Mettre en place rapidement un ouvrage d’art -notamment grâce au montage à blanc- pour bloquer le trafic le moins longtemps possible, c’est une contrainte habituelle pour les ouvrages routiers… Mais lorsqu’il s’agit d’immobiliser une gare pour poser une passerelle de plus de 100 mètres de long, enjambant 10 voies, la rapidité devient une impérieuse nécessité.

C’est une véritable transformation qui s’opère depuis quelques années dans la gare centrale du Luxembourg. L’objectif : fluidifier la circulation des quelques 1 000 trains qui transitent tous les jours par ce nœud central et augmenter la capacité de la gare centrale. Car tous les jours, ce sont environ 90 000 voyageurs qui empruntent les quais de la gare. Ce grand chantier d’extension de la gare centrale a déjà bien progressé avec la construction de plusieurs quais. C’est une nouvelle passerelle toute vitrée qui est venue remplacer la passerelle existante pour s’intégrer harmonieusement aux structures déjà en place. Les piétons, cyclistes et personnes à mobilité réduite pourront y circuler pour rejoindre Bonnevoie depuis le quartier de la gare, en enjambant les six quais et les dix voies ferrées.

Un savoir-faire déjà reconnu

Bien implantée et reconnue au Luxembourg à travers sa filiale commerciale locale, c’est Metallic Bridges of Belgium (MBB), la filiale belge de Matière^® qui est en charge de l’armature de ce très bel ouvrage. « Nous avions déjà réalisé la première phase des travaux de la gare avec la couverture des quais en 2012, rappelle Olivier Tromme, Responsable de production, Coordinateur en soudage, chez MBB. Nous sommes en charge de la structure métal, des escaliers d’accès aux quais et de l’adaptation des marquises qui rejoignent la passerelle et les escaliers. L’armature est constituée de cinq tronçons et se compose d’un tablier comportant des plaques portantes en acier et d’un système de toiture, cintrée avec une façade en verre courbe. Pour mener à bien ce chantier, nous avons créé une société momentanée avec deux autres entreprises. »

Le montage à blanc pour un produit fini parfait 

L’installation de la passerelle nécessite la mise à l’arrêt de la gare pendant une semaine. Dans ce contexte, tout doit être parfaitement orchestré. Rien ne doit être laissé au hasard afin d’éviter les mauvaises surprises une fois l’armature en métal arrivée sur site. C’est pourquoi MBB a opté pour la réalisation de montages à blanc de l’ouvrage dans son usine en Belgique. « Ce montage à blanc consiste à assembler l’ensemble des composants de la structure métallique de manière provisoire en usine afin de s’assurer que tout est correctement ajusté, précise Olivier Tromme. Chaque tronçon est mis en position, tous les cintres sont montés et des ajustements sont réalisés si besoin. Ce pré-montage permet d’anticiper les éventuels problèmes sur le chantier et de garantir une exécution parfaite sur site. » 

Une construction éprouvée

Le montage à blanc n’est pas le seul savoir-faire déployé par la filiale belge de Matière^® sur ce chantier : le soudage, complexe, nécessite un vrai travail d’orfèvre. « Comme la passerelle est très légère, nous devons bien maîtriser les nombreuses séquences de soudage, analyse Olivier Tromme. C’est essentiel pour veiller à ce que la passerelle garde sa géométrie initiale et finale : l’ouvrage ne doit être ni trop plat, ni trop bombé. »

Et quant à la résistance de la passerelle en verre, aucune inquiétude à avoir : des tests de résistance du vitrage ont été réalisés avec des poids lâchés sur le vitrage, un pneu de 50 kg puis une boule de pétanque de 4 kg lancé depuis l’horizontal ! 

Principales caractéristiques de l’ouvrage d’art

• Longueur : 102 mètres 
• Largeur : 58 mètres
• Poids : 300 tonnes
• Constituée de 5 tronçons de 20 mètres et composée d’un tablier comportant des plaques portantes en acier et d’un système de toiture (type Vierendeel) cintrée avec une façade en verre courbe

Bientôt, une nouvelle bifurcation entre les autoroutes A10 et A71 viendra simplifier la circulation au croisement des deux autoroutes près d’Orléans. Un chantier de grande envergure, qui comprend la réalisation d’un pont courbe de 550 tonnes et 122,9 m de long, le PSI986 (Passage Supérieur et Inférieur), signé Matière^®.

C’est une véritable transformation qui s’opère au nord d’Orléans au niveau de la bifurcation qui relie l’A10 et l’A71. Élargissement des voies de circulation, construction d’écrans acoustiques, réalisation d’un ouvrage d’art neuf, réaménagement de bretelles autoroutières existantes. Ce vaste chantier a pour objectif de renforcer la sécurité des usagers dans un secteur où de nombreux flux de circulation se croisent. Des travaux importants confiés à plusieurs acteurs, dont l’entreprise Matière^® au sein du groupement d’entreprises NGE (Nouvelles Générations d’Entrepreneurs). Sa mission : construire sous circulation autoroutière, un ouvrage d’art non courant en passage supérieur et inférieur (PSI) pour rétablir la branche Vierzon-Tours du nœud autoroutier A10/A71, au-dessus de l’A10 et de la branche Vierzon-Paris. 

Cet ouvrage d’art fait 122,9 m de long et se compose de 2 travées. Il enjambe l’A10 et l’A71 pour permettre aux automobilistes en provenance de Vierzon et d’Orléans depuis l’A71 de rejoindre l’A10 pour se diriger plus facilement vers Tours.

Un pont courbe singulier

550 tonnes ! C’est le poids total de l’ouvrage confié à Matière^®. « Nous avons pris le parti de découper l’ouvrage en 11 tronçons de 5,70 m de large composés de caissons en acier, explique Christophe Vesvres, Chargé d’Affaires, Ouvrages d’Art métalliques, Matière^®. Les caissons sont transportés sur place et assemblés sur la plateforme située, dans le prolongement de l’ouvrage, au nord. C’était la solution la moins risquée pour tenir les délais mais aussi pour maîtriser la géométrie courbe de l’ouvrage final. » En effet, la géométrie courbe de l’ouvrage demande beaucoup de précision au niveau de la soudure. Ce travail difficile, réalisé en extérieur avec les risques d’intempéries, a mobilisé huit soudeurs pendant 12 semaines, sur une durée totale sur chantier de 22 semaines pour le montage et la mise en place de l’ouvrage. 

Deux phases de lançage

Une fois assemblés, les caissons sont mis en place par lancement de deux phases successives. La première a eu lieu fin mars, tandis que la prochaine session est programmée mi-mai pour une livraison de l’ouvrage au génie civil prévue en juin. « Nous poussons la charpente métallique avec un treuil mouflé à l’arrière de l’ouvrage sur la plateforme d’assemblage. Ainsi l’ouvrage se déplace sur des chaises de lançage à patin téflon avec des tôles inox graissées longitudinalement jusqu’au-dessus de sa position finale, précise Christophe Vesvres. L’ouvrage avance à la vitesse moyenne de 20 mètres à l’heure. Nous devons réaliser de nombreuses phases de réglages à l’accostage, des dévérinages des chaises de lançage sur plateforme, etc… pour mener à bien les opérations de lançage, au millimètre. Chaque phase de lançage est opérée la nuit pendant les périodes de coupure de circulation des autoroutes A10 et A71, entre 22 h et 5 h du matin. »

Faciliter l’entretien de l’ouvrage de notre pont courbe

Afin de faciliter l’entretien futur de la charpente métallique, le maître d’ouvrage (COFIROUTE, exploitant de l’autoroute) et le maître d’œuvre ont opté pour un acier autopatinable. Cet acier non peint et plus chargé en cuivre, est un acier résistant à la corrosion atmosphérique par la formation d’une couche superficielle protectrice obtenue par oxydation du fer et d’éléments d’alliage. « C’est un choix pertinent, car la situation du pont au-dessus de l’autoroute dans un nœud ne facilite pas les travaux d’entretien de peinture, souligne Christophe Vesvres. Nous avons fabriqué l’ouvrage avec une surépaisseur sacrificielle de 1 millimètre supplémentaire par face exposée des aciers à résistance améliorée à la corrosion atmosphérique, conformément aux exigences des recommandations de la Note d’information Ouvrages d’Art n°2 « Aciers autopatinables – Recommandations pour leur utilisation en structure des ponts et passerelles » (Cerema/IFSTTAR, avril 2015). 

Maîtriser chaque étape

Pour Christophe Vesvres, cet ouvrage est loin d’être simple. Face aux difficultés, Matière^® applique toujours le même mot d’ordre : anticiper et prévoir chaque étape pour ne rien laisser au hasard. Tout est réalisé en interne, depuis les études de dimensionnement et méthodes de mise en place par lançage, la commande d’acier et la fabrication de la charpente métallique. « Nous maîtrisons parfaitement chaque étape, conclut Christophe Vesvres. C’est un ouvrage particulier qui demande une grande précision de par sa géométrie courbe qui amplifie les risques de déformations.»

Principales caractéristiques de l’ouvrage d’art :

• Un tablier de type caisson mixte ;
• 122,9 m de long et 550 tonnes ;
• Composé de 2 travées (55,5 m et 66 m) ;
• Caisson surmonté d’un hourdis en béton armé de 25 cm à 30 cm d’épaisseur.

L’aménagement en 2×2 voies de la RN 88 pour rapprocher Rodez du Nord-Aveyron, tel est l’objectif du chantier de déviation de l’axe Toulouse-Lyon démarré en septembre 2016 pour le compte du Conseil Départemental de l’Aveyron. Sur le futur tronçon Rodez-Causse Comtal de 7,5 km, aussi appelé « barreau de Saint-Mayme », 12 ouvrages d’art sont à bâtir.

Liaison Rodez-Comtal : donner du souffle à l’Aveyron

L’important chantier du barreau de Saint-Mayme, depuis la rocade de Rodez jusqu’au Cause Comtal se poursuit. Cette voie nouvelle de 7,5 km est destinée à désengorger l’entrée et la sortie de Rodez vers le Nord-Aveyron où transitent quelques 24.000 véhicules chaque jour. Cette déviation permettrait de diviser ce chiffre par deux : moins de trafic et donc moins d’accidents. Le projet, estimé à 25 M€, dont le Conseil Départemental de l’Aveyron est maître d’ouvrage. 

Réalisation de deux ouvrages d’art en béton préfabriqué à Rodez

Parmi les 12 nouveaux ouvrages d’art qui jalonnent l’axe routier, deux ont été attribués à l’entreprise Matière^®. La réalisation du passage inférieur de Combes, entre la rocade de Saint-Mayme et le Causse Comtal, concilie architecture, ingénierie et paysage. Les équipes béton ont apporté et posé cet ouvrage en béton préfabriqué de type CM4 – au piédroit de 64 m², à la voûte de 20 m² et à l’épaisseur de 26 cm – qui s’étend sur 80 m de long. 

638 m³ de béton préfabriqué, 154 m³ de béton chantier et 82 tonnes d’acier HA ont été nécessaires à sa construction qui comprend également la réalisation des remblais techniques contigus et des murs en ailes en pierre encagées (faisant partie d’un remblai renforcé).

Ouvrages d’art de forme voûtée : une technologie brevetée 

Le système de voûte composé d’éléments préfabriqués en béton armé est particulièrement approprié pour la construction d’ouvrages d’art sous fortes hauteurs de remblai. En effet, la technologie des ponceaux voûtés est utilisée pour la construction d’ouvrages voûtés, découpés longitudinalement et transversalement. Elle a l’avantage de reprendre plus de charges avec des épaisseurs d’ouvrages diminuées, jusqu’à plus de 48% pour le passage inférieur des Combes. En outre, elle permet d’offrir des gabarits pour passage inférieur routier de plus de 10 mètres de largeur et 5 mètres de hauteur.

Plus de 8000 ouvrages d’art ont d’ailleurs été conçus, fabriqués et posés depuis plus de 20 ans par Matière^® à partir de cette technologie brevetée. 

Limiter la hauteur de remblai au service de la durabilité 

À l’origine, la réalisation du passage inférieur sous routes des Combes devait être un pont en arc en plein cintre. Mais, la forte hauteur de remblai (plus de 15,6 mètres) et les surcharges sur traverse supérieure ont conduit l’entreprise Matière^® à proposer une variante modifiant la géométrie de la voûte. 

La réalisation d’un pont en arc d’ogive, plutôt qu’en demi-cercle, permet en effet de mieux répartir les efforts. Cette structure formée de deux arcs de cercle se coupant à la clef a l’avantage de réduire les efforts horizontaux avec des épaisseurs d’ouvrages diminués. 

Outre une meilleure stabilité de l’ouvrage, la solution apportée a permis de produire une structure de 26 cm d’épaisseur au niveau de la voûte (au lieu de 50 cm), réduisant significativement le volume de béton nécessaire. « Des économies notables de l’ordre de 200 m3, soit 240 K €, selon Didier GENNARO, Chargé d’affaires, qui a dirigé les travaux.

Un chantier aux solutions économiques notables

Une autre solution performante, cette fois-ci pour alléger les remblais routiers : la substitution d’un remblai classique par un remblai 20 fois plus léger et avec une forte résistance en compression afin de limiter les efforts verticaux et latéraux exercés sur l’ouvrage tout en améliorant sa stabilité. 

En outre, les pièces de béton préfabriquées livrées au chantier se devaient en effet de comporter une précision irréprochable, de manière à ce que l’installation soit réalisée dans les délais impartis. 

Ces choix particulièrement judicieux ont permis de réduire le temps de construction et de transport sur le chantier et de limiter au maximum les délais d’intervention. L’économie globale, en termes de gains de temps/homme, est ici manifeste.

Le béton préfabriqué : une réponse adaptée aux ouvrages d’art

Les éléments en béton préfabriqués entrent de plus en plus massivement dans la conception des ouvrages d’art. Un succès qui s’explique pour plusieurs raisons : la qualité élevée d’une technique très au point, la simplicité de mise en œuvre et le gain de temps sur chantier. 

De manière générale, un ouvrage en béton préfabriqué est moins coûteux qu’un ouvrage classique réalisé sur site qui plus est, dans le cas de fortes contraintes de planning et/ou environnementales et lorsque l’optimisation de leur structure est réalisable techniquement. 

En outre, la fabrication contrôlée en usine des éléments en béton armé, difficilement réalisables sur site, permet de rendre les chantiers plus sûrs et plus rapides, avec des économies de ressources notables comparées aux solutions traditionnelles, tout en répondant aux contraintes de leur utilisation et du marché. Ceci grâce aux optimisations structurelles, aux matériaux utilisés et aux modes de fabrication.

Si le béton armé est plus économique que bien d’autres matériaux de construction, il est également plus imposant, plus durable, plus résistant et surtout nécessite très peu d’entretien.

• La construction en béton préfabriqué est moins coûteuse et plus facile à mettre en œuvre
• La qualité des éléments en béton préfabriqué est sûre et fiable.
• Les éléments en béton préfabriqués sont durables et respectueux de l’environnement. 

Solidité, facilité et rapidité de mise en œuvre, économie… Les pièces en béton préfabriquées sont incontournables dans la construction d’ouvrages d’art moderne. Ces systèmes constructifs sont performants pour des durées d‘utilisation d’ouvrages élevées et des conditions de service sévères. 

Grâce à son savoir-faire sur le béton préfabriqué, Matière^® participe actuellement à la formidable aventure humaine et technique qu’est la construction du Contournement Ouest de Strasbourg (COS). Ce projet qui s’étire sur 24 km en 2×2 voies pour un investissement de près de 553 M€, est destiné à désengorger l’A35. Il est mené par Vinci, dont la filiale Arcos, société concessionnaire, assure la maîtrise d’ouvrage. 

24 km d’autoroute, 2 viaducs monumentaux, 553 M€ d’investissement

La construction du Contournement Ouest de Strasbourg (COS) est un véritable défi logistique et technique. En effet, 47 ouvrages de franchissement et 3 ouvrages d’art exceptionnels jalonnent le parcours des 24 km (le viaduc de Vendenheim de 456 m, le viaduc de la Bruche de 462 m et la section couverte de Vendenheim de 295 m), sans compter 2 échangeurs et 2 raccordements autoroutiers. 

La réalisation des travaux qui se déroule simultanément sur l’ensemble du tracé est complexe et les contraintes rencontrées diverses : routes, chemins, cours d’eau, réseau SNCF, espèces protégées, etc. La réalisation de pas moins de 15 d’ouvrages d’art préfabriqués en béton armé a été confiée à l’entreprise Matière^®. 

15 ouvrages d’art en béton préfabriqué clés en main confiés à Matière^® sur le Contournement Ouest de Strasbourg

Ce projet, le plus important chantier autoroutier à l’heure actuelle en France, étant singulier, la réalisation de 15 ponts préfabriqués en béton livrée clé en main a été confiée à Matière^®. Grâce à son savoir-faire en conception d’ouvrages, fabrications complexes et expertises à la mise en œuvre, l’entreprise s’est positionnée en partenaire dès l’amont du projet. 

De fait, les équipes Matière^® ont proposé les solutions les plus pertinentes et analysé les techniques les plus appropriées. Le dialogue avec la maitrise d’œuvre Ingérop a également été constant lors de la phase d’exécution pour optimiser les méthodes, les délais et garantir la qualité des ouvrages réalisés.

Un cahier des charges exigeant et une logistique rigoureuse

Les grands enjeux de la construction du COS étaient clairs : impératif de qualité et de respect des délais. Concrètement, la priorité pour la maîtrise d’œuvre est de réaliser le plus rapidement un axe continu sur le tracé afin d’y opérer les terrassements en grande masse (plus de 4 millions de m³ de terre seront déplacés). Dans la grande majorité des cas, le trafic routier doit être maintenu sur les voiries existantes pendant le chantier, tout en garantissant la sécurité des usagers et des ouvriers. 

C’est pour gagner en temps sur la réalisation et réduire au minimum les aléas et servitudes dus au maintien de la circulation, qu’il est fait appel à de nombreux éléments en béton préfabriqué réalisés en usine, acheminés et montés sur site sur leur emplacement définitif.

Des particularités qui ont entraîné une facilité de mise en œuvre et un gain de temps dans la pose sur le chantier pouvant atteindre deux mois par ouvrage.

Les ouvrages d’art en béton préfabriqué : de multiples atouts pour le Contournement Ouest de Strasbourg

Les avantages de la construction d’ouvrages d’art en béton préfabriqué sont multiples. Le succès de ce système constructif performant s’explique en effet pour plusieurs raisons : qualité, délais d’exécution et absence de gêne sur le chantier. Si ce matériau est plus économique que bien d’autres matériaux de construction, il offre également une qualité élevée. Parmi ses avantages : 

• La construction en béton préfabriqué est moins coûteuse.
• La qualité des éléments en béton préfabriqué est sûre.
• Les éléments en béton préfabriqué sont durables et respectueux de l’environnement. 

15 ouvrages d’art entièrement préfabriqués dont 11 structures Opticadre et 12 Ponts à Poutres

Pour le chantier COS, les ouvrages d’art en béton préfabriqué ont nécessité une fabrication sur mesure de quelques 700 éléments en béton préfabriqué, soit près de 5000 m³ de béton. Sur les 15 ponts confiés à Matière^®, 11 sont des ouvrages Opti Cadre formant des sections rectangulaires fermées et 4 sont des ouvrages voûtés de type Conduit Matière^®.

Constitués de poutres en T de portées atteignant plus de 25m et pour des passages supérieurs de une à quatre travées, les différents ouvrages réalisés sont des passages surplombant des autoroutes ou leurs bretelles, des routes départementales, des chemins ruraux, des passages à usage mixte, agricole et hydraulique. La fabrication des 460 poutres mesurant jusqu’à 26 m de longueur a été confiée à l’usine Matière^® de Brive la Gaillarde (47). Elles ont ensuite été livrées sur site par convois routiers exceptionnels. 

La réalisation de ces ouvrages d’art en béton préfabriqué clés en main a pu être menée dans les meilleures conditions. Si l’épidémie de Covid-19 a entraîné un contretemps dans le calendrier, la mise en service du contournement ouest de Strasbourg est prévue d’ici à la fin 2021. 

Parmi les 15.000 ouvrages réalisés dans plus de 60 pays par Matière^®, le pont Raymond Barre au cœur de Lyon est sans doute le plus spectaculaire, tant par sa forme que ses mensurations. Avec ses 260 mètres de long, ses 17,5 mètres de large et ses 3400 tonnes, l’ouvrage d’art se distingue par sa structure dissymétrique de type bow-string. Retour sur l’un des plus grands chantiers Matière^® de la décennie.

Perpétuant la mémoire d’un homme d’État visionnaire, le pont Raymond Barre se distingue par ses deux grands arcs allongés de 150 mètres inclinés vers l’extérieur, qui s’élancent au-dessus du Rhône. Sa large travée centrale, la plus longue de Lyon, dessine un mouvement de biais et offre une vue unique sur la Confluence, tout particulièrement la nuit.

Quand l’asymétrie d’un pont se fait harmonieuse

Dans la ville de Lyon où les ponts sont déjà nombreux, cet ouvrage particulièrement élégant, au design soigné, est réservé aux circulations douces (tramway, piétons, cycles). Reliant les quartiers de Confluence et de Gerland, ses proportions ont été étudiées avec habileté, en harmonie avec le bâti alentour afin qu’il s’intègre le mieux possible dans le paysage. 

Le pont Raymond Barre conçu par l’architecte Alain Spielmann répond à la technique du bow-string. Son esthétique particulière – arcs de dimensions variables, câbles rayonnants et organisation dissymétrique – en fait un ouvrage d’art raffiné. Il se distingue par la finesse de son tablier et l’inclinaison à 10° comparée à la verticale de ses deux arcs ouverts vers le ciel.

Un chantier exceptionnel pour un ouvrage complexe

Le pont Raymond Barre est un ouvrage d’une géométrie complexe. Dès le début du chantier, notre fil rouge est de respecter les délais particulièrement serrés, d’où des moyens matériels en conséquence et une souplesse d’adaptation de nos outils de production pour tenir les plannings. 

Loin d’être suffisants, ce sont avant tout les compétences et les valeurs humaines qui ont importé. Les équipes Matière^® ont eu à cœur d’apporter les meilleures solutions techniques à chaque étape : depuis la conception de l’ossature métallique, en passant par les études d’exécution et jusqu’à la pose du tablier nécessitant une forte maîtrise des risques. 

Pont Raymond Barre : une somme de défis techniques

Afin de limiter l’impact sur la navigation fluviale, le chantier a pris place sur les deux rives du Rhône. 70 personnes ont procédé au montage de la travée Ouest et la travée centrale sur l’aire du port Édouard Herriot, à environ 1 km au sud de son lieu d’implantation (cette phase requiert habituellement 10 à 15 personnes). Construit sur banc d’assemblage et non à partir de poutres reconstituées soudées (PRS), chaque tôle est montée sur gabarit, chaque pièce a une géométrie différente.

Autre défi et sans doute l’opération la plus spectaculaire et la plus délicate à gérer : la pose de l’ouvrage et le raccordement des trois travées jusqu’à l’emplacement du pont. L’acheminement d’un tel ouvrage – 2500 tonnes pour des dimensions de 170 mètres x 30 mètres x 20 mètres – a nécessité une précision millimétrique exceptionnelle. 

L’acheminement fluvial et la descente sur appuis des différentes parties du pont ont été organisés en trois temps par nos équipes impliquées : 

1. Le tablier central long de 150 mètres a été charrié par une barge jusque sur le site d’installation. 
2. La barge amarrée aux berges du Rhône par de nombreux ancrages est pivotée afin de rentrer entre la culée C0 et la pile P1. 
3. Le tronçon central du pont est ensuite positionné à sa place définitive, puis descendu par dévérinage sur ses supports. Surélevé à la bonne hauteur, le bow-string vient s’imbriquer sur les piles construites pour l’accueillir. 

La navigation a été interdite sur le Rhône pendant les 30 heures nécessaires à l’opération. 

Inauguré le 19 février 2014, le pont Raymond Barre aura nécessité deux ans de travaux. C’est un nouvel exemple de l’expertise Matière^® en matière d’architecture et d’ingénierie obéissant à deux règles d’or : l’innovation et le goût du travail bien fait.

Le pont Raymond Barre en chiffres

4200 m³ de béton 

3050 t d’aciers pour la charpente métallique

264 ml : longueur de l’ouvrage 

17,50 m : hauteur des arcs par rapport au tablier

3 travées : 36,90 m / 152,40 m / 50,80 m ;

Pile P1 au milieu du Rhône réalisée dans un batardeau de 15 m de profondeur et de surface 350 m².

1500 fondations sur pieux

40 mois de travaux, dont 11 mois de fabrication en usine et 9 mois de travaux d’assemblage sur la plateforme.

Coût : 19 millions d’euros HT