Comment concevoir un site industriel efficace et durable ?

L'essentiel de ce qu'une usine dépensera en énergie, en eau et en maintenance se décide pendant la conception. Une fois la halle en service, on peut toujours renforcer l'isolation, poser des panneaux solaires en toiture ou déplacer les portes d'expédition sur une autre façade ; mais chacune de ces opérations arrête la production ou coûte plus cher que de bien faire dès le départ.

Comment organiser l'implantation selon le flux de production ?

La planification commence par le flux, avant le bâtiment : réception et stockage des matières premières, lignes de production, conditionnement, stockage des produits finis et expédition. La matière doit suivre cet ordre, autant que possible dans un seul sens et sans recouper son propre chemin ; les transports et les attentes inutiles, que le lean manufacturing classe parmi les gaspillages, viennent souvent de l'implantation. Les circulations des chariots élévateurs et des piétons sont séparées, un espace de maintenance est laissé autour des machines et les quais de chargement sont placés en fonction des manœuvres des poids lourds.

Lancer l'étude de structure avant que l'implantation des machines soit arrêtée est une erreur fréquente : les charges au sol, les massifs des machines et la capacité de levage dépendent de ce plan, et une ligne modifiée après coup signifie des reprises dans les fondations et le dallage. C'est pourquoi, dans nos projets de construction d'usines et de bâtiments industriels, nous traitons ensemble l'étude de sol, l'implantation des machines et le système porteur. En Turquie, c'est aussi la charge d'exploitation du dallage qui détermine la classe de bâtiment d'une usine dans les coûts unitaires officiels de construction.

Réserve d'extension

Pour pouvoir prolonger la halle existante plutôt que construire un second bâtiment quand la capacité augmente, on s'y prépare dès le départ. Dans une halle en charpente métallique, le pignon côté extension est conçu pour être démonté, et la trame des poteaux comme le système de fondation restent prolongeables. Les reculs imposés par le règlement d'urbanisme et le coefficient de constructibilité laissent-ils de la place ? La puissance du transformateur et le réseau d'eau d'incendie peuvent-ils absorber la capacité supplémentaire ? La réponse doit apparaître dès le premier plan de masse.

Isolation et lumière naturelle en toiture et en façade

Dans une grande halle de plain-pied, la toiture est souvent plus étendue que les façades, et une part importante des déperditions et des apports de chaleur passe par elle. Toiture et façades sont généralement en panneaux sandwich. Un entrepôt non chauffé et une halle de production alimentaire climatisée n'appellent pas le même panneau. L'âme en laine de roche est choisie pour son comportement au feu, l'âme en polyuréthane (PUR/PIR) parce qu'elle isole mieux à épaisseur égale. Un maître d'ouvrage étranger ou un assureur peut modifier ce choix ; nous en parlons dans notre article sur la construction d'usines aux normes internationales.

Si les joints entre panneaux, le faîtage, les chéneaux et les raccords des lanterneaux ne sont pas soignés, on obtient des ponts thermiques et des fuites d'air, et la condensation apparaît en hiver. Sur les portes de chargement souvent ouvertes, une porte rapide ou un rideau d'air préserve la chaleur d'une halle chauffée.

Les bandes éclairantes en toiture et les fenêtres hautes en façade réduisent le besoin d'éclairage artificiel en journée et améliorent les conditions de travail. Encore faut-il doser : trop de surfaces éclairantes augmentent les apports de chaleur l'été et les déperditions l'hiver, et provoquent de l'éblouissement sur les établis. Sur une toiture en sheds, orienter les faces vitrées vers le nord donne une lumière régulière.

Comment préparer une toiture pour une centrale solaire ?

Même si la centrale solaire n'est pas installée dans la première phase, la toiture doit être conçue pour la recevoir ; l'adapter après coup peut obliger à renforcer la structure. Sur une toiture prête :

• le poids des panneaux et de leurs supports entre dans le calcul de structure comme charge supplémentaire, avec la neige et le vent
• la couverture est choisie pour durer toute la vie des panneaux sans être déposée
• l'emplacement des onduleurs et le cheminement des câbles jusqu'au local électrique sont réservés
• les cheminements de maintenance et la ligne de vie sont installés dès le départ
• les rangées de panneaux ne recouvrent ni les exutoires de fumée ni les lanterneaux

Gestion de l'eau et des déchets

Une grande toiture est une surface toute prête pour récupérer l'eau de pluie ; stockée dans une cuve, elle peut servir à l'arrosage des espaces verts et aux chasses d'eau. Il faut pour cela concevoir séparément les réseaux d'eaux pluviales et d'eaux usées. En zone industrielle organisée (OSB), les eaux usées de process sont rejetées dans le réseau d'assainissement de la zone, conformément aux critères d'admission fixés par l'OSB ; pour des procédés comme la peinture, le revêtement des métaux ou l'agroalimentaire, cela impose généralement un prétraitement sur site. L'emplacement de l'unité de prétraitement et les caniveaux enterrés doivent être arrêtés avant le coulage du dallage.

Pour les déchets solides, on sépare les recyclables, les chutes de production et les déchets dangereux. Le stockage temporaire des déchets dangereux relève du règlement turc sur la gestion des déchets ; la zone est fermée, sur sol étanche, et placée près de la voie d'expédition mais hors du flux des produits.

Autres choix qui réduisent les coûts d'exploitation

La chaleur perdue des compresseurs peut servir au chauffage des bureaux ou à l'eau chaude sanitaire ; dans une centrale de traitement d'air, le récupérateur transfère la chaleur de l'air extrait à l'air neuf. Des sous-compteurs par ligne pour l'électricité, le gaz naturel, l'air comprimé et l'eau montrent ce que consomme chaque ligne et révèlent les pertes silencieuses, comme les fuites d'air comprimé. Si l'on ne prévoit pas d'accès sûr pour entretenir les réseaux suspendus et les équipements de toiture, chaque intervention arrête la production ou demande un échafaudage.

Usines reconstruites dans les zones industrielles touchées par le séisme

Dans les zones industrielles organisées de Kahramanmaraş, Hatay et Malatya, les usines endommagées sont remplacées par des neuves. Aux choix décrits plus haut s'ajoutent une étude de sol, si nécessaire des fondations sur pieux ou une amélioration du sol, et la prise en compte des charges des machines dans le calcul sismique. Pour les conditions propres à la région, voir notre article sur la construction d'usines en zone sismique.

Questions fréquentes

Par où commence l'efficacité dans la conception d'une usine ?

Par l'implantation des machines et le flux de production. Une implantation où la matière avance dans un seul sens, de la réception à l'expédition, réduit les pertes liées aux transports et aux attentes ; les charges au sol et la trame des poteaux se déduisent aussi de ce plan.

Peut-on ajouter plus tard des panneaux solaires sur le toit d'une usine ?

Oui, mais si la toiture a été calculée sans la charge des panneaux, il faut d'abord une vérification structurelle et, si nécessaire, un renforcement. Dans une usine neuve, intégrer dès le départ la charge des panneaux et le cheminement des câbles supprime cette étape.

Faut-il choisir un panneau sandwich à âme en laine de roche ou en polyuréthane ?

La laine de roche est privilégiée quand le comportement au feu passe en premier, l'âme en polyuréthane (PUR/PIR) quand on recherche une meilleure isolation thermique à épaisseur égale. La décision se prend en tenant compte du règlement turc sur la protection des bâtiments contre l'incendie et, le cas échéant, des exigences de l'assureur.