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CONCEPTION DES PONTS Chapitre 1 INGÉNIERIE DES PONTS BRUNO MASSICOTTE Hiver 201

CONCEPTION DES PONTS Chapitre 1 INGÉNIERIE DES PONTS BRUNO MASSICOTTE Hiver 2015 CHAPITRE 1 INGÉNIERIE DES PONTS CONTENU 1.1 LES PONTS ET LES SOCIÉTÉS .................................................................................................. 2 1.2 L'ESTHÉTIQUE DES PONTS ....................................................................................................... 3 1.3 LES TYPES DE PONTS ................................................................................................................ 4 1.3.1 Définitions ....................................................................................................................... 4 1.3.2 Types de ponts ............................................................................................................... 5 1.4 L'ÉVOLUTION DES PONTS À GRANDE PORTÉE ..................................................................... 8 1.5 LES PONTS QUI ONT MARQUÉ L'HISTOIRE ........................................................................... 10 1.5.1 Les ponts du monde ..................................................................................................... 10 1.5.2 Les ponts du Québec ................................................................................................... 10 1.6 LES ÉLÉMENTS D'UN PONT ..................................................................................................... 12 1.6.1 Nomenclature ............................................................................................................... 12 1.6.2 Les fondations .............................................................................................................. 15 1.6.3 Les piles, culées et tours .............................................................................................. 15 1.6.4 Les appareils d'appui ................................................................................................... 16 1.6.5 Les joints de dilatation .................................................................................................. 17 1.6.6 Les dalles minces ......................................................................................................... 17 1.6.7 Les éléments connexes ................................................................................................ 18 1.7 ÉLABORATION D'UN PROJET DE PONT ................................................................................. 20 1.7.1 Les étapes .................................................................................................................... 20 1.7.2 Les critères et choix ..................................................................................................... 20 RÉFÉRENCES ....................................................................................................................................... 23 1.2 Conception des ponts  Bruno Massicotte Hiver 2015 Usage restreint à l'enseignement du cours CIV4530 École Polytechnique de Montréal 1.1 LES PONTS ET LES SOCIÉTÉS Les ponts sont des éléments essentiels et vitaux pour les sociétés. Sur le plan économique, ils ont un rôle indéniable, assurant la circulation des personnes et des biens. Cette considération est souvent la première raison d'être et le motif de construction d'un pont. Ils ont aussi un rôle social unificateur amenant les gens à communiquer entre eux. En fait, aux temps où les moyens de communications modernes tel le téléphone, la radio ou la télévision n'existaient pas, les ponts jouaient souvent le rôle privilégié de lien entre les villages, les régions ou les pays. Ils favorisent les échanges entre les gens et les cultures. Au sens figuré, le mot pont signifie lien. Les ponts et les sociétés sont intimement liés. On mesure le degré d'avancement technique d'une société à l'ampleur de ses réalisations alors qu'on mesure son degré de raffinement par la beauté de celles-ci. Or, les ponts dans les sociétés sont le reflet de ces deux réalités révélatrices des attributs que celles-ci possèdent. Les ponts, lorsqu'ils sont majestueux, fascinent les gens et suscitent le respect de leurs concepteurs et de leurs réalisateurs. L'élégance d'un ouvrage sera remarqué de tous et contribuera, dans une certaine mesure, à rendre plus agréable la vie des gens. On dit que les ponts sont aux routes ce que le diamant est à la bague. Une fois érigé, un pont devient propriété d'une société. Les gens se l'approprient et en font un symbole. On les retrouve dans les œuvres d'art, sur les cartes postales, dans les feuillets publicitaires, sur les billets de banque. Les ponts sont le bien et le fruit des sociétés. Certes, ce ne sont pas tous les ponts qui obtiennent une notoriété. Pour devenir un symbole, un pont doit remplir certaines conditions. Il doit représenter une réalisation majeure pour son époque, il doit s'harmoniser avec son environnement et, finalement, il doit jouer un rôle utile. Ces trois conditions sont essentielles. Cependant, tout comme les individus formant le tissus d'une société, tous les ponts n'ont pas besoin de devenir célèbres pour être utiles. Beaucoup de ponts sont anonymes. Sans nom, sans histoire particulière, ils remplissent leur fonction sans attirer l'attention; c'est le cas de la majorité d'entre eux. La qualité de leur présence nécessite néanmoins deux des trois conditions mentionnées plus haut, à savoir l'utilité de la fonction et l'harmonisation avec le milieu. La première est pratique et cartésienne, la seconde relève de l'art et des perceptions de chacun. Même un tout petit pont traversant un ruisseau ou un pont au-dessus d'une autoroute peuvent être beaux et utiles à la fois, sans pour autant qu'ils attirent l'attention. Ils remplissent ainsi leur fonction dans l'harmonie, de façon subtile. Malheureusement, tous les ponts ne rencontrent pas ces critères, certains n'en rencontrant aucun. Parce que construits au mauvais endroit ou n'ayant pas la géométrie qui convient, on retrouve des ponts inutiles, tombant ainsi dans l'oubli. D'autres, parce que construits avec des contraintes imposées ou artificielles, ou ayant été conçus à la hâte et sans goût ou soucis de l'esthétique, ont une apparence désolante, voire choquante. Tout comme ceux qui les conçoivent et les construisent, les ponts ne sont pas jeunes éternellement. Parce que le fardeau dont ils ont la charge augmente sans cesse et que les traitements qu'on leur fait subir sont parfois sans pitié, les ponts vieillissent de plus en plus vite, souvent prématurément. Leur état se détériore et les marques du temps se font nombreuses. Dans les sociétés où le rythme de vie s'accélère constamment, les ponts, tout comme les membres de ces sociétés, doivent recevoir une attention particulière de plus en plus sophistiquée pour être conservés en bon état, ou autrement se voir condamné à une disparition prématurée, avec tous les inconvénients que cela comporte. Les ponts sont en quelque sorte le miroir des sociétés dont ils sont issus. Une société, attentive à la beauté des choses qui l'entourent et soucieuse de l'héritage reçu de ses prédécesseurs et de celui transmis à ses descendants, apportera un soin particulier aux ouvrages et aux œuvres dont elle a la responsabilité. D'un autre côté, celle peu attirée par la perpétuité de ses réalisations et désintéressée de la beauté des choses, produira des œuvres ternes, sans vie. Ces deux attitudes se refléteront dans les ponts de ces sociétés. L'une aura des ponts élégants, utiles et bien entretenus, intégrés dans la vie des membres qui la composent. L'autre aura des ponts mal proportionnés, désuets, délabrés, détachés de la réalité quotidienne des gens. Comme société nos ponts sont à notre image. Ainsi, l'ingénieur, maître d'œuvre presqu'absolu dans le domaine des ponts, a la responsabilité sociale de ces œuvres de l'ingénierie que sont les ponts. Il a la responsabilité face à la société de concevoir des ponts alliant à la fois esthétique, utilité, longévité et économie, tout en relevant parfois des défis technologiques audacieux. Cette tâche n'est pas aisée à remplir et l'excellence n'est pas à la portée de tous. Quoiqu'il en soit, il importe que l'ingénieur soit conscient de son rôle social lorsqu'il s'implique dans un projet de pont. Contrairement aux bâtiments où la Ingénierie des ponts 1.3  Bruno Massicotte Hiver 2015 Usage restreint à l'enseignement du cours CIV4530 École Polytechnique de Montréal réalisation de l'ingénieur est camouflée et cède la première place à celle de l'architecte, les ponts mettent en évidence la science, le talent et le bon goût de l'ingénieur. C'est ce qui confère aux ponts d'être qualifiés d'ouvrage d'art. 1.2 L'ESTHÉTIQUE DES PONTS L'esthétique se situe entre la philosophie et la psychologie, des domaines loin de la technique et de la science des ingénieurs. Il s'agit d'un domaine plutôt vague dans lequel il est peu aisé de s'aventurer. Un peu comme la religion ou la politique, les notions d'esthétique sont vécues, perçues ou exprimées différemment d'une personne à une autre, d'une société à une autre. Bien souvent des personnes auront une opinion opposée sur un même sujet tout en étant chacune convaincues d'avoir raison. Cela en fait donc un sujet délicat, plus personnel qu'autre chose. Une façon de traiter de l'esthétique des ponts est de voir ce que des autorités reconnues dans ce domaine en pensent. L'un des meilleur traité moderne sur l'esthétique et les ponts1.1 nous vient de l'ingénieur allemand de réputation internationale, Fritz Leonhardt, de l'Université de Stuttgart. Concepteur direct ou indirect de nombreux ponts d'importance à travers le monde (ex: pont Papineau-Leblanc à Montréal), le professeur Leonhardt est certes un exemple à suivre comme ingénieur. Un autre essai sur l'esthétique des ponts fait l'introduction d'un livre1.2 rédigé par le professeur Robinson de l'École nationale des Ponts et Chaussées de France et ingénieur en chef aux Ponts et Chaussées. À partir du traité du professeur Leonhardt, on peut indiquer brièvement quelques facteurs reliées à l'esthétique des ponts. Valeurs et perceptions L'esthétique d'un pont passe par la perception humaine de formes mises selon les valeurs de chacun. Les critères de beauté et d'harmonie varient avec les individus, les cultures, les époques. Certaines valeurs demeurent immuables, peu importe le lieu ou le temps alors que d'autres sont questions de mode et changent ou évoluent continuellement. Proportions et géométrie Certaines proportions se retrouvent naturellement dans la nature ou dans les nombres. Leur reproduction ou leur répétition ont inspiré les concepteurs d'autrefois, particulièrement en ce qui a trait aux grands temples religieux de toutes cultures. La finesse des traits et l'élancement de la structure importent beaucoup. La figure 1.1 montre des exemples de structures simples formées de poutres et dalles où la finesse et l'élancement font paraître une structure lourde ou élégante. Jugement, goût et émotions Le jugement et le goût sont des qualités qui servent à la fois le concepteur et l'observateur. Ces qualités peuvent s'aiguiser avec le temps et l'intérêt. Toutefois, consciemment ou non la beauté et de l'harmonie affectent nos émotions. Figure 1.1: Proportions 1.4 Conception des ponts  Bruno Massicotte Hiver 2015 Usage restreint à l'enseignement du cours CIV4530 École Polytechnique de Montréal De uploads/Ingenierie_Lourd/ ch01-ingenierie-2015.pdf