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Conception et dimensionnement d'un pont en ba.

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par Merveil ASALAKOW MBANGU
inbtp - BTP 2014
  

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I.3. Historiques4.

L'historique peut se résumer en différentes périodes ci-

dessous :

Avant 1500 (après J.C.).

C'est la période empirique, la conception des ponts sans les calculer. Il s'agit de construction de ponts voûte en maçonnerie par des romains avant 1500.

Période de 1500 à 1700-1800.

C'est la période de grands savants (Newton, Hooke, Galilée) ; c'est le climat des études théoriques des ponts, naissance de l'acier.

Période de 1800-1900.

Naissance de l'industrialisation, d'où début de chemins de fer et construction des 1er Ponts métalliques pour des chemins de fer.

A la fin de cette période, il y a apparition du Béton Armé (B.A).

Période de 1900-1950.

pparition des voitures, d'où des ouvrages d'arts routiers (ponts,...) ;

Apparition du béton précontraint.

Période de 1950-1975

Développement de l'autoroute, à partir de 975, à cause de la crise pétrolière qui a entraîné la crise tout court et de l'apparition des écologistes, fin de la construction des routes.

Ecologistes : les gens destinés à conserver la nature c.-à-d. qui est contre ceux qui détruisent la nature.

Les grandes lignes de l'évolution de la construction des ponts ces dernières années sont les suivantes :

Evolution du trafic en flèche : le trafic a évolué quantitativement et qualitativement et le confort aussi.

4 MUTONDO, « Cours de ponts », BTP3/INBTP 2014-2015.

Evolution des techniques des constructions : les techniques à mettre à la disposition des ingénieurs, des moyens de plus en plus sûrs du point de vue matériaux, calculs et exécutions.

I.4. Éléments constitutifs des ponts5.

Le pont est constitué de deux grandes parties qui sont : la superstructure et l'infrastructure.

I.4.1. La superstructure

La superstructure est constituée de : I.4.1.1. Le tablier

C'est la partie de l'ouvrage supportant la chaussée (ou la voie ferrée) au-dessus de la brèche à franchir. Dans les ponts à poutres, on distingue les ponts à poutres latérales et les ponts à poutres sous chaussée. Que ce soit dans l'un ou dans l'autre cas, une dalle, des entretoises et parfois des longerons, sont associés aux poutres pour former le tablier.

I.4.1.1.1. Dalle

La dalle ou hourdis sert d'élément de couverture ; c'est elle qui reçoit la couche de roulement de la chaussée et les surcharges des véhicules.

Outre celui de couverture, le rôle de la dalle est de reporter les charges permanentes et les surcharges sur les poutres, les longerons et les entretoises.

I.4.1.1.2. Entretoises

Les entretoises intermédiaires ont pour but de solidariser les poutres entre-elles ; elles reportent l'effet des charges sur les différentes poutres. Elles doivent être rigides et avoir une hauteur sensiblement identique à celle des poutres (rigidité). Elles sont à âme pleine mais le plus souvent elles sont triangulées car les efforts qui les sollicitent sont faibles et la couverture repose sur les poutres à faible écartement. Entre les entretoises d'appuis et du milieu on place les autres uniformément à une distance de 7 à 10m. Les entreprises d'appuis répartissent les réactions d'appui entre les différentes poutres et transmettent aux appareils d'appuis les efforts dus au vent.

I.4.1.1.3. Longerons

Les longerons, essentiellement utilisés dans les ponts métalliques, sont disposés parallèlement à l'axe longitudinal de l'ouvrage et relient entre elles les différentes entretoises.

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5 REUNION D'INGENIEURS ; Op. cit

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I.4.1.1.4. Les poutres principales

Il s'agit de l'organe essentiel porteur de l'ouvrage. Les poutres transmettent aux appuis les efforts des charges permanentes et des surcharges. Elles sont parallèles à l'axe longitudinal du pont.

I.4.1.1.4. Poutres latérales

Elles sont également appelées poutres de rive, poutres maitresses ou, encore, poutres principales.

Dans ce type d'ouvrage, les charges sont supportées par deux poutres parallèles à l'axe longitudinal de la chaussée et situées aux bords extrêmes du tablier.

I.4.1.1.5. Poutres sous chaussée

Pour des raisons d'esthétique, dans les agglomérations, pour dégager la visibilité ou pour réserver un gabarit au-dessus de la brèche, la hauteur de la poutre se trouve être imposée. On a alors recours aux ponts à poutres sous chaussée. Un tel type d'ouvrage comporte un certain nombre de poutres sensiblement identiques, réparties de façon uniforme sous le tablier.

I.4.1.1.6. Contreventement

Le contreventement est constitué par une poutraison croisée horizontale entre poutres latérales destiné à assurer la stabilité du tablier sous les efforts du vent.

I.4.1.1.7. La chaussée

Elle reçoit les surcharges et peut être en béton ou en d'autres matériaux. Le drainage des eaux de pluie est assuré par deux pentes opposées dirigées vers les trottoirs et par les canalisations d'évacuation des eaux à travers les trottoirs.

I.4.1.1.7.1. Profil en travers

Pour les ponts droits, ce profil normal est celui qui comprend deux pentes de sens contraire de 2 à 3 % raccordées par un arc parabolique sur une largeur de 0,5 à ,5 m de part et d'autre de l'axe. Pour les ponts courbes, il faut prévoir un devers de 2%.

I.4.1.1.7.2. Profil à long

Sa pente ne dépassera pas 4% et ne sera pas inférieure à 1% afin de permettre un écoulement normal des eaux.

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I.4.1.1.7.3. Le revêtement

Le revêtement comprend essentiellement une couche d'étanchéité et une couche de roulement.

Couche d'étanchéité en béton

Le béton étant un matériau poreux, même bien comprimé, il n'est jamais parfaitement étanche.

Pour protéger les armatures il est nécessaire de disposer d'une chape d'étanchéité sur toute la couverture en béton. L'étanchéité peut être :

? base d'asphalte coulée naturel ou synthétique utilisant des résines

synthétique ;

? Par feuilles préfabriquées revêtues d'asphalte ; ? Par moyens à haute cadence (MHC)

Couche de roulement

La couche de roulement doit, sur un ouvrage d'art comme en section courante, présenter un bon Uni (confort) et offrir des bonnes caractéristiques antidérapantes. Les couches de roulement classiques ne sont pas étanches, il faut alors étudier les dispositions constructives pour éviter la stagnation de l'eau entre la couche de roulement et l'étanchéité proprement dite (drains, pentes, ...).

I.4.1.1.8. Les trottoirs6

C'est l'espace latéral du profil en travers dûment identifié par une surélévation par rapport au niveau des voies de circulation des véhicules et dont la fonction principale est de supporter une piste piétonne.

Il est limité, côté circulation par une marche ou par un dispositif de retenue et, côté vide, par un grand corps (ou une barrière de sécurité qui assurera aussi la fonction de sécurité des piétons).

Cette position en surélévation est usuellement utilisée pour faire transiter sur l'ouvrage des canalisations de services publics ou de concessionnaires.

Le trottoir peut être utilisé moyennant certaines adaptations pour permettre une cohabitation comme support d'une piste cyclable.

6 Service d'études techniques des routes et autoroutes : « SETRA » ; Guide technique ; Août 2005 ; France Page 5

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I.4.1.1.8.1. Le revêtement

Il dépend de l'utilisation et du type de l'ouvrage. Dans le cas où le trottoir ne comporte pas d'alvéoles, on peut le consulter par le béton maigre recouverte d'asphalte (en ville) ou non revêtu (en rase campagne) ou simplement comblé du sable.

Pour les trottoirs à dalot (dallette) préfabriqué, il n'y a pas de revêtements. I.4.1.1.8.2. Les bordures des trottoirs7

Les bordures de trottoir sont généralement en béton (en site urbain, on emploie parfois des bordures en granit, plus robustes) et leurs dimensions sont normalisées. Leur hauteur varie de 20 à 30 Cm, leur poids de 0,56 à 1,65 KN/m et son parement est incliné de 1/20. La bordure est en saillie de 16 à 20m.

I.4.1.1.8.3. Les canalisations

Les compagnies de gaz, de l'eau, de l'électricité peuvent solliciter de faire franchir leur conduite et leur câble par le pont. On ménage ainsi des galeries visitables sous les trottoirs pour les recevoir. Il faut alors prévoir d'alvéoles en créant des compartiments sous la dallette car certaines canalisations ne peuvent pas être mises côte à côte telles que les conduites des gaz et les câbles électriques.

I.4.1.1.8.4. Les garde-corps

Ils ont essentiellement pour objet la protection des piétons. Ils doivent être constitués des matériaux non fragiles ; on utilise souvent l'acier doux ou les alliages légers. La hauteur minimale est égale à :

hmin = Min (1,20m ; 0,95m + 0,005H #177; 0,05m).

Avec H = la hauteur en mètre du trottoir au-dessus du sol ou de l'eau.

Jusqu'à une hauteur de 0,60m au-dessus du trottoir, les vides doivent être suffisamment réduits pour qu'on ne puisse pas y faire pénétrer un cylindre de plus de 5cm de diamètre afin d'assurer la sécurité des jeunes enfants.

Les différentes parties d'un garde-corps sont :

? La main courante ou lisse (elle est dépourvue de souillée) ;

? Une ou plusieurs sous lisses (facultatives suivant le type de garde-corps) ; ? Les montants principaux scellés dans le tablier ;

? Les barreaux ou montants secondaires (facultatifs).

7 J. Armand CALGARO: `` Projet et construction des ponts ; Presses de l'école nationale des ponts et chaussées. Paris 1999.page 220-221''.

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I.4.1.1.8.5. Canalisation d'eau

Les eaux de pluie sont évacuées hors du pont par des drains (ouvertures, orifice, tuyaux, conduite...) à travers les trottoirs (conduites à plastique, en métal, en amiante ciment).

I.4.1.1.8.6. Les corniches

La corniche a essentiellement un rôle esthétique. En plus de ce rôle elle doit également servir de lamier afin d'éviter le ruissellement de l'eau de pluie sur le parement. La corniche en béton peut être coulée en place ou préfabriquée.

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"I don't believe we shall ever have a good money again before we take the thing out of the hand of governments. We can't take it violently, out of the hands of governments, all we can do is by some sly roundabout way introduce something that they can't stop ..."   Friedrich Hayek (1899-1992) en 1984