateurs du soleil ou de la pluie se dissimule une conception unique, très différentes des toits coulissants des stades et des terrains de tennis, ou des couvertures en toile de certains stades allemands. Les responsables du Puy du Fou ont opté pour un système reprenant le principe des velums utilisés par les romains dans leurs arènes. Cette sorte de résurrection a demandé beaucoup de recherche, d’hypothèses et de calculs, pour aboutir à une solution simple et très proche de l’original.

C’est la société d’études et d’ingénierie SDEI Ouest (50 employés) du groupe Reorev Technologie qui a mis au point et fabriqué le velum avec des partenaires. Un projet un peu fou, réalisé dans des délais très courts. "Nous travaillons avec le Puy du Fou depuis 2003, explique Bruno Fradet, gérant de SDEI Ouest. Il a fallu créer un climat de confiance pour développer un tel projet, apprendre à travailler avec cette entreprise particulière. En face de nous, nous n’avons pas d’ingénieurs, mais des gens bourrés d’idées !"

Tout commence par les travaux d’un ingénieur des Arts et Métiers passionné d’histoire, René Chambon. En analysant des reproductions découvertes à Pompéi, puis en étudiant le Colisée de Rome, il cherche à comprendre le principe des velums utilisés par les Romains. Dans le mémoire qu’il rédige, il met en évidence la présence d’un anneau central qui assure la tension de la toile et la pente de la toile vers l’intérieur de l’arène. C’est en lisant le mémoire que son auteur lui a envoyé que Laurent Albert, directeur général du Grand Parc du Puy du Fou, décide de couvrir de cette manière son stadium de 110 mètres sur 80.

 

Les ingénieurs de SDEI vont prendre le relais pour concevoir le velum du Puy du Fou à l’aide du logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) Solidworks de Dassault Systèmes. Les calculs de structure et les simulations seront également réalisés avec ce logiciel, choisi par SDEI comme outil principal par ce qu’il correspond bien à ses besoins en mécanique. Solidworks est également mis à contribution pour les revues de projets réalisées au fur et à mesure de la conception. Les modèles en 3D facilitent les échanges avec les responsables du Grand Parc, l’architecte et les sous-traitants (Briand CM pour l’anneau ou cerce, Bossard Frères pour le câblage, Meteodyn pour la simulation numérique des effets de vent sur le stadium…).

Pour corser le développement, SDEI devait prendre en compte l’existant et respecter les règlements de sécurité propres à un équipement destiné à accueillir du public. Le stadium était déjà construit et utilisé depuis plusieurs années pour les spectacles, et les murs n’avaient pas été construits pour subir des forces latérales. Il fallait donc trouver une solution pour rassembler les forces sur deux axes, vertical et dans l’axe du mur. Un vrai casse-tête, résolu par Yves Biret, responsable produits et calculs. "Je me suis réveillé un matin avec la solution", se rappelle-t-il. Une solution si simple qu’il lui faudra en démontrer la validité à ses différents interlocuteurs : les axes verticaux qui soutiennent l’ensemble du velum s’apparentent techniquement à une roue de 900 millimètres de diamètre dont on aurait conservé le moyeu, une barre-rayon et un arc de cercle. L’anneau (ou cerce) extérieur du velum peut donc se déplacer latéralement sur quelques centimètres. Enfin, la tenue de la structure à câbles préchargés est assurée par des douze haubans verticaux reliant le sol et la cerce intérieure.

 

L’affaire a été rondement menée. L’étude de faisabilité a débuté en juillet 2009, en association avec le bureau d’études Abaca, spécialisé dans les structures en toile, avant le lancement des études au juillet 2010, avec la société STIC. Dès novembre, avant même l’obtention de l’agrément, la demande d’approvisionnement en câbles de 52 millimètres de diamètre est lancée, respect des délais oblige. La fabrication des deux cerces commence le 23 décembre, mais ce n’est que le 20 janvier 2011 que le CTICM émet un avis favorable sur le concept d’appui et sur les notes de calcul de SDEI. Trois semaines ne sont pas écoulées que les premières poutres sont posées. Le 7 avril le dossier de justification complet est validé par l’Apave. Les premiers essais de déplacement de toiles sont effectués le 9 avril. Et le 13 avril se déroule le premier spectacle avec les déploiements des toiles…

Les délais ont été tenus. Et le cahier des charges respecté. Du point de vue des responsables du Puy du Fou, il était très simple, comme le souligne malicieusement Yves Biret : "Dessine-moi un velum… et construis-le." Pari réussi.

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