As­sai­nis­se­ment des ponts au­to­rou­tiers sur la Pau­dèze: une ré­flexion glo­bale

L’assainissement d’un ouvrage d’art repose bien entendu sur des considérations techniques. Pourtant, lorsqu’il est situé dans un paysage tel que Lavaux, les questions patrimoniales se doivent d’être intégrées aux réflexions. Dans le cas des ponts autoroutiers sur la Paudèze, des béquilles en béton fibré à ultra-haute performance (BFUP) ont permis de renforcer le tablier sans altérer leur image élancée.

Situés sur les communes vaudoises de Pully et Belmont, à l’est de Lausanne, ces deux ponts permettent à l’autoroute A9 de franchir la Paudèze. Le mauvais état de ces ouvrages en béton précontraint construits en encorbellement dans les années 1970 a nécessité de les ren­forcer, de corriger leur géométrie et de les remettre en état. Leur taille, les dégradations observées ainsi que les contraintes liées au maintien du trafic routier ont imposé le développement de techniques de construction particulières. De plus, leur valeur patrimoniale a impliqué d’appréhender ce projet comme une modernisation d’ouvrage.

Fléchissement des tabliers

Ces deux ponts indépendants ont une longueur totale de plus de 400 m. Rectilignes sans être parallèles, ils s’écartent du côté est pour s’aligner avec les portails des tunnels de Belmont. Ils sont différenciés avec un pont Montagne au nord-est et un pont Lac au sud-ouest.

Chaque pont comporte cinq travées d’une portée maximale de 104 m. Leur tablier consiste en un caisson en béton d’une hauteur variable. Ces dernières sont constituées de deux lames en béton. Les piles 04 et 104 sont les points fixes du pont ; les autres sont en tête avec des articulations en béton. Aux culées, des appuis glissants supportent le tablier et les mouvements sont compensés par des joints de chaussée.

Après la mise en service, des observations ont montré que le tablier fléchissait et que les déplacements verticaux étaient en augmentation. Ces flèches ont été instrumentées à mi-travée du pont Montagne, à partir de 1988. Presque linéaire, l’augmentation de la flèche au milieu de la travée 1 a atteint 46 mm entre 1989 et 2010, année durant laquelle des câbles de précontrainte additionnelle ont été mis en place à l’intérieur du caisson pour compenser ces déformations.

Technique, paysage et patrimoine

Un projet de remise en état de ponts est une tâche de conception qui nécessite une réflexion globale, intégrant non seulement les aspects techniques et fonctionnels, mais aussi les aspects d’image, de territoire et de patrimoine. Le concept développé par le bureau d’ingénieurs INGPHI consistait à les renforcer sans modifier leur image d’ouvrages en béton construits en encorbellement, tout en la modernisant au moyen d’un renforcement du tablier à l’aide de béquilles inclinées en BFUP et en disposant les autres renforcements à l’intérieur des caissons. 

Ces béquilles réduisent le moment négatif dans la dalle et permettent de conserver l’armature supérieure existante. Elles sont arrangées selon une disposition en treillis de type Warren, ce qui permet de répartir les efforts dans l’âme du caisson et également de rigidifier la section du tablier ainsi que d’augmenter sa résistance à la torsion. Ces béquilles ouvrent également un nouveau champ d’application du BFUP dans le domaine de l’assainissement des ­ouvrages d’art.

Béquilles en BFUP: genèse du projet

 

espazium: Monsieur Menétrey, quels sont les avantages de ces béquilles en BFUP?
Philippe Menétrey: Le projet a nécessité 816 béquilles, qui, réparties en cinq types seulement, ont facilité leur préfabrication en usine. Grâce à l’utilisation du BFUP, leurs dimensions sont réduites à une section rectangulaire de 300 × 110 mm afin de limiter leur poids à 200 kg – assez légères pour être manipulées sur le chantier avec de petits engins de levage.

 

D’où l’idée de travailler avec elles vous est-elle venue?
Les premières réflexions sur le renforcement d’un tablier de pont à l’aide de béquilles ont débuté dans les années 2000 lors du projet d’élargissement du viaduc de Felsenau. Nous avions alors mené des essais de connexions avec le Pr Eugen Brühwiler, de l’EPFL. Ce projet s’étant interrompu, nous en avons repris le développement pour les ponts sur la Paudèze, en y intégrant cette fois les connaissances acquises au sujet du BFUP. Leur forme et leur connexion avec la dalle et le caisson ont été travaillées afin d’offrir une image unitaire et monolithique du caisson mais également de permettre une introduction continue des efforts dans les âmes.

 

Comment sont-elles connectées au pont?
L’accroche des béquilles sur l’âme est réalisée au moyen d’une longrine en BFUP coulée en place. Continue, elle permet d’introduire les efforts par compression et frottement, ce qui a été démontré par plusieurs essais en laboratoire. Cette liaison sans percement des âmes limite les risques d’endommagement des câbles de précontrainte utilisés lors de la construction en encorbellement. Seule une engravure est réalisée par hydrodémolition. La forme des béquilles et leur connexion avec la dalle et le caisson est travaillée afin d’offrir une image unitaire et monolithique du caisson mais également de permettre une introduction continue des efforts dans les âmes.

 

Philippe Menétrey est directeur associé du bureau d’ingénieurs INGPHI Concepteurs d’ouvrages d’art

 

Textes tirés du livre L’art des ingénieurs suisses 2019/2020 paru chez espazium – Les éditions pour la culture du bâti.

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