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a) Généralités
Définition :
Un pont est un ouvrage d’art qui permet à une voie de communication de franchir soit un obstacle naturel (brèche, cours d’eau, etc.) soit un obstacle artificiel ( autre voie , etc.)
Depuis longtemps les hommes ont aménagé de petites constructions pour pouvoir passer les cours d’eau, ( figure ci-dessous) :
ou pour passer d’un côte à l’autre d’une montagne, (figure ci-dessous) :
Si au début ils ont utilisé pour ces constructions des matériaux naturels, par la suite on a commencé à utiliser des matériaux nouveaux, avec de bonnes résistances
b) Classification des ponts
Les ponts peuvent être classifiés selon les critères suivants :
- Leur destination
- Leur forme,
- Les matériaux utilisés,
- Leur importance, etc.
1. Leurdestination:
Suivant la nature de la voie de communication que porte l’ouvrage, on distingue :
- Le pont route – avec la mention que lorsqu’un pont franchit une voie ferrée, il prend le nom de «passage Supérieur » :
- Le pont rail – avec la mention que lorsqu’un pont rail franchit une route il s’appelle «passage Inférieur » :
- Le pont canal :
- Les aqueducs – qui sont des ponts en maçonnerie utilisés pour les adductions d’eau, (Voir figure) :
2. Selon leur forme, les ponts sont dits :
Poutre droite :
En arc, comme figure ci dessous:
Suspendu, comme (Voir figure ) :
3. Aprèslamatièredeconstruction:
- En bois,
- En maçonnerie :
En béton armé :
En béton précontraint :
En acier :
4. Leurimportance
Elle dépend surtout de la longueur de l’ouvrage qui peut varier de quelques mètres à plusieurs milles de mètres et aussi de sa largeur qui varie de 5 m à une quarantaine de mètres. On distingue :
- Les ponts de faible importance – à qui la longueur varie de 10 à 50 m,
- Les ponts de moyenne importance – qui varient de 50 à 100 m,
- Les ponts de grande importance – à qui la portée varie de 100 à 1000 mètres en une ou plusieurs travées.
c) Comment se choisit l’emplacement et les gabarits d’un pont
En principe le pont doit être à la disposition de la voie de communication qu’il supporte.
Il faut s’efforcer de ne pas modifier le tracé de cette voie et à cet effet on n’hésitera pas à prévoir un pont biais.
On évitera d’implanter le pont dans les parties courbes du cours de l’eau, ou l’action du courant est le plus sensible.
Il faut toujours prévoir un dispositif de défense contre l’action destructive du courant.
La présence d’un pont ne doit pas être un obstacle sensible à l’écoulement des eaux surtout par temps de crue. Pour cela il doit assurer un débouché minimum, qui se calcule pour le niveau de sa plus haute crue, (voir figure) :
Si le pont franchit une rivière navigable, il doit respecter les gabarits nécessaires pour la navigation, (voir figure) :
Si le pont franchit une route, il doit satisfaire les gabarits nécessaires pour la circulation des véhicules qui empruntent ces voies :
Pour les routes la hauteur «H » peut être : 4.30 ; 4.50 ou 4.75 m
En ce qui concerne les voies ferrées, la largeur de la plateforme dépend du nombre des voies, (voir figure) :
En ce cas, la hauteur nominale «H’» est de 4.80 m pour traction Diesel et de 5.30 m pour traction électrique.
En ce qui concerne le sol de fondation, quand il est suffisamment résistant on peut adopter les poutres en arc ou suspendues, ou contraire, quand il est faible on adopte les poutres droites. .
d) Les ponts en maçonnerie
Comme la maçonnerie étant une matière qui ne travaille à l’extension, les ponts en maçonnerie présentent toujours la forme d’une voûte, seule forme qui permette de satisfaire à cette condition. La voûte comporte toujours un plan vertical de symétrie transversale et presque toujours et un plan de symétrie longitudinale. Les parties composantes d’un pont en maçonnerie sont représentées (voir figure) :
En arrière de la culée, des murs dits en retour sont destinés à retenir les terres de remblai. La longueur de ces murs dépend de leur hauteur extérieure. Si les terres de remblai doivent être retenues en bordure de l’obstacle franchi par le pont, les murs en retour sont remplacés par des murs en aile, qui peuvent être suivant les cas : droits, obliques ou courbes :
Les culées ainsi que les murs en retour ou en aile reposent sur des massifs de fondation.
Pour vérifier les ponts en maçonnerie, les calculs analytiques et graphiques consiste :
- A s’assurer que la résultante générale de toutes forces qui peuvent agir sur chaque section de la maçonnerie passe à l’intérieur du tiers central de la section, condition indispensable pour que la maçonnerie ne soit pas sollicitée par des efforts d’extension.
- A vérifier que la contrainte unitaire de compression subie par la maçonnerie ne dépasse pas le maximum imposé par la sécurité.
On peut présenter quelques ponts en maçonnerie :
- Le pont de Vieille Brioude sur l’Allier est constitué par une arche unique en plein cintre de 45 m d’ouverture :
- La figure ci dessous représente le viaduc de la Crueize qui comporte six arches en plein centre de 25 m d’ouverture chacune, et une hauteur de 63 m en son milieu :
- Le pont de Villeneuve-sur-Lot est un ouvrage remarquable par son ouverture de 96.25 m, sa légèreté et la beauté de sa ligne surbaissée 1/6 :
e) Les ponts en béton armé
Par suite des insuffisances mécaniques du béton, on a été conduit à introduire dans celui-ci des éléments d’acier destinés à absorber les efforts que le béton n’est pas capables de supporter. Pour armer le béton on utilise l’acier sous forme de barres rondes parce que la section circulaire a l’avantage de ne pas présenter d’angles susceptibles d’amorcer la fissuration du béton.
Les armatures utilisées se présentent ainsi :
Des barres lisses : qui sont des barres cylindriques dont le diamètre peut varier de 5 à 40 mm, en suivants trois nuances :
- Fe E22 de limite élastique = 2160 bars ;
- Fe E24 de limite élastique = 2350 bars ;
- Fe E34 de limite élastique = 3340 bars ;
Des barres à haute adhérence : qui sont des barres cylindriques présentant des nervures hélicoïdales ou longitudinales.
L’acier utilisé est un acier dur soit naturellement, soit par écrouissage correspondant à l’une des trois nuances suivantes :
- Fe E40 A et B, avec limite élastique de = 4120 et 3920 bars
- Fe E45 de limite élastique = 4410 bars
- Fe E50 de limite élastique = 4900 bars
Treillis soudé : qui sont constitués de grillage en fils écroui se croisant perpendiculairement soudés électriquement en leurs points de croisement.
Les coffrages pour les points en béton armé doivent être exécutés avec beaucoup de soin, et doivent respecter les règles suivantes :
- Les dimensions intérieures du coffrage doivent présenter exactement les dimensions extérieures de l’ossature à réaliser
- Les parements intérieurs des coffrages doivent être lisses et sans défauts
- Les joints doivent être étanches
- Les coffrages seront réaliser soit en bois (contreplaqué de qualité) soit en métal.
Le coulage de béton s’exécute sans interruption quand cela est possible. Au contraire, les emplacements des arrêts doivent être choisis avec discernement et les reprises faites avec beaucoup de soin.
La compacité du béton est augmentée, lors du coulage, en pervibrant le béton et en vibrant les coffrages.
