Un pont permet de franchir un obstacle, un accident de relief ou un cours d’eau. Les ponts de constructions métalliques sont en général qualifiés d’ouvrage d’art tellement leur technicité et leur esthétique sont extraordinaires. Les ponts étaient d’ailleurs un symbole de puissance et de richesse du pays. En effet, leur construction coute chère, requièrent beaucoup d’expertise et de savoir-faire techniques. Combien de ponts connaissons-nous sans même les avoir vus ?
L’histoire du pont en métal
Les ponts métalliques sont réalisés en métal plus précisément en fer, en fonte ou en acier. La fonte fut le premier matériau moderne utilisé pour la construction de ponts dès la fin du XVIIIe siècle en Angleterre. Le Iron Bridge (Pont de fer), premier pont métallique construit en 1779, est fait de fonte (un des alliages du fer) et permet de traverser la rivière Severn à Coalbrookdale. Avec la Révolution Industrielle, au XIXe siècle, le fer devient le composant majeur des ouvrages métalliques. En France, c’est le pont des arts à Paris, construit en 1803 qui marque l’apparition des ouvrages métalliques dans le pays. Le développement du réseau ferroviaire et l’avènement de l’acier avec ses bonnes performances donnera lieu à la multiplication des ponts métalliques.
La Conception architecturale du pont métallique
La conception d’un pont requiert un long travail préalable délégué au bureau d’études afin de déterminer le meilleur pont possible en fonction des contraintes : nature et ampleur de l’obstacle à franchir, l’environnement, les coûts, les délais etc.
La science des ponts
Bien avant que le béton armé fasse son apparition et vienne fortement concurrencer l’utilisation du métal, les matériaux utilisés pour les ponts métalliques étaient l’acier, le fer et la fonte.
Si les premiers ponts étaient construits en fonte, puis en fer, aujourd’hui, l’acier est le matériau incontournable des ouvrages métalliques comme les ponts. L’acier, possédant des caractéristiques mécaniques bien supérieures à celles du fer, a permis un allégement des structures. L’acier possède en outre une limite d’élasticité lui conférant une plus grande résistance à la rupture que le fer ou la fonte et permet de repousser les limites structurelles d’un tel ouvrage. En effet, le pont métallique, comme tous les ponts, est soumis à des forces mécaniques appelées forces de flexion, de traction et de compression. Ces forces varient selon le type de pont.
La force de compression pousse et agit par écrasement. A contrario, la force de tension tire et agit par étirement. La force de flexion est une combinaison des deux et courbe l’objet. Citons également les forces de torsion qui vrille et de cisaillement qui coupe le métal en deux. Ces dernières seront les plus dangereuses puisqu’elles amèneront le pont à se briser. Cependant, les conditions climatiques devraient vraiment être extrêmes pour que ces forces agissent sur un pont.
Autre phénomène relatif aux ponts : la résonance. Ce phénomène physique fait référence à la fréquence vibratoire du pont. Si d’aventure, le pont était soumis est la même fréquence vibratoire que sa fréquence propre, il se mettrait à osciller et vibrer entrainant la rupture.
La solidité du pont peut être ébranlée au cours du temps. On voit apparaître des fissures ou des déconsolidations d’assemblage. La corrosion notamment du métal joue un rôle important dans les fragilités d’un pont. C’est pourquoi, l’entretien des ouvrages par des opérations de maintenance régulières, est nécessaire.
les différents types de ponts métalliques
Traditionnellement, on distinguait à l’origine trois familles de structures de ponts. Chaque structure permet de supporter le poids du tablier, l’élément qui supporte les charges du trafic routier ou du transport ferroviaire :
• Les ponts à poutres : le tablier est porté par une ou plusieurs poutres droites qui s’appuient sur des piles.
• Les ponts en arc : la partie inférieure du pont est en forme d’arc.
• Les ponts suspendus : le tablier du pont est suspendu par des câbles placés en hauteur et soutenus par des tiges de suspension verticales.
A ces trois structures sont venus s’ajouter :
• Les ponts de type haubanés où le tablier est suspendu par des câbles obliques appelés haubans et dont une extrémité est tendue sur des pylônes, l’autre fixée à intervalles réguliers sur le tablier.
• Le pont en treillis : les poutres latérales sont composées de barres métalliques assemblées en treillis. Dans le génie civil, le treillis est l’assemblage d’un ensemble de barres verticales, horizontales et diagonales qui forment plusieurs triangles. Le treillis permet de réduire la déformabilité de la structure.
Les ponts métalliques remarquables
Citons notamment le viaduc de Millau, sublime ouvrage d’art en acier et béton qui est un bel exemple des possibilités extraordinaires offertes par les technologies actuelles pour les ponts. Le tablier est entièrement réalisé en acier grâce à un système à dalle orthotrope. Ce pont vertigineux à haubans surplombant la vallée du Tarn donne le vertige.
Autre viaduc en acier, le viaduc de Viaur sur la ligne ferroviaire de Castelnaudary en Averyon. Telle de la dentelle, l’acier de ce pont se déploie en arc au-dessus de la vallée du Viaur. Ce pont a d’ailleurs été inscrit au titre des monuments historiques. Enfin, il serait impossible de ne pas citer le viaduc de Garabit, dessiné par Gustave Eiffel, et permettant le passage des gorges de la Truyère dans le Cantal.
Côté pont suspendu, le Golden Gate de San Francisco est sans doute le plus connu de tous les ouvrages métalliques avec ses tiges perçant le fog et sa belle couleur rouge. Autre pont suspendu qui donne des frissons : le pont de Siduhe, en Chine. Ce pont est à ce jour le plus haut du monde. Il culmine à près de 500 m de hauteur par rapport à la route de vallée en contrebas.
Aujourd’hui, l’élégance du métal se retrouve partout : ponts mais également passerelles et autres viaducs. Majesté et splendeur définissent nombre de ces ouvrages d’art faits de métal et dispersés partout dans le monde. Ils façonnent le paysage et donne aux voyageurs une impression de flotter.
