Remplacement des haubans et réparation du pont du Pertuiset

2.      Les conférences

2.1.Genèse du projet
Yves DADOLE, a présenté le Département de La Loire ainsi que le pont du Pertuiset, ouvrage haubané dissymétrique de 132 m de port
Le Département de La Loire compte 760 000 habitants et 800 M€ de budget (en 2018) partagé en deux parties, pour la part de fonctionnement (700 M€) et pour la part d’investissement (90 M€). Le Département possède un réseau de 3 800 km de routes départementales (2/3 en zone de montagne) dont 1200 km de routes principales et 2 600 km de réseau secondaire. Son territoire possède 2000 ouvrages d’art (murs de soutènement, ponts, 17 ponts sur la Loire et 2 barrages hydroélectriques). Le pont du Pertuiset vient, en 1989, remplacer l’ancien pont suspendu
du même nom datant de 1934.  C’est un pont qui n’a pas vieilli comme prévu puisque depuis 1988, les flèches du tablier n’ont cessé d’augmenter. C’est en 2014, que le groupement ARCADIS– SIXENSE CONCRETE a commencé une étude de comportement puis une phase de recalcul de l’ouvrage. Le projet de réparation mis au point, les travaux de remplacement des haubans ont pu débuter en 2017 pour une fin prévue en 2019.

Ces travaux sont assurés par l’entreprise FREYSSINET.  Durant ces travaux, le pont est inaccessible aux véhicules sur certaines plages horaires. Il est complètement interdit aux poids lourds.

2.2.Description de l’ouvrage

Le pont possède 2 x 13 haubans qui soutiennent la travée qui enjambe la Loire et 2 x 10 haubans de retenue ancrés dans un massif contrepoids situé sous un rond-point giratoire situé en rive droite de la Loire.
Le tablier est large de 14 m à 2 nervures longitudinales avec des entretoises tous les 4m.
Le pont est précontraint longitudinalement (en partie supérieur des nervures et à l’extérieur entre les nervures). Il existe aussi une précontrainte transversale (au droit de chaque entretoise). Il est composé de béton B60 avec ajout de fumées de silice.

 Le pylône en forme de Y renversé mesure 56m de haut.
Il est bâti avec du béton B40 avec ajout de fumées de silice.

2.3. Diagnostic de l’état du pont

Les équipes d’ARCADIS et de SIXENSE CONCRETE ont réalisé un diagnostic basé sur l’analyse des archives et sur des relevés de mesures in situ :

–       inspection détaillée de l’ouvrage,

–       mesure de tension de tous les
haubans par la méthode vibratoire,

–       diagnostic des bétons,

–       nivellement de l’ouvrage,

–       mesure de la réaction d’appui en
culée rive gauche. 

L’ensemble des notes de calcul d’exécution (1987-1988) ont été retrouvées, ce qui a permis de réaliser un recalcul précis de l’ouvrage. Ces notes ont fait apparaître que certains cas de charge n’avaient pas été pris en compte (surcharge de piétons,
cas de rupture ou remplacement de haubans…).

Le diagnostic résultant fut assez préoccupant :

–     flèche du tablier mesurée en 2014 (13 cm) plus de 4 fois supérieure à la flèche théorique (environ 3 cm). Cette flèche ne cesse d’augmenter depuis les premières mesures faites à l’issue de la construction.

–       dispersion importante des tensions des torons d’un même hauban ;

–       dépassement des contraintes pour certains torons ;

–       effets de battement de certains torons sous le vent ;

–       importantes venues d’eau dans les ancrages bas ;

–       dégradation des gaines individuelles des torons et corrosion de certains torons,

–     dépassement de la réaction d’appui sur la culée en rive gauche,

–    dépassement des critères réglementaires de traction et compression du béton en fibre inférieure des poutres du tablier.

De plus, le diagnostic révèle la nécessité de réaliser des travaux de maintenance et réparation « classiques » : reprises locales du béton, changement des appareils d’appui, changement du joint de chaussée…

Les causes identifiées sont les suivantes :

–   effets de retrait-fluage du béton du tablier moins rapides qu’anticipé dans les études de 1987-1988 conduisant à une large augmentation de la flèche du tablier, un dépassement des contraintes dans le béton des poutres et de la réaction d’appui sur la culée en rive gauche,

–   les haubans sont équipés de torons parallèles individuellement gainés mais sans protection par une gaine
générale, ce qui conduit à des infiltrations d’eau dans les ancrages bas et à une dégradation des gaines exposant les torons à la corrosion,

–       la technique de mise en œuvre des torons en 1988 n’utilisait pas le système de l’isotension^® (pas encore mise au point à l’époque), ce qui a conduit à une dispersion importante
de tension entre les torons d’un même hauban.

2.4. Solutions apportées

Pour pallier les divers problèmes et assurer la pérennité de l’ouvrage, ARCADIS a proposé la mise en place d’une précontrainte additionnelle longitudinale et transversale sur le tablier associé à un
remplacement complet des haubans.
Les nouveaux haubans sont constitués de torons gainés, cirés, galvanisés, d’une résistance à
la traction de 1860 MPa (contre 1770 MPa pour les anciens) et sont protégés par une gaine générale en PEHD.

 La précontrainte additionnelle sous le tablier a été mise en œuvre en utilisant des câbles longitudinaux (2x27T15) avec déviation au niveau de 2 voussoirs. Le renforcement des entretoises concernées a donc alors été nécessaire via d’autres câbles transversaux et un engraissement en béton projeté.

 Au niveau de la culée rive gauche, des massifs de fondation sur micropieux de diamètre 200 mm ont été liaisonnés au chevêtre existant afin de soulager les pieux existants.

2.5. Les travaux de remplacement des haubans

Lors de la journée AFGC, la phase de remplacement
des haubans était en cours. Les accès aux ancrages des haubans se font par une passerelle sous le tablier et un échafaudage provisoire sur le pylône.

Le remplacement des haubans est réalisé par paire.
Le cycle de remplacement d’une paire dure en moyenne une semaine et se déroule comme suit :

–       Découpe de l’ancien hauban toron
par toron,

–       Dépose des ancrages hauts et bas,

–       Pose des nouveaux ancrages et plaques
d’adaptation à l’existant,

–       Hissage de la gaine avec son
toron maître,

–       Enfilage et mise en tension toron
par toron avec le système Isotension^®.

3.      Conclusion

Suite aux présentations, quelques questions ont suscité divers échanges, notamment, le retour d’expérience sur les haubans qui ont été démontés. Ce REX fut positif, et a confirmé le modèle de calcul utilisé.
Ainsi cette manifestation a permis un aperçu des attentes, contraintes et des spécificités techniques d’un tel projet pour le département de la Loire. Les échanges se sont poursuivis durant un convivial repas et sur le terrain.

Compte-rendu réalisé par Benjamin CHARLES, Lois DURANTON et Théo MOLIN, étudiants au département Génie Civil et Construction Durable de l’IUT1 de l’Université Grenoble Alpes (UGA) et complété par Jean-Michel ODIN (ARCADIS).