La fonctions des ponts

LES FONCTIONS DES PONTS
Les ponts Permettent le franchissement d’un obstacle (vallée, cours
d’eau, voie routière, gorge, …)
Pour les piétons ou les vélos(1)
Pour les véhicules routiers(2)
Pour les bateaux(3)
Pour l’eau (4)
Pour les animaux (5)
Pour les trains(6)…
1-Passerelle cycles et piétons
4 - Pont aqueduc
2 - Pont routier
3 - Pont canal
5 - Pont animalier
6 - Pont ferroviaire
Conclusion : Chaque pont est adapté aux moyens de transport, aux
êtres vivants, aux marchandises qui doivent emprunter la voie de
communication.
La fonction principale d’un pont est de permettre le franchissement
d’un obstacle pour assurer la continuité d’une voie de
la voie de communication
communication.
LES SOLUTIONS TECHNIQUES DES PONTS
Depuis toujours l’Homme a eu besoin de franchir des obstacles et
il a trouvé des solutions techniques bien différentes pour construire
des ponts :
Quelques exemples de solutions techniques
triées par forme
Pont en voûte
Ponts en arc
Ponts En poutre
e
Ponts à haubans
Ponts en dalle
Ponts suspendus,
Ponts à béquilles
Croquis
COMMENT FAIRE TENIR UN TABLIER DE PONT ?
Type pont en poutre :
Tablier posé uniquement sur deux
appuis situés à chaque extrémité.
La portée est limitée à quelques
dizaines de mètres (30m à 70m).
Type pont en poutre avec appuis :
Tablier posé sur des appuis (piles)
espacés régulièrement sur toute sa
longueur.
Peut faire plusieurs kilomètres avec des
travées de 30m à 100 m.
Type pont en arc :
Tablier posé aux extrémités et soutenu
par un arc avec suspentes.
Portée de quelques dizaines de mètres,
jusqu’à 150 m.
Type pont suspendu :
Tablier porté par des câbles situés
au dessus et posé sur des piles.
Ancrage du câble principal aux
deux extrémités du pont.
Travée possible de plusieurs
centaines de mètres.
Type pont à haubans :
Tablier porté par des câbles et posé
sur des piles.
Les câbles sont indépendants les uns
des autres.
Portée possible de plusieurs centaines
de mètres.
LES CARACTERISTIQUES TECHNIQUES
DES PONTS
Chaque pont, en plus d’avoir une fonction particulière (routier,
ferroviaire, aqueduc, piétonnier, …), possède ses propres
caractéristiques techniques :
De nombre de piles (1)
De longueur entre les piles, la portée (2)
De nombre de travées, ici il y en a 3.
De longueur totale (3)
D’épaisseur de largeur et de type de matériau du tablier (4)
De type de solution technique, ici à haubans (5)
De hauteur de pylône (6)
De hauteur libre sous le tablier, le tirant d’air (7)
De stabilité des culées (8)
LES MATERIAUX DE CONSTRUCTION DES PONTS
Les ponts en arc et les matériaux
En fer
En béton armé
En pierre
En bois
Les ponts en poutre et les matériaux
En bois
Acier et béton
En béton armé
En pierre
En béton précontraint
En fer et pierre
Les ponts à béquilles et les matériaux
En bois
En béton armé
En béton armé et acier
En béton précontraint
Les ponts suspendus ou à haubans et les matériaux
En bois et lianes
En fil de fer, pierre et bois
En acier et béton
En acier et béton
Conclusion : Le choix des matériaux est déterminant dans la construction d’un
pont : bois, pierre, fer, acier, béton armé et béton précontraint sont les matériaux
utilisés jusqu’à aujourd’hui.
LES MATERIAUX DE CONSTRUCTION DES PONTS
Les ponts en bois du plus
simple arbre aux plus
complexes, en poutre,
à
béquilles
en
arc
ou
suspendus.
Les ponts en pierre, en dalle
et en voûte ou arche.
Les
ponts
métalliques,
suspendus, en arc, en treillis.
Les ponts en béton armé ou en
béton précontraint, en arc, en
poutre à voussoir, en dalle.
Conclusion : Il est possible de dater les ponts en les observant, Les ponts ont
été réalisés d’abord en bois, puis en pierre, puis en fer et en acier au 19 ème
siècle et depuis le 20ème siècle en béton armé puis en béton précontraint.
LES MATERIAUX DES TABLIERS DES PONTS
Les tabliers des ponts sont réalisés avec différents matériaux :
12345-
le bois, pour des passerelles ou des ponts à déplacements doux.
la pierre.
le fer ou l’acier
le béton armé ou le béton précontraint
mixte avec de l’acier et du béton (pont de Rion Antirion en Grèce).
1
2
3
4
5
Conclusion : le choix des matériaux d’un tablier de pont dépend
en grande partie des contraintes de l’obstacle à franchir.
L’EVOLUTION DES PONTS
Préhistoire arbre abattu (1),
1
2
3
4
5
6
Antiquité ponts en bois(2) et en lianes(3),
quelquefois en dalle de pierre (4).
An 0, Pont de Rimini (5) Italie, en pierre.
Pont Gaulois en bois (6).
1779, Premier pont métallique à
Coalbrookdale en Grande Bretagne.
1825, Pont de Tournon, premier grand pont
suspendu de France sur le Rhône, câbles
torsadés en fil de fer.
1884, Pont de Garabit, en arc, longueur de
564 m, portée principale de 165 m, en fer,
France.
1900, Pont Camille De Hogues, en arc,
premier grand pont français en béton armé,
longueur 144m, travée principale de 50m.
1949, Pont en poutre d’Esbly en Seine et
Marne (7), béton précontraint, portée
principale de 74 m.
7
1966-Pont en poutre de l’île d’Oléron (8),
béton précontraint. Longueur 2862 m.
8
9
10
1995, Pont de Normandie (9), à haubans,
portée principale 856 m, longueur totale
2141m.
2004, Pont de Millau (10), à haubans,
longueur totale 2460m, hauteur 343m,
travées de 204m.
Conclusion : l’évolution des performances de franchissement des ponts est
directement liée à la progression de nos besoins en voies de communication.
LES RECORDS ET LES PONTS
Le plus vieux des grands ponts :
Pont aqueduc du Gard, en France, du 1er siècle,
longueur 275m, hauteur 48m.
Le plus vieux des suspendus :
Pont à chaînes de Conwy, Pays de Galles, en
service en 1820, tablier en fonte, portée de 100m.
Le plus long au monde :
Pont de Pontchartrain aux USA, 38.4 km de long,
tablier en béton précontraint.
Le plus haut au monde :
Viaduc de Millau en France, en service en 2004,
343 m au sommet du pylône, 270 m au niveau du
tablier en acier.
La plus longue travée au monde :
Pont suspendu d’Akashi au Japon, 1991 m, en
service en 1998, tablier en treillis acier.
La plus longue travée de pont à haubans :
Pont de Sutong en Chine, 1088m, en service en
2008, tablier en acier.
LES PERSONNAGES HISTORIQUES ET LES PONTS
Louis Vicat
1786 – 1861 Inventeur du ciment artificiel, les
inventions de M. Vicat eurent un tel impact national
qu'il lui fut voté une rente viagère de 6000Fr.
Marc Seguin 1786 – 1875 met en place le premier
grand pont suspendu léger construit en Europe
continentale à Tournon.
Marc Seguin
Gustave Eiffel
Pont de Tournon
(1825)
Viaduc de Garabit
(1884)
Gustave Eiffel 1832 – 1923, Ingénieur chimiste
français, dirige la construction du premier pont
ferroviaire métallique en 1858.
François Hennebique 1841-1921, ingénieur français
considéré comme l’un des inventeurs du béton armé.
François
Hennebique
Pont Camille de
Hogues (1900)
Eugène Freyssinet 1879- 1962, est l’inventeur du
béton précontraint. Premier pont en béton
précontraint en Allemagne à Oelde en 1938.
Eugène
Freyssinet
Michel
Virlogeux
Pont de Oelde
(1938)
Pont de Normandie
(1995)
Michel Virlogeux est né en 1946, ingénieur en chef
des ponts et chaussées, il est présent dans la
conception de tous les grands ouvrages de la
planète : Osaka, Millau, Normandie, Ré, Vasco de
Gama, une centaine de ponts à son actif.
LE PRINCIPE DE CONSTRUCTION D’UNE VOUTE
L’évolution du pont Romain au pont du XVIème siècle
Pont du Gard : 1er siècle, portée de 24 m, forme arc plein cintre.
Dessin de Pont Romain
Pont Valentré à Cahors : année 1360, portées de 17 m, forme arc
brisé.
Pont du Rialto à Venise : 1590, portée de 30 m, forme arc
surbaissé.
La description
La construction d’un arc à l’aide
d’une forme en bois appelée cintre.
La forme de la voûte a évolué au cours des siècles en passant du demi cercle à
un arc, la construction fait appelle à une forme en bois, le rôle des culées est
très important car elles maintiennent l’ouvrage.
LE CLASSEMENT DES MATERIAUX
On peut classer les matériaux suivant leurs propriétés, par exemple : différence de dureté,
d’oxydabilité, de propriété thermique ou acoustique entre le verre, le fer, le bois.
Pour les classer nous devons réaliser des essais équivalents entre chacun d’eux.
Que voulons-nous tester ?
La différence de déformation entre plusieurs matériaux.
Comment avons-nous testé ?
Qu’est ce qu’un protocole d’essais ?
C’est l’énoncé des conditions de déroulement d’un essai.
Les résultats :
Matériau Mesure de la
déformation
en mm
Bois
A
acier
B
Aluminium
C
plastique
D
Conclusion :
Les essais démontrent que parmi les 4 matériaux testés, l’acier est celui qui est le moins
déformable.
Les déformations d’un pont
La principale déformation à limiter sur un pont est celle du tablier sous
l’effet du poids de l’édifice.
Cette déformation s’appelle la
flèche
La flèche du tablier est fonction :
De la longueur du tablier
De la nature des matériaux utilisés
De la forme des matériaux (profilés) utilisés
Pour limiter cette déformation, on utilise :
1- des techniques différentes :
Un ou plusieurs piliers porteurs (sous le tablier) lorsque ceci est
possible,
Un système de haubanages,
Ou un procédé de suspension du tablier.
2- des matériaux adaptés :
De nos jours, on utilise principalement, l’acier, le béton armé et le
béton précontraint.
3- des formes adaptées
Lors de l’utilisation d’une poutre, sa forme est primordiale (hauteur
supérieure à la largeur)
Poutre en treillis
(acier)
Poutre béton armé
ou métallique
FRISE CHRONOLOGIQUE DES PONTS
Les ponts en pierre ont évolué constamment de la préhistoire jusque dans les
années 1900. Les voûtes se sont peu à peu élargies.
Au 19ème siècle, l’industrialisation permet de concevoir des ponts
métalliques, en particulier les ponts suspendus, les ponts en arc et en treillis.
Au 20ème siècle la découverte du béton puis du béton armé et enfin du béton
précontraint met ce matériau au premier plan des matériaux de construction
des ponts.
Au 21ème siècle les ouvrages gigantesques associent le béton et l’acier, les
ponts à haubans sont désormais incontournables.
Ponts à haubans
Ponts en béton
Ponts suspendus
Ponts métalliques
Ponts en pierre en arc
UN PROJET DE PONT
1 - Etudes préalables :
- Topographique par relevé des altitudes
-Géologique par prélèvement d’échantillons
(carottes) et analyses en laboratoire.
Choix sur concours
2 - Projet :
Suite à l'appel d'offre, le choix du
-Simulation de l’intégration
projet se fait par concours entre
dans le paysage (a)
plusieurs constructeurs de ponts.
-Choix du type d’ouvrage sur
concours
-Tests en soufflerie (c)
-Détermination des
contraintes
-Réalisation des plans (d)
-Détermination des quantités
de matériaux
-Calcul du coût de l’ouvrage
3 - Travaux :
Ils peuvent durer plusieurs années, des
fondations jusqu’aux finitions.
4 - Contrôles :
-De charge avant la mise en service (a)
-Des réactions aux vents (b)
-Des réactions aux vibrations sismiques (c)
-De la température
-De la dilatation
Les contrôles continuent tout au long de
l’exploitation de l’ouvrage
5 – Exploitation :
L'état reste propriétaire de l'ouvrage mais la concession
du pont est cédée pendant une durée déterminée durant
laquelle le concessionnaire (souvent celui qui réalise
l'ouvrage) perçoit les revenus du péage et assure
l'entretien du pont.
Le maître d’ouvrage : client
Le maître d’œuvre: architecte
- Proposition d'un projet
- Réalisation des plans
Les entreprises
Elles réalisent les travaux qui peuvent
durer plusieurs années, des fondations
jusqu'aux finitions
Lance l'appel d'offre en fonction de
ses besoins et finance la construction
de l'ouvrage
Les bureaux d’études
- Topographique par relevé des altitudes
- Géologique par prélèvement d’échantillons
(carottes) et analyses en laboratoire.
- Sismographie
- Simulation de l’intégration dans le
paysage
- Tests en soufflerie
- Détermination des contraintes
Pont
Les bureaux de contrôles
Ils vérifient que les réglementations ont bien été
respectées lors de la construction