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CONCEPTION DES PONTS I - BREF HISTORIQUE La fonction d’un pont est de permettre

CONCEPTION DES PONTS I - BREF HISTORIQUE La fonction d’un pont est de permettre à une infrastructure de franchir un obstacle naturel tel qu’un cours d’eau, un thalweg, un bras de mer, ou un obstacle artificiel tel qu’une route, une voie ferrée ou un canal. L’histoire des ponts est intimement liée à celle des matériaux et des techniques qui ont servi à les construire. Les ouvrages primitifs étaient réalisés avec des matériaux naturels tels que la pierre, le bois ou les lianes avec lesquelles on a construit des passerelles suspendues. Photo QAF Le bois est encore utilisé dans certaines régions du globe pour la construction d’ouvrages ferroviaires, souvent important, comme dans les Andes. Avec de simples pierres ou des troncs d’arbres balancés entre deux appuis, à travers un obstacle, on a construit des ponts de portées réduites. Les troncs d’arbres ont permis de réaliser les premiers assemblages et de construire, entre deux appuis, des treillis de plus en plus complexes, pouvant même travailler en arc. Photo QAF Si l’utilisation de la maçonnerie pour la construction des ouvrages remonte à la haute antiquité, c’est véritablement la période romaine, qui vit apparaître les voûtes en pierres assemblées sur des cintres. Les premières voûtes circulaires, à arches simples ou multiples, construites à l'avancement, reposaient sur des appuis massifs, capables d'encaisser les poussées de la voûte en cours de construction. Ces ouvrages étaient déjà équipés d'avant et d'arrière becs destinés à limiter les affouillements. Les ponts en maçonnerie traversent les époques en évoluant avec les performances permises par les progrès réalisés, tant dans le dimensionnement des voûtes que dans la conception des cintres. Avec la Renaissance italienne on assistera à la naissance des voûtes surbaissées.Photo QAF - Pont du Gard Par leur audace et la beauté des ouvrages réalisés, MM. Perronet et Séjourné marquèrent les ponts en maçonnerie, en France. Le développement des ouvrages en maçonnerie sera progressivement freiné, puis stoppé, par l'apparition de la fonte à la fin du XVIIIème siècle, du fer au début du XIXème siècle, et de l'acier au milieu du XIXème siècle. Le métal permettra de diversifier les formes mais aussi de diminuer le coût de la main d'œuvre. La fonte, cassante, peu résistante en traction et au choc, voit son utilisation limitée aux ponts en arc. Elle n'aura servi qu'à la construction de rares ouvrages parmi lesquels la passerelle des Arts à Paris, réalisée par Cessart en 1803. Le fer qui a permis l'allègement des structures par la réalisation des premières poutres à âmes pleines et plus tard des poutres triangulées, est très vite remplacé par l'acier qui présente de meilleures caractéristiques mécaniques. Gustave Eiffel s’est illustré, en France, par la construction de nombreux ouvrages métalliques. On lui doit, entre autres, les ouvrages de Maria Pia sur le Douro, au Portugal, en 1878, de Saint-André-de-Cubzac, en 1882, le viaduc de Garabit(photo) en 1885.Photo Doc-ASP Photo Doc-ASPL'utilisation de l'acier s'est très vite généralisée dans la construction des ponts. C'est ainsi que se développe, malgré les problèmes rencontrés (effondrements), la construction des ponts à câbles parmi lesquels le pont de Brooklyn(photo) construit de 1869 à 1888, de portée centrale égale à 487 mètres. Depuis, tous les ponts suspendus sont réalisés avec des câbles d'acier. Les ponts à haubans dont le principe date du début du XVIIème siècle ne furent véritablement construits qu'après la dernière guerre mondiale. De grandes réalisations marquent cette nouvelle ère de construction. On trouve en particulier le pont en arc Alexandre III de 103 mètres d'ouverture (1900) ou le pont de Sydney de 503 mètres d'ouverture (1932). Très vite les formes se diversifient pour donner naissance aux structures triangulées de type : Pratt, Croix de Saint André, Warren, Howe, etc. L'amélioration des caractéristiques de l'acier et des modes d'assemblage : boulons, rivets puis soudure, permet un essor considérable des ponts métalliques. Ces progrès et l'augmentation constante du coût de la main d’œuvre conduisent progressivement à un retournement de tendance. Ainsi, les gains de matière et de productivité rendus possible grâce aux performances des aciers de construction et aux nouvelles méthodes d'assemblage et de montage, ont vu progressivement les ponts à poutres à âmes pleines remplacer les ponts à poutres triangulées. Les progrès les plus sensibles ont cependant été réalisés grâce au gain de poids des couvertures de ponts de moyennes et de grandes portées ou : o la tôle d'acier seule mais raidie : dalle orthotrope, o la dalle mince en béton, connectée à la tôle de platelage : dalle Robinson, o la dalle seule en béton armé, remplacent désormais les anciennes couvertures en bois ou en maçonnerie beaucoup plus lourdes. Dans le même temps, des progrès importants sont réalisés dans la mise au point du béton. Les liants hydrauliques : chaux hydraulique, mortier de chaux, étaient déjà connus des romains. C'est Vicat qui inventera, au début du XIXème siècle le ciment artificiel dont la production industrielle ne démarrera qu'en 1850. Le béton armé ne fût réellement mis au point qu'au cours de la seconde moitié du XIXème siècle. Son fonctionnement réel n'a été compris qu'à la fin du XIXème siècle. Les premiers bétons faiblement dosés en ciment, de composition granulométrique aléatoire, peu compacts, subissent des désordres dus au délavage du béton et à la corrosion accélérée des armatures. Par leur dosage plus élevé en ciment, leur composition granulométrique soignée et par le respect d'enrobages minimaux, les structures actuelles en béton armé sont à l'abri de ces désordres. La diminution de la fissuration du béton armé reste cependant un axe important de recherche. Les nombreuses tentatives de mise en compression du béton à l'aide d'armatures mises en tension ont lieu au début du XXème siècle. Elles se traduisent par des échecs dont la cause est la méconnaissance des phénomènes de fluage du béton et de relaxation des aciers qui annulent en grande partie les efforts de traction insuffisants mis en jeu. Eugène Freyssinet découvrit, le premier, le fluage du béton. Il avait compris qu'il fallait appliquer une tension résiduelle importante aux aciers de précontrainte pour conserver, après pertes, une tension suffisante pour comprimer efficacement le béton. Il faudra attendre le milieu du XXème siècle environ pour voir se construire les premiers véritables ponts en béton précontraint. Depuis, beaucoup de progrès ont été faits, tant dans la compréhension des phénomènes liés à la précontrainte que dans les techniques de construction des ponts en béton précontraint. II - les acteurs de projet A - Généralités - les acteurs de projet Les études d’ouvrages d’art sont intimement associées aux études routières. A ce titre, elles doivent faire l’objet d’un examen approfondi, à chaque étape de la conception et de la réalisation, dans le cadre de la démarche qualité des études. Cette démarche suppose que les missions et les responsabilités de chacun des intervenants soient clairement définies. Le maître d’ouvrage, personne morale généralement à l’origine du projet, peut déléguer une partie de ses missions à des personnes physiques ou morales qui assurent, pour son compte, dans le cas de la conduite d’opération, l’assistance générale de l’opération sur les plans administratif, technique et financier. Le schéma suivant résume les principaux acteurs de projet. Il peut également décider de confier une partie plus ou moins importante des missions de conception et d’assistance à un maître d’œuvre, qu’il désigne à cet effet. Le maître d’œuvre endosse la responsabilité du bon déroulement de l’opération (chef de projet). Le « programme de l’ouvrage » détaille la commande du maître d’ouvrage au maître d’œuvre. Il est généralement complété au cours des études amont de projet (APS-EPOA). L’Entrepreneur qui construit l’ouvrage, étudie et propose les méthodes de construction de la solution définie dans le dossier de consultation des entreprises. Il peut intervenir dans la conception si le règlement de la consultation autorise des variantes de conception. Enfin, la mise au point du plan général de coordination en matière de sécurité et de protection de la santé (PGCSPS) incombe au coordonnateur sécurité (SPS) désigné et directement rattaché au maître d’ouvrage. Le maître d’ouvrage est propriétaire de l’ouvrage à l’achèvement et la réception des travaux. Il peut toutefois en confier la surveillance et la gestion à un service chargé de la gestion de l’ouvrage. B - Rôle et missions des principaux acteurs LE MAITRE D’OUVRAGEL’ENTREPRISE?Définit le programme de l’ouvrage : besoins, contraintes, délais « QUALITE D’USAGE », ?Choisit le Maître d’œuvre et définit sa mission, ?Arrête le coût de l’opération, ?Met en place le financement et les crédits, ?Signe les contrats.?Etablit et propose une offre et éventuellement des « variantes » si elles sont acceptées, ?Met en place le « PLAN D’ASSURANCE QUALITE » ?Exécute le contrat,LE MAITRE D’ŒUVRE?négocie les modifications,?Organise les études et complète le PROGRAMME DE L’OUVRAGE (Qualité requise), ?Evalue le coût de l’opération, ?Rédige et fait appliquer les contrats,?Organise les tâches sur chantier, ?Définit et dégage les moyens, ?Organise le « CONTROLE INTERNE »,?Organise le « CONTROLE EXTERIEUR » définit les « POINTS d’ARRÊT-CRITIQUE »,?Assiste les différents intervenants, Met en place et assure le suivi de?SELECTIONNE les Entreprises,??l'« ACTION QUALITE »,?MET AU POINT les documents de l’offre uploads/Ingenierie_Lourd/ conception-de-pont.pdf