Les ponts
Les Solutions Techniques
Les ponts en poutre :
Le pont à poutres est essentiellement conçu d'une structure horizontale rigide reposant sur deux piliers, un à chaque extrémité. Tout le poids du tablier, ainsi que celui des voitures et des gens, est directement supporté par les piliers. La compression s'effectue donc vers le bas sur les piliers.
Puisque le tablier plie, la compression se produit sur le dessus du tablier et cette portion du pont rétrécit. Pendant ce temps-là, la portion du dessous du tablier s'étire, donc elle subit la tension.
Solution : il faut dissiper les forces en ajoutant un treillis ce qui le rendra plus résistant.
Plusieurs ponts utilisent des poutrelles d'acier pour rendre rigide leurs tabliers. Ces poutrelles, placées soit au-dessus ou au- dessous du tablier, vont absorber une partie des forces de compression ou de tension.
Un pont peut être réalisé en béton, en métal ou dans d'autres matériaux. Mais pour des ponts de faible longueur on utilise souvent du bois, des cordes, voire parfois du bambou
Ordinairement, un pont comporte tous ces éléments :
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Un tablier constitue la partie qui supporte les voies de circulation,
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Des culées servent de point d'appui aux extrémités du tablier,
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Des piles soutiennent le tablier entre les culées, si la longueur du tablier le nécessite. Elles peuvent le soutenir de manière indirecte, par exemple avec un système de câbles, comme dans les ponts suspendus.
Les contraintes générales habituelles lors de la construction de pont sont :
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Le vent
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Les fondations
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Les séismes
Pour remédier aux problèmes liés au vent, Tel le cas du pont Tacoma, Il faut rendre le pont le plus aérodynamique possible. Pour cela, on peut construire le tablier en lui donnant un profil d’aile d’avion inversée (ex : Pont de Normandie) : en cas de vent, le tablier exerce une force vers le bas plus importante que son poids au lieu de se soulever et de retomber (qui ferait beaucoup plus de dégâts), ce qui détériore les câbles et la solidité de la structure. De même, les câbles peuvent être entourés d'une gaine spéciale profilée pour limiter leur traînée.
Pour remédier aux soucis liés aux fondations, lorsqu’il y a une couche de sol instable sur une couche de sol stable mais que le sol stable est assez proche de la surface du terrain, on peut utiliser des « fondations superficielles ». C'est ainsi que sous les pylônes, on trouvera des semelles en béton résistant très bien à la compression dû au poids du pont.
(Vue de bas)
Par contre, lorsque le sol est totalement instable, dans ce cas on plante de nombreux pieux dans ce sol, le pieu est alors flottant. Par exemple dans le sable fin, la résistance à l'enfoncement est alors provoquée par le frottement des couches de terrain sur la surface latérale du pieu, c'est pourquoi on met beaucoup de pieux de faible diamètre pour multiplier les surfaces de frottements.
Pour remédier aux contraintes liées aux séismes, nous allons prendre l’exemple du pont Rion-Antirion. Ce pont à haubans a été construit en Grèce, sur un terrain propice au tremblement de terre. Pour régler ce problème, les ingénieurs ont construit des amortisseurs géants, pour amortir aux maximum les vibrations générées par ce dernier. Mis à part les soucis de séismes, le terrain s’écartent de 1 cm par an et les ingénieurs ont donc laissé une culée « libre de mouvement » (c’est-à-dire qu’elle n’est juste pas fixée fortement sur la rive) pour ne pas qu’un jour le pont cède.
La dernière contremesure effectuée est la mesure la plus drastique car Le tablier de 27,2 m de large est équipé d'un système de bracons (pièce oblique qui lie le tablier aux piles) fusibles, situé au niveau des piles, qui assure la tenue transversale sous conditions normales et vent extrême (amortissement des vibrations).
En cas de séisme exceptionnel, ces béquilles métalliques cèdent en libérant le tablier qui se transforme ainsi en une balancelle géante simplement suspendue à ses 368 haubans pour éviter la brisure du pont. On peut noter que ce pont a survécu à un séisme de magnitude 6 sur l’échelle de Richter (il est conçu pour résister à un séisme de magnitude 7).