Entretenir les ponts en béton en sécurité

Sommaire

Les différents types de pont en béton

Les ponts à arc en béton

Après la guerre de 1914-1918, le béton armé a permis de fabriquer des éléments de ponts tels que les poutres. Mais l’usage de béton armé présentait alors l’inconvénient du coût des armatures à une époque où l’on ne disposait que de ronds lisses peu performants.

Quelques ingénieurs tels qu’Eugène Freyssinet ont construit des arcs en béton non armé qui présentaient l’avantage d’être peu coûteux. En effet, l’armature d’un arc entièrement comprimé n’est pas nécessaire, car c’est le béton qui supporte seul l’effort de compression. Citons le célèbre pont Albert Loupe et également le pont de Villeneuve-sur-Lot.

pont béton 1 Photo 1 Pont Albert Loupe à Plougastel entièrement en béton armé : arcs, pilettes et le tablier (Eugene Freyssinet octobre 1930, portée 173 mètres)

pont béton 2 Photo 2 Pont de Villeneuve sur-Lot. Un arc en béton armé supporte d’élégantes arches également en béton revêtues de briques (Eugene Freyssinet 1923, portée 100 mètres)

Les viaducs à travées indépendantes et à poutres précontraintes par post-tension (VIPP)

Dès l’apparition de la précontrainte, il a été possible de concevoir des tabliers de ponts grâce à la juxtaposition de poutres en I de grande inertie permettant de franchir de grandes portées (jusqu’à 60 mètres) au moindre coût.

Du fait de leur poids important, les poutres étaient préfabriquées et précontraintes sur le chantier au pied de l’ouvrage, puis hissées (parfois à de grandes hauteurs) et ripées à leur emplacement définitif.

Ce type d’ouvrages constituent souvent les travées d’accès de grands ponts suspendus (pont d’Aquitaine, pont de Saint-Nazaire etc.). Aujourd’hui ces poutres fabriquées sur chantier présentent parfois des faiblesses (insuffisance de la précontrainte résiduelle, corrosion des câbles, défauts d’injection, rupture de câbles, etc..) et il faut souvent les réparer ou les renforcer.

pont béton 3 Photo 3 Vue des poutres VIPP sur le viaduc de Chasse-sur-Loire A7 (entreprise Freyssinet)

Les ponts à poutres préfabriquées précontraintes par adhérence (PRAD)

Les poutres précontraintes constitutives des ponts peuvent également être préfabriquées en usine. Il s’agit alors de précontrainte à fils adhérents. Ces ponts sont de conception plus récente, et ici c’est la recherche du moindre coût qui guide leur choix. Du fait du coût de transport et de manutention des poutres, on limite généralement la portée à moins de 30 mètres.

Ces ponts ont remplacé progressivement les ponts à dalle précontrainte des passages supérieurs dans les derniers programmes autoroutiers (par exemple l’autoroute A65 Bordeaux Pau). Ces ponts ont été également largement utilisés dans les programmes de LGV toujours pour les passages supérieurs de raccordement des routes coupées par la ligne LGV.

pont béton 4 Photo 4 Construction d’un pont à poutres préfabriquées PRAD : Vinci-Autoroutes-échangeur-Agen-Ouest-pose-poutres (crédit-Perivision)

Les ponts dalles coulés sur cintre

Les ponts dalles ont été très utilisés dans les programmes autoroutiers des années 80. Le tablier est constitué par une dalle en béton coulée sur cintre posée sur un étaiement. Des gaines sont incorporées au béton et reçoivent des câbles de précontrainte mis en tension lorsque le béton a atteint une résistance suffisante.

pont béton 4 bis Photo 4 bis Illustration pont coulé sur cintre (Magazine PréventionBTP n° 142)

Les ponts à voussoirs

Les sections de tabliers tubulaires dont les tronçons préfabriqués ou coulés en place s’appellent voussoirs sont préférées pour les grandes portées. En effet, ce type de section est très performant vis-à-vis de la flexion. D’autre part, la méthode de construction par encorbellements successifs autour de la pile permet de franchir des portées de plus de 100 mètres entre appuis.

pont béton 5 Photo 5 Pont à voussoirs de la Dordogne en construction (entreprise Dodin Campenon LGV Tours Bordeaux)

Exemples de travaux de réparation ou de transformation sur les ponts en béton

La réparation lourde : remplacement du tablier et des appuis

Le doublement de capacité d'une autoroute : travaux de transformation ou de renforcement induits

Le trafic d’une autoroute peut augmenter de telle sorte qu’il faut augmenter le nombre de voies. La solution est de construire un autre pont neuf parallèle. Sur l’ancien pont, il faut faire des travaux : tout d’abord supprimer le terre-plein central qui séparait les deux sens de circulation. Cela permet d’ajouter une voie supplémentaire.

Ensuite si le pont est dans un virage, il y a du devers qu’il faut modifier pour tenir compte d’un seul sens de circulation. Pour réaliser ce nouveau devers, il faut recharger le pont par une chape. Tous ces travaux nécessitent un renforcement du tablier et des fondations pour tenir compte des charges supplémentaires.

Sur le chantier de l’autoroute A63 près de Bayonne, le doublement du pont sur l’Adour par un pont neuf a été accompagné de travaux sur le pont à voussoirs précontraint d’origine. En particulier, la suppression du terre-plein central et le rajout d'une chape, pour obtenir un seul devers demandé par un seul sens de circulation. Le rajout de charges a conduit à un renfort des voussoirs par rajout de précontrainte additionnelle, accompagné d’un changement des appareils d’appui et d’un renfort des semelles de fondation.

Accès, carottage des âmes de voussoirs, vérinage du pont, changement des appareils d’appui

Le poste de travail aménagé sur le pont de l'Adour, permet de vériner le pont afin de remplacer les appareils d’appui néoprènes et de lui donner un devers. Il permet également de réaliser les carottages des âmes et la mise en place de barres Diwidag pour l’ancrage des bossages déviateurs de la précontrainte additionnelle.

Ponts béton 13 bis Photo 13 L’entreprise a construit un échafaudage garantissant l’accès à une large plateforme de travail équipée d’un monorail (Pont sur l’Adour A63 Entreprise Vinci)

Bossages d’ancrage et de déviation pour les câbles extérieurs de précontrainte additionnelle

Ponts béton 14 Photo 14 La pose de précontrainte additionnelle à l’intérieur des voussoirs du pont nécessite la réalisation de bossages d’ancrage ou de déviation des câbles extérieurs au béton qui sont rajoutés.

Ponts béton 15 Photo 15 On procède au préalable à des carottages traversant l’âme du voussoir. Cela permet de placer des barres Diwidag (ici 28 barres) qui sont mises en tension après le décoffrage du bossage. (Pont sur l’Adour A63 Entreprise Vinci)

Elargissement des semelles d’appui

Ponts béton 16 Photo 16 La pose de précontrainte : les fondations sont élargies par rajout de semelles additionnelles de part et d’autre de l’existant. L’ensemble est ensuite rendu solidaire par des câbles de précontrainte (Pont sur l’Adour A63 Entreprise Vinci)

Hydrodémolition de la partie supérieure du tablier, rajout d’une chape pour la mise en devers de l’ouvrage

Ponts béton 17 Photo 17 Le devers obtenu par intervention sur les appuis est complété par le coulage d’une chape de béton allégé (Pont sur l’Adour A63, Entreprise Vinci)

A noter que les réservations et le décapage du hourdis sont réalisés par hydrodémolition. (voir la fiche OPPBTP Hydrodémolition : il y a deux méthodes au robot ou à la lance tenue par un opérateur)

Ponts béton 18 Photo 18 La chape est rendue solidaire du tablier par 3000 points de ferraillage de couture (Pont sur l’Adour A63, Entreprise Vinci)

Accès et circulation à l’intérieur de l’ouvrage (Voussoirs)

Pour les travées en rivière, l’accès sur le pont de l'Adour est organisé par le dessus par échafaudage avec création d’une trémie provisoire. Un éclairage définitif a été installé.

Ponts béton 19 Photo 19 Les accès sur berge sont réalisés par échafaudage depuis le dessous par une trémie existante. (Pont sur l’Adour A63 Entreprise Vinci)