Fiche de révision : Conception des ouvrages d’art

📋 Plan du Cours

1. Définition et catégories de ponts
2. Vocabulaire et géométrie des ponts
3. Choix du type de pont
4. Fonctions et éléments des culées
5. Joints de chaussée et mouvements
6. Piles et fondations des ouvrages
7. Classification et réalisation des pieux
8. Poussée et butée des sols
9. Murs de soutènement et stabilité
10. Drainage et soutènements de culées

📖 1. Définition et catégories de ponts

🔑 Notions clés & Définitions

• Ouvrage d’art : Ouvrage de franchissement d’obstacles, comme un pont, un viaduc ou un aqueduc, ou de protection d’une route, comme un mur de soutènement ou un pare-avalanches.

📝 Points essentiels

• Les ponts courants représentent environ 75 % du patrimoine des ouvrages d’art en nombre.

📌 La circulaire n° 94-56 du 5 mai 1994 classe comme non courants les ponts ayant au moins une travée de portée supérieure à 40 mètres, les ponts dont un tablier dépasse 1 200 mètres carrés, les ponts mobiles, les ponts-canaux et les ouvrages de conception particulièrement difficile.

💡 Astuce mémo

Courant : majorité des ouvrages ; non courant : seuils dépassés ou conception difficile

📖 2. Vocabulaire et géométrie des ponts

🔑 Notions clés & Définitions

• Travée : Une travée est la partie d’un pont comprise entre deux appuis successifs.
• Portée déterminante : La portée déterminante est la portée maximale d’un pont.
• Élancement : L’élancement est le rapport entre l’épaisseur du tablier et la portée déterminante.

📝 Points essentiels

• Les éléments de vocabulaire représentés sur un pont comprennent :
  • le tablier
  • les piles
  • les culées
  • les travées
  • les portées
  • les ouvertures

📖 3. Choix du type de pont

★ À maîtriser

• Le choix d’un type de pont dépend des contraintes de mise en œuvre, notamment la circulation et la présence d’un cours d’eau, ainsi que de son domaine d’emploi en portée.

• Les principales familles de ponts courants présentées sont :

  • les ponts-dalles
  • les ponts à poutres
  • les portiques
  • les cadres

• Pour le pont de Ponteil, le choix retenu est une dalle précontrainte de type PSI DP à large encorbellement ou PSI DE, dite dalle élégie.

Compléments

📌 Un passage supérieur se situe au-dessus de la voie de référence, tandis qu’un passage inférieur porte la voie de référence sur le pont ; un passage supérieur ou inférieur peut correspondre aux deux situations selon la référence choisie.

• Pour le pont de Ponteils et Brésis, une longueur totale de 65 mètres entre axes des culées et une pile imposée dans le lit majeur conduisent à deux travées identiques de 32,5 mètres et à un balancement égal à 1.

📖 4. Fonctions et éléments des culées

🔑 Notions clés & Définitions

• Sommier : Le sommier est la partie supérieure de la culée qui supporte les appareils d’appui du tablier.

★ À maîtriser

• Les culées servent d’appui d’extrémité, assurent la liaison entre l’ouvrage et la terre ferme et peuvent également jouer le rôle d’ouvrage de soutènement.

Compléments

• La dalle de transition assure la liaison entre l’ouvrage et les voies établies sur terre.

• Une culée peut comprendre :
  • un mur de front
  • des murs en retour
  • un mur garde-grève
  • un sommier
  • un patin de semelle
  • un talon de semelle

📖 5. Joints de chaussée et mouvements

★ À maîtriser

• Les variations longitudinales du tablier dues à la température, au retrait, au fluage et aux charges appliquées sont prises en compte par des joints de chaussée placés aux extrémités, dont le choix dépend du souffle et du trafic.

Compléments

• Les joints de chaussée présentés comprennent : les joints à peigne, les joints à lèvres ou à hiatus, les joints à revêtement amélioré en bitume élastomère

💡 Astuce mémo

Variations du tablier → joints aux extrémités

📖 6. Piles et fondations des ouvrages

🔑 Notions clés & Définitions

• Pile : Une pile est un appui intermédiaire d’un pont.
• Fondation : Une fondation distribue dans le sol l’ensemble des charges de l’ouvrage.

★ À maîtriser

📌 Une fondation correctement dimensionnée évite les tassements importants, conformément à l’état limite de service, et la rupture du sol, conformément à l’état limite ultime.

Compléments

• Une pile peut comporter : une semelle de fondation, un chevêtre, une superstructure en forme de voile ou de fûts

• Pour le pont de Ponteil, le schiste sain est le sol de bonne qualité retenu pour porter les piles et les culées sans rupture ni tassements préjudiciables.

📖 7. Classification et réalisation des pieux

★ À maîtriser

📐 Formule - Le rapport d’élancement d’une fondation est $D/B$, où $D$ est la profondeur d’encastrement et $B$ la largeur de la fondation.

📌 Les fondations sont superficielles lorsque $D/B < 1.5$, semi-profondes lorsque $1.5 < D/B < 5$ et profondes lorsque $D/B > 5$.

• Les familles de pieux présentées sont :
  • les pieux forés simples
  • les pieux forés à la boue
  • les pieux forés tubés
  • les pieux tubés battus
  • les pieux à la tarière creuse ou continue

Compléments

• Dans une fondation superficielle, les charges de l’ouvrage sont transmises au sol par la semelle, et le sol sous la fondation ne doit pas être affecté par le gel.

📌 Les pieux se répartissent en deux familles : ceux mis en place avec refoulement et ceux mis en place sans refoulement.

📖 8. Poussée et butée des sols

🔑 Notions clés & Définitions

• Poussée active : La poussée active est l’effort exercé par le sol lorsqu’il se décomprime contre un soutènement, et son intensité dépend de la hauteur de sol stabilisée.
• Butée passive : La butée passive est une résistance mobilisée par le sol surcomprimé devant un soutènement.

📝 Points essentiels

• La mise en fiche d’un soutènement permet une plus grande stabilité en mobilisant la butée du sol.

💡 Astuce mémo

Sol décomprimé : poussée active ; sol surcomprimé : butée passive

📖 9. Murs de soutènement et stabilité

★ À maîtriser

• Les familles de soutènement présentées sont :

  • le mur poids
  • le mur cantilever en béton armé
  • l’écran non ancré
  • l’écran ancré
  • le massif renforcé

• Les trois modes majeurs d’instabilité externe d’un mur de soutènement sont :

  • le renversement
  • le glissement
  • le poinçonnement

Compléments

• La semelle d’un mur cantilever est décentrée et la zone de sol portée par la semelle contribue à stabiliser le mur contre le renversement et le glissement.

• Une bêche permet d’accroître la stabilité d’un mur de soutènement contre le glissement.

📖 10. Drainage et soutènements de culées

🔑 Notions clés & Définitions

• Terre armée : La terre armée est un système de soutènement dont la stabilité résulte du frottement du sol sur des armatures métalliques plates et crénelées reliées à des écailles de béton.

★ À maîtriser

📌 La poussée de l’eau s’ajoute aux actions des sols sur un mur de soutènement lorsque la nappe phréatique se trouve derrière celui-ci.

📌 Un mur de soutènement doit comporter un système de drainage et d’évacuation des eaux accumulées derrière lui afin d’éviter les surpressions, principales causes de sinistres selon le cours.

Compléments

• Le dispositif de drainage représenté comprend : un remblai très perméable, un film anti-contaminant, des barbacanes de diamètre 100 mm espacées tous les 4,00 m, un drain, une étanchéité

• Les palplanches sont des profilés en acier laminé de longueur maximale 27,00 mètres, mis en fiche par battage, vibrofonçage ou d’autres méthodes.