On ne construit pas ce que l`on veut, il y a des

On ne construit pas ce que l’on veut, il y a des
contraintes qui s’imposent !
L’essentiel
Fonction principale d’un pont : enjamber un espace vide (une vallée, un ravin) ou franchir un obstacle (cours d’eau, bras de mer, route, voie ferrée). Pour réaliser cette fonction, différentes solutions techniques sont possibles, le choix d’une solution dépend de différentes contraintes. Le choix d’une solution plutôt qu’une autre se fait en fonction de plusieurs critères, pour satisfaire un maximum de contraintes. Contrainte : type d’obstacle à franchir, dimensions de l’ouvrage, charge à supporter
Selon le type d’obstacle à franchir, les choix de l’architecte seront différents : la hauteur du tablier, sa longueur influent directement sur le type de pont à construire et sur le choix du matériau. Le nombre de piles possibles, la charge que le pont aura à supporter sont autant de contraintes dont l’architecte doit absolument tenir compte. Exemple : les ponts en arche ne sont possibles que si la longueur de pont est inférieure à 30 mètres. Nous avons vu, dans le précédent centre d’intérêt, que les matériaux de construction ne répondent pas de la même façon aux sollicitations auxquelles ils sont soumis. Pour effectuer un choix, il faut donc tenir compte de leurs propriétés mécaniques (résistance à la traction, à la compression, à la flexion, élasticité et fragilité du matériau) mais aussi d’autres propriétés comme la résistance à la corrosion, la masse volumique et la résistance à l’érosion.
Contrainte : matériaux disponibles à l’époque de sa construction. Les premiers ponts étaient en bois, ensuite des ponts furent construits en pierres, puis vint l’ère des ponts métalliques et enfin, celle des ponts en béton. Le pont de Coallbrookdale (Iron Bridge) en Angleterre, est le premier pont métallique jamais construit. Il a été réalisé avec le métal produit dans l’usine voisine. Le charbon local est très pur et permet de produire un fer solide qui permet de construire des ponts. L’acier, mis au point vers 1867 va permettre d’accroître les performances des ponts. Il a également rendu possible la réalisation de câbles et de ponts suspendus. L’un des ingénieurs français de cette époque est Gustave Eiffel Il a réalisé le Viaduc de Garabit en fonte et en acier. Iron Bridge Contrainte : développement des moyens techniques et des matériaux L’utilisation du béton, puis du béton armé et enfin de béton précontraint, mis au point en 1928 va faire évoluer les possibilités de construction. Le viaduc de Millau, a été réalisé grâce à des techniques de construction très modernes : coffrage auto grimpant, mesures par satellite, utilisation d’une grue pilotée grâce à une caméra … On fabrique le béton armé en coulant du béton dans des armatures métalliques. Il peut être moulé dans des formes très variées. Dans le béton précontraint, l’acier est mis en tension afin qu’il presse le béton autour de lui.
Le viaduc de Millau
Contrainte : contexte social et économique L’évolution du contexte social (des besoins et des modes de vie) et du contexte économique (niveau de vie) a favorisé la conception et la réalisation de constructions nouvelles et différentes. Exemples : en 1779 la révolution industrielle transforme l’Angleterre mais la barrière naturelle que constitue le fleuve Severn (profond et rapide) empêche la vallée d’en profiter car le bac ne pouvait faire face à l’augmentation du trafic des hommes et de la marchandise. Le pont de Coallbrookdale (Iron Bridge) a été construit pour permettre un acheminement plus facile de la matière première nécessaire à la fabrication de la fonte et des produits fabriqués par l'usine de cette ville. Le viaduc de Millau a été construit pour permettre la continuation de l’autoroute A75 (afin d’éviter les bouchons dans la vallée de Millau). La décision de ne pas isoler la ville de Millau a eu une influence directe sur la longueur du pont et sur sa hauteur. Grace au pont de Normandie, on peut relier la ville de Honfleur à celle du Havre en 15 minutes alors qu’avant il fallait 45 minutes. Photo : le pont de Normandie
Contrainte : contexte géographique Il est essentiel de tenir compte de la zone géographique dans laquelle l’ouvrage va être implanté. En effet, certains ouvrages auront à résister à des vents plus ou moins violents comme de viaduc de Garabit ou le pont du Forth en Ecosse, d’autres seront situés dans une zone facilement frappée de tremblements de terre, comme le pont du Golden Gate à San Francisco … Ces contraintes doivent être prises en compte dès la conception de l’ouvrage. Photo : Le viaduc de Garabit
Centre d’intérêt N°3 :
On ne construit pas ce que l’on veut, il y a des contraintes qui s’imposent ! Page 5 Contraintes esthétiques et intégration de l’ouvrage dans l’environnement Un style est l’ensemble des caractères esthétiques d’un objet technique. Le style architectural d’une construction désigne son aspect, en référence à des principes architecturaux et, le plus souvent, à une époque. Le pont Neuf (construit entre 1578 et 1607) est le premier pont de Paris construit en pierres et non en bois. Il est Pont neuf de style Renaissance Pont au change de style Gothique (pont habité) de style Renaissance : recherche de la L’architecte a souhaité rompre avec le style gothique qui se caractérisait par un style assez chargé symétrie, proportions harmonieuses. avec des chaussées étroites, des arcs brisés et des ponts qui sont souvent habités. Contrainte : outils, machines et moyens techniques disponibles lors de la construction.
L’évolution des constructions, comme de tout objet technique en général, est liée à l’évolution des machines et des outils. Un outil est un instrument utilisé pour exercer une action sur de la matière.Exemple : une pelle, un marteau ou une pioche. Une machine est un objet mécanique qui utilise une source d'énergie pour effectuer une tâche particulière. Exemple : une grue. Évolution des moyens de levage : Levier : probablement le premier système utilisé par l’homme. Grue à cage d’écureuil Potence à poulie Grue portuaire Ancêtre de la grue, elle Utilisée aux environs Chèvre à poulie du XVème siècle, elle permet de soulever 1 A partir de 1800 les grues sont construites Employée depuis l’antiquité, peut soulever environ tonne avec 2 hommes à en métal et actionnées par la force de la elle permet de soulever une vapeur puis par la force hydraulique (de l’intérieur. 200 Kg. charge d’environ 4O Kg. l’eau puis de l’huile). Les premiers ponts en bois avaient une longueur qui était limitée par la taille du tronc et avaient une durée de Les grues à tour vie assez courte. Lors de la construction du pont du Gard, les Romains remplacèrent les poutres en bois, par des apparaissent au début du blocs de pierre. Ce procédé permit d’atteindre une portée de 50 mètres environ. Pour soulever les pierres, ils XXème siècle. utilisèrent des grues cage à écureuil actionnées par des hommes qui marchaient à l’intérieur de la cage. Vers 1883, lors de la réalisation du viaduc de Garabit, Gustave Eiffel ne fabriqua aucune pièce de plus de 3 tonnes : c’était la limite de ce que pouvait soulever une grue de l’époque. Dès la fin du 18ème siècle, les éléments des ponts métalliques seront tout d’abord assemblés par rivets. Assemblage par rivets Les procédés de soudage des métaux connaîtront leur essor industriel vers 1920 et l’assemblage par rivets sera remplacé par Assemblage par soudage le soudage.
En 1997, une grue mobile ayant participé à la construction du Stade de France avait une capacité de levage de 1200 tonnes. Les contraintes sont les règles, les obligations et les limites que le concepteur d’un objet technique doit satisfaire pour répondre à un besoin. Les solutions techniques retenues doivent tenir compte des contraintes. L’ensemble de ces contraintes sont regroupées dans un document que l’on appelle cahier des charges. ‐ Centre d’intérêt N°3 :
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