Pont en béton armé

Un pont en béton armé est un pont dont un des éléments de la structure porteuse (tablier, arc ou poutre) est en béton armé.

Histoire

Apparition du béton

Jusqu’à une époque récente la pierre fut le principal matériau utilisé pour la construction. Les prodigieux bâtisseurs de nos cathédrales réussirent à édifier à grande hauteur, voûtes romanes ou gothiques, mais ils n'y parvinrent qu'au prix de systèmes compliqués – donc coûteux – de contreforts et d'arcs-boutants. Le XV^e siècle mit en œuvre de longues barres de fer, quelquefois inutiles. L’architecture arabe fit un large usage de tirants métalliques soutenus par des tiges pendantes.

Avec l’invention du ciment artificiel par Louis Vicat en 1840, les premiers ouvrages en béton vont pouvoir apparaître.

Le ciment armé

L'armature de métal dans les mortiers provient des techniques de moulage en sculpture et fut utilisée d'abord par des jardiniers expérimentateurs. Joseph-Louis Lambot à Miraval fabriqua en 1845 des caisses pour orangers et réservoirs avec du fil de fer et du mortier^[1]. En 1849, Joseph-Louis Lambot conçut une barque où la coque en bois était remplacée par une paroi constituée d’un quadrillage de barres de fer enrobé de béton de ciment^[2],[1]. Cette barque fut utilisée, durant plusieurs années, sur le lac de sa propriété à Miraval dans le Var et présentée à l’exposition universelle de 1855, mais n’eut guère de succès.

Joseph Monier déposa en 1867, à Paris, plusieurs brevets dans le domaine du fer armé, dont un pour « un système de caisses-bassins mobiles en fer et ciment applicables à l'horticulture »^[3]. Le 13 août 1873, Joseph Monier a déposé un additif à son brevet de 1867 intitulé "Application à la construction des ponts et passerelles de toutes dimensions".

En 1875, à la demande du propriétaire du château de Chazelet près de Saint-Benoît-du-Sault, M. Taupinart de Tilière, l'architecte Alfred Dauvergne demande à Joseph Monier de concevoir et réaliser un pont en ciment armé permettant de franchir les douves du château. Avec une longueur de 13,80 m et une largeur de 4,25 m, il existe toujours, même si les architectes des Monuments historiques ont du mal à admettre qu'il faille le sauvegarder. C'est le premier pont en ciment armé au monde.

C’est en Allemagne et en Autriche que la technique se développa sous l'impulsion de Schuster et de Wayss qui avaient acquis les droits des brevets à Monier en 1878-1880. L'essor du procédé fut de 1887 à 1891 plus de trois cents ponts furent construits ; le succès fut tel que le terme de « Monierbau » devint synonyme de béton armé^[3],[4]

En France, de nombreux systèmes voient le jour. En 1852, François Coignet enrobe des profilés de fer dans du béton, mis en place par fines couches de 5 cm et pilonnées énergiquement, et invente ainsi le béton dit « aggloméré ». Il crée ainsi en 1861 la première entreprise spécialisée dans les constructions en béton armé. Les systèmes Cottancin, Collaron, Demay, Matrai et d’autres voient également le jour. Mais les constructions sont empiriques et de nombreux échecs sont à déplorer. Le plus retentissant est l’effondrement de la passerelle du Grand Globe Céleste à l'Exposition universelle de 1900 qui fit neuf morts et de nombreux blessés. Le système Matrai qui était en cause n'y survécut pas. Dans le système Matrai, le béton joue le rôle accessoire de préservateur contre la rouille et l'action du feu, il s'agit donc essentiellement d'une structure en fer forgé^[5].

Aux États-Unis, William E. Wards, devient en 1873 le premier constructeur à tirer pleinement avantage des capacités de flexion des barres d’acier en les positionnant en dessous de l’axe neutre des poutres, dans une maison qu’il construit en bordure du fleuve Hudson.

Le béton armé

C’est à François Hennebique que l'on doit la promotion du nouveau matériau. Il imagina et fit breveter, en 1892, la première disposition correcte des armatures d'une poutre en béton armé, sous le nom de poutre à étrier. À partir de là il sut, à l'aide de formules simples, construire les ouvrages les plus variés. La voie du développement était ouverte. Pendant cette période, l'activité débordante d'Hennebique dépassa par son ampleur celle de tous ses concurrents français ou étrangers. De 1892 à 1908, il créa plus de quarante agences à travers le monde, Bruxelles, Saint-Pétersbourg, Rio de Janeiro, etc., il était partout^[3]. En dix ans, de 1892 à 1902, ses agences réalisent 7200 chantiers. L'exposition universelle de 1900 le consacre comme le plus important entrepreneur de travaux publics en béton armé. Le conflit mondial de 1914 apporte un coup d'arrêt à l'essor de la société Hennebique.

Les premiers ponts en béton armé

Le béton armé fut d'abord un matériau de paroi avant d'être un matériau de charpente. Ce sont des réservoirs, des tuyaux, des planchers qui furent les premiers réalisés. Ses promoteurs mettaient en tête de ses avantages sa résistance absence d'entretien, son faible coût et sa commodité d'emploi.

La construction des ponts fut tardive. Elle a commencé, en France, avec la passerelle d'Esternay et s'est poursuivie avec le pont de la rue Valette, à Perpignan, les ouvrages de Louis Auguste Harel de La Noë dans la Sarthe et les Côtes-du-Nord^[6].

Le premier grand pont en béton armé est le pont Camille-de-Hogues, sur la Vienne à Châtellerault, qui comprend trois arches de 40 m, 50 m, 40 m d’ouverture. Il a été construit entre 1898 et 1900 par Hennebique.

Développement des ponts en béton armé

Après cette remarquable réalisation les ponts en béton armé vont être construits en nombre au début du XX^e siècle. Les plus importants sont :

• 1904 – pont de Decize (détruit) sur la Loire, deux arches de 50 m et 55 m par Hennebique ;
• 1905 – Pont de Pyrimont à Chanay (détruit) sur le Rhône, trois arches de 54 m par Hennebique ;
• 1908 – pont d'Amélie-les-Bains, une arche de 40 m par Simon Boussiron^[7] ;
• 1910-1911 – pont du Risorgimento, sur le Tibre à Rome par Hennebique et Porcheddu^[8]. Son arche de 100 m d'ouverture surpasse la plus grande voûte en maçonnerie existante : Pont de la Paix (Plauen), 90 m, Allemagne^[6].

Les premières recherches théoriques et expérimentales ont été entreprises par Armand Considère en 1896, elles mirent en évidence l'intérêt de fretter le béton. Le bow-string construit en 1902, en gare d'Ivry, en fut l'illustration^[6].

L’invention du béton précontraint par Eugène Freyssinet en 1928 supplanta définitivement la technique du béton armé pour les grands franchissements.

Ponts à poutres

Les ponts à poutres en béton armé sont les ponts les plus répandus pour les petites portées.

Sous le terme de ponts à poutres, on regroupe tous les ouvrages dont la structure porteuse reprend les charges essentiellement par son aptitude à résister directement à la flexion, les réactions d’appui étant verticales ou quasi verticales. Le tablier est, généralement, une structure linéaire dont les travées peuvent être indépendantes, continues ou exceptionnellement posséder des parties en console. Les ponts-dalles peuvent être classés dans cette catégorie car les réactions d’appui sont principalement verticales et le modèle de calcul des efforts longitudinaux est celui d’une poutre. Par extension, les portiques et les tranchées couvertes ont été rangés dans cette catégorie.

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  Pont à poutres en béton armé
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  Pont dalle en béton armé
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  Cadre en béton armé
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  Portique (pont)
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  Tranchée couverte

Pont en arc

On distingue les ponts en arc selon la position du tablier ou selon le nombre d’articulations.

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  Pont en arc en béton armé à tablier suspendu
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  Pont en arc en béton armé à tablier intermédiaire

Le béton armé a permis de construire de nombreux ponts de petites portées. L'amélioration des performances du béton et l'apparition de nouvelles techniques de construction comme le béton précontraint ou les arcs tubulaires remplis de béton ont permis d'atteindre des portées très importantes puisque le plus grand arc en béton présente une portée de 420 mètres.

Liste des plus grands ponts en arc en béton

Le tableau ci-après présente les ponts de portée supérieure ou égale à 200 mètres, classés par valeur décroissante.

Rang	Nom	Portée mètres	Longueur (mètres)	Matériau de l’arc	Terminé en	Lieu	Pays
1	Pont de Wanxian	420	864	béton	1997	Wanxian	Chine
2	Pont de l'île de Krk	390	1430	béton	1980	Krk (île)	Croatie
3	Pont de Jiangjiehe	330	461	béton	1993	Wengan	Chine
4	Pont de Yongjiang	312	??	béton	1996	Yongning	Chine
5	Gladesville Bridge	300	488	béton	1964	Sydney	Australie
6	Pont international de l'Amitié	290	552	béton	1965		Paraguay / Brésil
7	Pont Infante D. Henrique	280	371	béton	2002	Oporto	Portugal
8	Pont de Stenungsund	278	667	béton	?	Stenungsund	Suède
9	Bloukrans Bridge	272	451	béton	1984	Nature's Valley	Afrique du Sud
10	Pont Arrabida	270	493	béton	1963	Oporto	Portugal
11	Pont de Sanan Yongjiang	270	??	acier/béton	1998	Guangxi	Chine
12	Pont de Beimen	270	1780	acier/béton	2006	Beimen	Chine
13	Viaduc de l’Eau Rouge	270	653	acier	1993	Malmedy	Belgique
14	Pont de Fujikawa	265	381	béton	2005	Shizuoka	Japon
15	Pont de Sandö	264	810	béton	1943	Kramfors	Suède
16	Pont de Yibin Rongzhou	260	505	béton	2004	Yibin	Chine
17	Pont de Takamatu	260	??	béton	2000	Miyazaki	Japon
	Pont de la Tamina	259	??	béton	2016	Pfäfers	Suisse
18	Pont de Kishiwada	255	445	béton	1993	Osaka	Japon
19	Pont en arc des Tilos	255	319	béton	2004	Îles Canaries	Espagne
20	Viaduc sur la Wilde Gera	252	552	béton	2000	Thuringe	Allemagne
21	Pont Châteaubriand	250	424	béton	1991	Bretagne	France
22	Pont de Svinesund	247	704	béton	2005	Svinesund	Suède / Norvège
23	Pont de Šibenik	246	390	béton	1966	Šibenik	Croatie
24	Pont de Barelang	245	385	béton	1997		Indonésie
25	Pont de Jinshajiang	240	388	béton	1990	Yibin	Chine
26	Pont de Beppu Myoban	235	411	béton	1989	Beppu	Japon
27	Pont Bisantis	231	468	béton	1962	Catanzaro	Italie
28	Zaporizhia Bridge	228	??	béton	1952	Zaporizhia	Royaume-Uni
29	Viaduc de la Kyll	223	645	béton	1999	Wilsecker	Allemagne
30	Pont de Henan Xugou	220	480	béton	2001	Luoyang	Chine
31	Pont de Zezelj, détruit en 1999 dans les bombardements	211[9]	466	béton	1991	Novi Sad	Serbie
32	Viaduc de Martin Gil	210	408	béton	1999	Zamora	Espagne
33	Pont de Lingenau	210[9]	370	béton	1967	Lingenau	Autriche
34	Krka River Bridge	204	391	béton	2004	Skradin	Croatie
35	Pont de Usagawa	204[9]	???	béton	1983	Yamagushi	Japon
36	Pont de Tauernbahn	200[9]	??	béton	1969	Pfaffenberg-Zwenberg	Autriche
37	Pont de Fuling	200	??	béton	1989	Fuling	Chine
38	Pont du Morbihan	201	376	béton	1999	La Roche-Bernard	France

 

Ponts suspendus et haubanés

Il existe des ponts suspendus et haubanés où les suspentes ou les câbles sont remplacés par des poutres en béton armé.

Voir aussi

Articles connexes

• Pont

Liens externes

• Structurae - Base de données et galerie internationale d'ouvrages d'art
• Les plus grands ponts du monde par type de structure
• Le site Art et Histoire qui détaille l'histoire du franchissement des fleuves en France au XIX^e siècle et montre l'impact des constructions de ponts sur le démarrage de la Révolution industrielle.

Bibliographie

• Naissance et développement du béton armé

Notes et références

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