Architecture Ouvrages d'art

Le bois revient en force

Mots clés : Acier - Béton - Bois - Ouvrage d'art - Travaux publics

Sous-employé durant des décennies, au profit du béton et de l’acier, ce matériau naturel retrouve lentement sa place dans le domaine du génie civil.

A la faveur de la prise de conscience écologique, le bois a retrouvé ses lettres de noblesse dans le bâtiment. Ce n’est pas encore le cas dans le secteur des travaux publics qui mène actuellement des chantiers-tests en vue d’une production à l’échelle industrielle. « Le regain d’intérêt pour ce matériau s’explique, d’une part, par son abondance – en France, la superficie forestière augmente de 0,7 % par an – et, d’autre part, par son caractère renouvelable », indique Philippe Jandin, directeur de projets au Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement (Cerema). « Si l’on souhaite construire des ouvrages d’art en limitant au maxi, le bois est une solution. A condition que les maîtres d’ouvrage soient convaincus de la pertinence technico- économique de ce matériau », précise Yves Krattinger, président de l’Institut des routes, des rues et des infrastructures pour la mobilité (Idrrim).

Pour prendre ce virage, la communauté routière pourra s’appuyer, dès l’an prochain, sur les deux guides pratiques et méthodologiques qui seront publiés par le Cerema. Toutefois, si les freins au développement du bois dans le génie civil sont a priori technico-économiques, ils sont peut-être aussi – et avant tout -culturels, voire psychologiques. « Il faut que les mondes du béton et du bois, qui ont pris l’habitude de travailler séparément, œuvrent ensemble. Et pour cela, de nouvelles habitudes doivent être instaurées. Il faudrait notamment pouvoir s’appuyer sur une littérature scientifique et technique solide, qui aujourd’hui, contrairement au béton, fait cruellement défaut dans le secteur du bois », explique Pierre Corfdir, chef du Centre des techniques d’ouvrages d’art au Cerema.

Un bon allié pour des constructions durables. Pour ses promoteurs, le bois est une ressource qui présente bon nombre d’avantages. Abondant et renouvelable, il est aussi local, puisque quasiment présent sur tout le territoire national. De fait, son transport et, corrélativement, sa transformation s’en trouvent facilités.

De plus, ses propriétés physiques (mécaniques, thermiques et acoustiques) en font un bon allié pour des constructions durables – dans tous les sens du terme. Enfin, facile à travailler et pouvant contribuer à une grande variété de formes et de structures, il s’associe avec d’autres matériaux sans difficultés rédhibitoires.

Le succès de l’utilisation du bois dans la construction d’ouvrages d’art routiers – principalement sous la forme d’éléments lamellés-collés – dépendra toutefois de son adéquation avec le béton. La connexion mécanique entre les deux matériaux constitue de ce fait un enjeu technique fondamental. « De nombreux systèmes existent : des connecteurs souples, rigides, par entailles, continus, etc. Il faut optimiser les systèmes existants, voire trouver des solutions alternatives aux connexions métalliques, pour pouvoir réaliser des ouvrages d’art à l’échelle industrielle et à des coûts limités », estime Philippe Jandin. Dans cette perspective, le collage d’éléments préfabriqués en béton et de composants structurels en bois représente une piste de recherche et développement encourageante. A suivre…

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Expérimentation - Une connexion prometteuse entre le bois et le béton

C’est un chantier-test mené dans le cadre de la publication, début 2018, de nouveaux guides méthodologiques destinés à encourager l’utilisation du bois dans la construction d’ouvrages d’art routiers. La réalisation du pont mixte bois-béton sur la déviation de la RN 19, près de Lure (Haute-Saône), préfigure ce que seront ces futurs ouvrages « innovants » mis en œuvre à l’échelle industrielle. Long de 31,4 m, ce prototype est composé de quatre grandes poutres en douglas lamellé-collé prenant appui sur deux culées et une pile intermédiaire ajourée en béton armé. Larges de 1,2 m et épaisses de 1 m, pour un poids unitaire de 25 tonnes, elles ont été mises en place, d’un seul tenant, à l’aide d’une énorme grue – une prouesse technique !

Leur résistance aux chocs est un atout pour ce type d’ouvrage de franchissement. « La bonne connexion des goujons fixés sur les poutres en bois avec le hourdis en béton constitue un enjeu technique important, de sorte que les deux matériaux soient solidaires et se comportent ensemble de façon optimale », fait savoir Philippe Jandin, directeur de projets au Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement (Cerema). Epais de 20 cm, le tablier en béton armé a été coulé en place. Réalisé en encorbellement, sur toute la longueur de l’ouvrage, il permet ainsi de protéger les poutres de la pluie. En outre, à chaque extrémité du pont, la dalle « retombe » jusqu’à la tête des culées, et offre ainsi une protection supplémentaire aux poutres. Le coût de l’ouvrage s’élève à environ 1 million d’euros.

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« Il faut restaurer la confiance dans le bois »

« Le succès des matériaux industriels comme le béton et l’acier a éclipsé durant plusieurs décennies les matériaux naturels comme le bois, qui était pourtant autrefois abondamment utilisé dans la construction. Néanmoins, on assiste aujourd’hui à son retour, sous l’impulsion notamment des gouvernements successifs et des citoyens eux-mêmes. S’il est surtout employé dans le bâtiment, le bois retrouve désormais des débouchés dans les travaux publics, pour la construction d’ouvrages d’art piétonniers et routiers. Mais son emploi reste encore marginal pour ces derniers. Sur les milliers de ponts routiers que compte la France, seuls une dizaine sont constitués d’une structure en bois. Notre volonté est d’en augmenter significativement le nombre dans les années à venir, en prouvant et promouvant l’intérêt technico-économique du bois. C’est le sens des trois chantiers actuellement conduits en Haute-Saône, en Savoie et dans les Alpes-Maritimes. Ces expérimentations déboucheront, au début de l’année 2018, sur la publication par le Cerema de deux guides méthodologiques, à destination des maîtres d’ouvrage, des maîtres d’œuvre, des bureaux d’études et des entreprises. Il s’agit, avec cette littérature, de restaurer la confiance dans le bois dans le domaine du génie civil. »

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Passerelle - Un ouvrage sous haute tension

Il s’agit, selon l’industriel Simonin, d’une « solution à la fois esthétique et fonctionnelle » en bois. Long de 39 m, large de 5,5 m et haut de 5,6 m, le pont piétonnier couvert construit dans la commune de Bouverans (Doubs) – l’un des plus grands de sa catégorie – permet de franchir la rivière Drugeon, tout en abritant, dans sa structure, une ligne électrique à haute tension (63 000 volts), opérée par Réseau de transport d’électricité (RTE). Outre cette fonction de support de réseau, « l’une des particularités de cet ouvrage réside dans la mise en place de notre système d’assemblage Résix », indique Johan Viennet, architecte pour Simonin. Et de préciser : « Les connexions de la structure sont assurées par des tiges filetées en acier haute

résistance, invisibles de l’extérieur car insérées et fixées, par une résine époxy haute performance, directement dans les éléments en bois lamellé- collé. » Par ailleurs, la passerelle étant située à proximité immédiate d’une réserve naturelle, aucun appui dans le cours d’eau n’était envisageable. La mise en place de l’ouvrage dans son entier a nécessité l’emploi d’une grue de 350 tonnes.

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Entretien - Le pont de Merle ne craint pas les outrages du temps

Construit en 1999, c’est l’un des ouvrages d’art emblématiques du département de la Corrèze, érigé en remplacement d’un pont suspendu de type Eiffel réalisé en 1852. Tout aussi caractéristique, le pont de Merle, long de 57,7 m et large de 9,85 m, présente la particularité d’être composé de six multibéquilles d’appui en douglas lamellé-collé, sur lesquelles reposent cinq poutres et le tablier en béton armé (épais de 25 cm). « Ce pont vieillit de façon tout à fait remarquable. Les agressions climatiques n’ont pas vraiment d’impact sur lui. Par exemple, le taux d’humidité des structures en bois reste inférieur à 22 %, seuil à partir duquel des désordres peuvent commencer à apparaître (gonflements, fissurations, etc. ) », explique Frédéric Dubois, professeur à l’université de Limoges. Dépourvu de pathologies qui remettraient en cause ses performances mécaniques, le bois présente toujours en sus son aspect d’origine. L’ouvrage a coûté 1,4 million d’euros.

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