La du­ra­bi­lité in­té­grée des ponts: en­jeux, dé­fis et pers­pec­tives

Le réseau helvétique est jalonné de 30000 à 40000 ponts¹! Ce nombre particulièrement élevé témoigne de la complexité du relief, mais aussi de l’importance stratégique accordée aux infrastructures de transport. Ces ponts sont sollicités par des charges élevées et sont exposés aux intempéries. En conséquence toutes sortes de réactions chimiques de dégradation se créent avec l’eau de ruissellement et les sels de déverglaçage: les joints des maçonneries se dissolvent, l’acier rouille et le béton se fissure. 

Le défi est donc de maintenir, de surveiller, de remettre en état et de reconstruire ces ponts pour qu’ils puissent être exploités en toute sécurité et garantir l’accessibilité à l’ensemble du territoire. Il est de taille car en considérant une durée d’exploitation² théorique d’un pont de l’ordre de 80 ans et en faisant l’hypothèse d’une reconstruction répartie uniformément dans le temps, il faudrait chaque année reconstruire entre 375 et 500 ponts (30000 à 40000/80 ans). Le défi prend une dimension encore plus cruciale lorsqu’on considère «l’âge» de nos ponts, ou plus précisément la durée moyenne effective d’exploitation des ouvrages, car elle est déjà de 85 ans³ pour les ponts CFF et supérieure à 50 ans⁴ pour les ponts autoroutiers. 

Durabilité intégrée, notion élargie

Dans la tradition francophone de l’ingénierie, la «durabilité» est historiquement liée à la performance structurelle des ouvrages dans la durée. Elle désigne la capacité d’un pont à résister aux charges et aux dégradations dans le temps.

En revanche, la notion anglo-saxonne de sustainability, notamment lorsqu’elle s’applique aux ponts (bridge sustainability), s’inscrit pleinement dans le champ du sustainable development tel qu’il a été défini dès les années 1980, notamment par le rapport Brundtland^[2]. Elle inclut non seulement la durabilité structurelle dans le temps, mais également l’impact environnemental, les coûts sur l’ensemble du cycle de vie, l’intégration territoriale et l’exploitation. Autrement dit, la sustainability ne se limite pas à une problématique technique, mais englobe des dimensions économiques, sociales et écologiques à chaque étape du cycle de vie: conception, construction, exploitation, maintenance et déconstruction.

Dans un monde confronté à l’épuisement des ressources, au dérèglement climatique et à la nécessité de repenser les mobilités, la durabilité des ponts doit certes être abordée au niveau des performances structurelles mais également de l’empreinte carbone et des besoins sociaux et territoriaux, selon les principes du développement durable. Pour engager une transition vers un génie civil aligné avec ces objectifs, il devient crucial de dépasser l’ambiguïté linguistique et culturelle entre durabilité et sustainability. Il ne s’agit plus seulement de faire durer les ponts, mais de les inscrire dans un avenir durable. Dans cette perspective, le terme durabilité intégrée devrait être utilisé, au sens large de sustainability:

Durabilité + Développement durable = Sustainability  (dénommée en français: durabilité intégrée)

La durabilité intégrée d’un pont désigne ainsi sa capacité à maintenir ses performances fonctionnelles, structurelles et esthétiques dans le temps, tout en suivant les préceptes du développement durable, soit en minimisant ses impacts environnementaux, économiques et sociaux. 

Durabilité et durée d’exploitation

La durée d’exploitation d’un pont est essentielle pour la gestion des infrastructures. Au niveau des exigences, la durée d’exploitation prévue d’un pont est de l’ordre de 80 ans⁵. Toutefois, en pratique, il n’y a pas de statistiques sur la durée d’exploitation effective des ponts. Notre ouvrage décrivant 64 ponts sur le Rhône et ses affluents^[21] illustre bien cette variabilité puisque le pont le plus ancien en service est un pont achevé à Saint-Maurice en 1491, avec une durée d’exploitation supérieure à 500 ans. À l’inverse, les ponts sur le Rhône à Collonges ont une durée d’exploitation moyenne de 24 ans, puisque cinq ponts ont été construits au même emplacement sur une période de 120 ans.

La durée d’exploitation résiduelle est la durée d’exploitation considérée lors de la conception du pont de laquelle est déduite la durée d’exploitation effective. Pour les ouvrages existants qui ont été remis en état, transformés ou modernisés, la durée d’exploitation résiduelle est à adapter après chaque intervention. En effet, pour les ouvrages caractérisés avec des dégâts ou des défauts, la durée d’exploitation résiduelle peut être modifiée, à la hausse ou à la baisse.

Durabilité lors de la conception de ponts 

La conception d’un pont devrait être basée sur des réflexions conceptuelles comme décrit dans la future directive 12001 de l’OFROU^[25], soit l’établissement d’un concept, un énoncé ou une esquisse qui définit le projet de manière intrinsèque. Dans la même approche, la notion de concept se décline en plusieurs thématiques spécifiques comme proposé par Kostas Terzidis^[3]. Pour les ouvrages d’art, les lignes conceptuelles thématiques sont la robustesse, l’utilisation, la durabilité, le développement durable et l’intégration territoriale. Ainsi, la conception des ponts doit considérer au niveau de la durabilité intégrée, soit les aspects structurels, fonctionnels et esthétique ainsi que les préceptes de développement durable, soit les empreintes environnementales et les aspects sociaux associés (bruit, esthétique, nuisance à l’exploitation) ainsi que les opérations de remise en état et de déconstruction des ouvrages.

Durabilité structurelle, fonctionnelle et esthétique

La durabilité structurelle, fonctionnelle et esthétique est abordée lors de la conception en choisissant une forme statique efficace, des matériaux adaptés à l’environnement local (résistance à la corrosion, faible entretien) tout en soignant les détails constructifs (protection contre l’eau, l’humidité, le gel, etc.), pour supporter les différentes sollicitations dans le temps. Dans ce sens, et comme le rappelait Christian Menn^[4], un maître de la conception des ponts: «la sécurité structurale, l’aptitude au service et la durabilité sont à intégrer dans le concept d’un pont sans aucun compromis».

Construire un pont, c’est établir un lien qui perdurera pendant des générations – une démarche qui exige une vision à long terme. Dans cette optique, les enseignements tirés de l’observation des ouvrages existants sont particulièrement précieux. Il en ressort d’ailleurs que la durabilité à long terme des ponts peut être renforcée lors de la conception en suivant les lignes directrices suivantes:

- limitation des joints, appareils d’appuis et pièces d’usure;

- évacuation des eaux de surface pour éviter leur accumulation sur les structures en béton; 

- suppression des évidements inaccessibles;

- suppression des capotages et des décorations. 

Intégration des préceptes du développement durable

Les préceptes du développement durable sont traités dans la conception des ponts selon les axes suivants:

- intégration des critères de gestion des matériaux de construction au niveau des énergies primaires (renouvelable, non renouvelable, énergie grise), des émissions de gaz à effet de serre et de la teneur en carbone biogène. Ainsi, lors de la conception, l’empreinte des variantes développées est comparée en établissant des écobilans selon les directives OFROU 8B001^[22] et 8B002^[23]. 

- prise en compte de l’environnement dans les réflexions conceptuelles pour que le paysage et le pont soient modelés pour former un ensemble, tout en limitant l’impact visuel et en suivant notamment la recommandation de l’OFEV^[14]. 

- réalisation de lieux inclusifs afin de forger les identités, de favoriser le bien-être des individus et de créer des valeurs communes en apportant une contribution déterminante à la conservation et au développement durable de l’espace de vie selon les objectifs fixés par la Confédération d’une culture du bâti de qualité^[15].

- protection de l’environnement en limitant les emprises provisoires et définitives, notamment dans les aires forestières et sur les surfaces d’assolement (SDA), ainsi que tous les impacts sur les milieux aquatiques et faune/flore, minimiser l’empreinte carbone et la pollution des terres, de l’air et de l’eau.

- prise en compte des bénéfices sociaux apportés par les ouvrages comme les accès, la mobilité douce et la sécurité des usagers lors de l’exploitation et lors des travaux d’entretien en considérant les aspects liés au bruit, à l’esthétique et à l’intégration dans le site.

Durabilité liée aux contrôles qualité lors de la construction

Le choix des matériaux constituant un pont repose à la fois sur les exigences spécifiques du projet – telles que les sollicitations, la durabilité et l’aspect esthétique – et sur la faisabilité de leur mise en œuvre en fonction des conditions locales. De cette façon, les contrôles qualité durant la construction d’un pont permettent de garantir la durabilité. Ils sont synthétisés dans le programme de contrôles qualité décrivant les exigences et les mesures pour vérifier l’exécution conforme aux prescriptions des éléments constituant l’ouvrage.

Durabilité lors de l’exploitation liée à la maintenance, à l’entretien et à la surveillance

La durabilité des ponts durant l’exploitation est garantie et décrite dans un plan de surveillance et d’entretien. Ce plan traite des spécificités propres à l’ouvrage, c’est-à-dire les parties d’ouvrages qui nécessitent une attention particulière dans le cadre d’opérations de maintenance et de surveillance.

Les inspections des ponts sont une des tâches d’opérations de maintenance; elles consistent à réaliser des visites techniques des ouvrages par des spécialistes, de manière régulière et de manière spécifique. C’est d’ailleurs lors d’une inspection spécifique des viaducs de Riddes^[17] que des dégâts importants ont été découverts (Ill. 1-3).

Parmi les tâches essentielles liées à la durabilité des ponts figure l’entretien, aussi dénommé la maintenance régulière, pour garantir leur bon fonctionnement. Celle-ci inclut notamment l’entretien des équipements tels que les revêtements de chaussée, les dispositifs d’évacuation des eaux et les systèmes de retenue contre les chocs. De plus en plus fréquentes en période estivale, ces opérations sont aujourd’hui bien visibles sur le réseau autoroutier.

La surveillance par monitoring est une tâche qui prend de l’importance car elle permet d’assurer la durabilité de certains ouvrages sensibles et de suivre un comportement particulier en fixant des valeurs limites. Pour les ponts, les mesures de nivellement du tablier sont d’ailleurs particulièrement utiles.

La surveillance par monitoring a été appliquée à l’exploitation de la passerelle en bois sur la Venoge construite en 2004 (Ill. 6). En effet, en 2020, le pourrissement des poutres principales en bois a été constaté, la passerelle a été classifiée en état alarmant. Elle a été suivie par un monitoring de la flèche du tablier, qui a permis de prolonger son utilisation de quelques mois, jusqu’à ce que la valeur seuil soit atteinte. La déconstruction de la passerelle a eu lieu en 2022, elle a été remplacée par une passerelle en CFUP^[20]. La durée d’exploitation de 18 ans de cette passerelle en bois est particulièrement faible, ce n’est hélas pas un cas isolé⁶ , illustrant la problématique de l’utilisation du bois dans la construction des ponts et même des passerelles.

Leçon de Gênes

L’effondrement du viaduc du Polcevera à Gênes (Ill. 9) – conçu par Riccardo Morandi et décrit notamment par Lukas Ingold et Tobias Erb^[11] ainsi que par Peter Seitz^[12] – illustre tant la complexité que la sensibilité de certains ouvrages. Le pont a été mis en service en 1967 et il s’est effondré en 2018. Deux travées sont tombées brutalement, après une durée d’exploitation de 51 ans. Cet effondrement dramatique résulte d’un ensemble de facteurs combinant défaillances structurelles, défauts de conception et insuffisances des opérations de maintenance, notamment liées à la corrosion des haubans. Cet événement a été hélas un apprentissage par la catastrophe: il a agi comme un catalyseur, suscitant une prise de conscience accrue de l’importance des opérations de maintenance et d’entretien pour assurer la sécurité de nos ponts.

Durabilité vis-à-vis de la remise en état, de la déconstruction 
et de la reconstruction

L’amélioration du cycle de vie d’un ouvrage est l’un des enjeux fondamentaux au niveau de la durabilité intégrée. Elle consiste à intervenir sur des ouvrages existants pour effectuer des remises en état, des transformations et des modernisations. La structure existante est ainsi à considérer comme une ressource et même une valeur! Dans le cas d’une remise en état, il ne s’agit pas seulement de réparer les équipements ou les zones endommagées, mais surtout de supprimer les causes des défauts. Pour les ouvrages devant subir une modernisation ou une transformation, ou pour de nouvelles utilisations, c’est l’ensemble de l’ouvrage qui doit être intégré dans le processus de conception. 

La remise en état des ouvrages existants représente un véritable défi pour les ingénieurs: elle implique d’intervenir sur des structures anciennes, souvent dégradées, mal documentées, et nécessitant des transformations et des modernisations. La remise en état du Grand-Pont à Lausanne est un bel exemple de remise en état en considérant la valeur patrimoniale. La dalle construite en 1934 été démolie et une nouvelle dalle en béton précontraint a été construite au-dessus des maçonneries de 1844^[19] (Ill. 8). Cette nouvelle dalle sert comme dalle de roulement mais également comme protection des anciennes maçonneries contre les infiltrations d’eau. 

La notion d’économie circulaire intègre le projet, dans le sens que les déchets et dérivés sont réinsérés dans la chaîne de production plutôt que rejetés, créant un cycle d’utilisation et de réutilisation. Dans ce sens, pour le Grand-Pont^[19], les garde-corps de 1891 ont été démontés, restaurés et renforcés pour être réutilisés sur la nouvelle dalle.

Les récents développements réalisés dans le domaine des CFUP^[5],[7] offrent de nouvelles possibilités dans la remise en état des ouvrages. Ainsi, les viaducs de Chillon, conçus par Jean-Claude Piguet^[1] et construits entre 1966 et 1969, renforcés une première fois en 1996^[8] ont été à nouveau renforcés avec une couche de CFUP en 2013^[9] (Ill. P. 4-5). 

Quelques années plus tard, ce sont les ponts sur la Paudèze,^[13] construits en 1970 et également conçus par Jean-Claude Piguet, qui ont été renforcés et élargis. Grâce à l’analyse numérique non linéaire des ponts existants et des essais en laboratoire, les ponts ont été renforcés et élargis avec des béquilles en CFUP disposées comme une dentelle sous le tablier^[18] (Ill. 7) 

Pour terminer, la notion de durabilité intégrée s’étend jusqu’à la fin de vie du pont et prenant en compte les potentialités de réutilisation ou recyclage des matériaux (acier, béton broyé, composants modulaires), de déconstruction sélective avec une ­évaluation du coût global environnemental en amont pour limiter les déchets et optimiser les ressources.

Il ne faut toutefois pas perdre de vue que la reconstruction de nombreux ouvrages est inévitable, en particulier ceux en béton précontraint, dont la durabilité reste fortement dépendante de l’état des câbles de précontrainte, comme l’illustrent les viaducs de Riddes (dont l’un a dû être fermé au trafic pendant la durée des travaux) (Ill. 1-3). 

Conclusions

La durabilité des ponts devrait être approchée au sens large de celui de sustainability, en intégrant la notion de développement durable, selon la terminologie proposée de durabilité intégrée. En Suisse, où l’ingénierie civile est étroitement liée à la qualité de vie et à l’efficacité du système de mobilité, la durabilité intégrée des ponts reflète l’engagement en faveur d’une infrastructure fiable, résiliente, en minimisant les impacts environnementaux, économiques et sociaux.

L’enjeu est considérable, puisque la durée d’exploitation de la majorité des 30000 à 40000 ponts qui couvrent le réseau de communication est déjà nettement supérieure à 50 ans. Les ponts sont donc loin d’être récents et leur état est variable. L’impermanence des ponts est d’ailleurs révélée chaque jour un peu plus. Les opérations de maintenance deviennent de plus en plus importantes, les inspections faites sur les ponts révèlent de plus en plus d’ouvrages en mauvais état et de plus en plus d’ouvrages sont exploités sous surveillance à l’aide de monitoring, car ils sont sensibles ou/et caractérisés par des défauts. 

Les perspectives à court terme sont acceptables, la durabilité des ponts semble globalement assurée grâce aux efforts réguliers d’entretien et de maintenance pris en charge par la plupart des propriétaires d’ouvrages. Un bémol est toutefois à mentionner au niveau de certaines communes qui rencontrent des difficultés dans la gestion de leurs ouvrages.

La remise en état des ouvrages existants représente un véritable défi pour les ingénieurs: elle implique d’intervenir sur des structures anciennes, souvent dégradées, mal documentées, et nécessitant des transformations et des modernisations. Ces interventions exigent une connaissance fine de la culture du bâti, la maîtrise d’outils numériques avancés pour simuler les dégradations, ainsi qu’une solide expérience du terrain. Or peu de bureaux disposent des compétences spécialisées nécessaires pour maîtriser les risques. De plus, les ressources disponibles sont à la limite pour répondre à la demande. De même, la remise en état des ouvrages est trop peu abordée dans les programmes d’enseignement des hautes écoles.

De nouvelles technologies offrent des perspectives prometteuses: le renforcement des structures avec des matériaux innovants comme les CFUP, la mise en place de systèmes de monitoring pour assurer une surveillance continue, ou encore l’analyse numérique non linéaire permettent d’augmenter la durée de vie des ponts existants avec des défauts et des dégâts. Toutefois, ces développements ne permettent pas de compenser l’ampleur de la tâche. 

La reconstruction de nombreux ouvrages est inévitable, nos ponts se dégradant plus rapidement qu’ils ne sont remplacés. Or, il y a une réticence à aborder le sujet. On ne va pourtant pas pouvoir continuellement prolonger la durée d’exploitation des ouvrages. Il faut donc planifier leur reconstruction et éviter à tout prix l’apprentissage par la catastrophe. Une planification stratégique à long terme s’impose, car cette reconstruction devra inévitablement s’étaler dans le temps. 

Les perspectives à long terme sont donc préoccupantes. La prise de conscience politique demeure insuffisante: trop souvent, les décisions sont repoussées, les budgets restreints, les moyens limités, et les stratégies d’entretien reléguées au second plan. Chaque année de retard alourdit davantage la facture – non seulement sur le plan économique, mais aussi en matière de sécurité publique et de préservation de l’environnement. Il ne s’agit plus seulement d’un ensemble d’infrastructures: la résilience même de notre territoire est en jeu!

Philippe Menétrey est ingénieur civil et directeur du bureau INGPHI (Lausanne, VD).

Notes:

1 Cette estimation est basée sur les 6000 ponts répertoriés sur le réseau des chemins de fer fédéraux [6], des 6400 ponts sur le réseau autoroutier [10], de milliers de ponts sur le réseau des petites compagnies ferroviaires [6], des 750 ponts sur le réseau routier du canton de Vaud et une extrapolation sur les autres ouvrages appartenant aux autres cantons et aux communes car il n’existe pas de données de base centralisée avec tous les ouvrages. D’ailleurs certaines communes n’ont même pas de registre de leurs ouvrages.

 

2 La notion de durabilité est liée à une notion de durée qui est définie dans le domaine des ponts comme la durée d’exploitation, soit la période pendant laquelle un ouvrage peut remplir sa fonction en toute sécurité, sans restriction et sans intervention majeure. Les termes de durée de vie ou âge ne devraient pas être utilisés dans le domaine des ponts car ils sont liés à une notion existentielle, la vie d’un ouvrage, qui peut aller au-delà de la durée d’exploitation, par exemple le pont étant fermé au trafic, mais toujours présent.

 

3 La moitié des ouvrages du réseau des CFF a été construite avant les années 1940 selon [6].

 

4 La moitié des ouvrages du réseau autoroutier a été construite entre 1960 et 1975 selon [16].

 

5 La durée d’exploitation d’un pont a été une notion secondaire jusque dans les années 1980; elle était usuellement acceptée à une valeur de 80 ans. Cette notion de durée s’est précisée et elle se spécifie puisque dans le nouveau manuel technique de l’OFROU [24], elle est différenciée par partie d’ouvrage; elle est par exemple fixée à 100 ans pour la structure porteuse.

 

6 La durée d’exploitation de plusieurs passerelles en bois de la région est nettement inférieure à la durée d’exploitation théorique: la passerelle sur la Venoge construite en 2004 a été démolie en 2022 (durée d’exploitation de 18 ans); la passerelle du Rosel à Martigny, construite en 1992, a été démolie en 2021 (durée d’exploitation de 29 ans) et la passerelle d’Illarsaz, construite en 2005, a subi de gros travaux de remise en état du tablier en bois en 2021, après une durée d’exploitation de 16 ans.

Bibliographie

 

[1] Jean-Claude Piguet, Maurice Tappy, «Les viaducs de Chillon», Bulletin technique de la Suisse romande, 97 (10), 1971

 

[2] Gro Harlem Brundtland and al., Our Common Future, Report of the World Commission on Environnement and Development, 1987

 

[3] Kostas Terzidis, «Algorithmic Architecture», Architectural Press, 2006

 

[4] Menn Christian, «Erfahrung im Schweizer Betonbrückenbau», ASTRA, 2012

 

[5] Eugen Brühwiler et Emanuel Denarié, «Rehabilitation and strengthening of concrete structures using ultra-high performance fiber reinforced concrete», Structural Engineering International 23(4), 2013

 

[6] Jürg Conzett, Jean-Jacques Reber, Ruedi Weidmann, Eugen Brühwiler, Helmut Heimann et Sabato Lorenzo, Schweizer Bahnbrücken, Scheidegger & Spiess, 2013

 

[7] Lionel Moreillon et Philippe Menétrey, «Rehabilitation and strengthening of existing RC structures with UHPFRC, various applications», RILEM-fib-AFGC International, Marseille, 2013.

 

[8] Stéphane Cuennet, Hartmut Mühlberg, Philippe Schär et Jacques Perret, «Renforcement des viaducs de Chillon», TRACÉS 19/2014

 

[9] Eugen Brühwiler, Maléna Bastien-Masse, Hartmut Mühlberg, Bernard Houriet, Blaise Fleury, Stéphane Cuennet, Philippe Schär, Frédérique Boudry et Marco Maurer, «Design of the strengthening of the Chillon viaducts deck slabs with reinforced UHPFRC», IABSE Conference, Geneva, September 23-25, 2015

 

[10] Rapport sur l’état du réseau des routes nationales, OFROU, 2016

 

[11] Lukas Ingold et Tobias Erb, Riccardo Morandi, «Formes sous contraintes», TRACÉS 23-24/2018

 

[12] Peter Seitz, «Einsturz der Morandi-Brücke in Genua», TEC21 7-8/2019

 

[13] Philippe Menétrey, Lionel Moreillon et Maléna Bastien-Masse, «Strengthening Paudèze bridges decks using UHPFRC struts», IABSE Congress, New York, 2019

 

[14] Conception «Paysage suisse», Paysage et nature dans les domaines politiques de la Confédération, Office fédéral de l’environnement OFEV, 2020

 

[15] Stratégie Culture du bâti, Office fédéral de la culture OFC, Berne, 2020

 

[16] Rapport sur l’état du réseau des routes nationales, OFROU, 2021

 

[17] Lionel Moreillon, Claude Broquet, Guillaume Fargier et Philippe Menétrey, «Réfection du viaduc de Riddes: opération à cœur ouvert d’un colosse de béton», TRACÉS 3/2022

 

[18] Philippe Menétrey et Lionel Moreillon, «Modernisation des ponts sur la Paudèze», Structural Concrete in Switzerland, fib-CH, 2022

 

[19] Philippe Menétrey, Guillaume Fargier et Sophie Tschumy, «Remise en état du Grand-Pont à Lausanne», TRACÉS 12/2022

 

[20] Philippe Menétrey et Olivier Chollet, «Passerelle rouge sur la Venoge», Composite Cimentaire Fibré Ultra-Perfomant, Journée d’étude, Fribourg, 2023

 

[21] Philippe Menétrey, La Suisse e(s)t ses ponts, une histoire au fil du Rhône et de ses affluents, INGPHI Press, 2024

 

[22] Application de la méthode de l’écobilan pour l’infrastructure des routes nationales, OFROU 8B001, 2025

 

[23] OFROU 8B001 Coût du cycle de vie – Méthode pour l’entretien de l’infrastructure, OFROU 8B002, 2025

 

[24] Manuel technique ouvrages d’art, 22001, OFROU, 2025

 

[25] Conception et élaboration d’ouvrages d’art des routes nationales, Directive 12001, nouvelle version à paraître en 2026