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En Suisse, la précontrainte se dispense de l'acier
Vue de coupe d’une dalle en béton « Carbone Prestressed Concrete » (CPC), montrant les fibres. Ce procédé a fait l’objet d’une demande de brevet. - © PHOTOS : ZHAW

En Suisse, la précontrainte se dispense de l'acier

Emmanuelle Picaud |  le 30/11/2018  |  Ouvrage d'artAcierInternationalBéton précontraint

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Ouvrage d'art -

Un pont devenu impraticable a été remis à neuf grâce à des fibres de carbone.

Chaque jour, à Winterthour, dans le canton de Zurich en Suisse, cyclistes et piétons empruntent un petit pont pour franchir l'Eulach. A première vue, la scène est des plus banales. Sauf que le pont en question n'est pas vraiment comme les autres. En effet, cet ouvrage en béton a été partiellement déconstruit pour être refait à neuf en mars 2017. Une structure indépendante renforcée, non pas avec des câbles d'acier comme il est d'usage mais avec des fibres de carbone, a été ajoutée.

Moins de béton. Les planches en béton de 120 mm d'épaisseur de l'ancien tablier et les garde-corps ont ainsi été enlevés et remplacés par une seule dalle de béton précontraint de 7,815 m de long, 2,4 m de large et seulement 40 mm d'épaisseur, qui supporte les balustrades et les autres charges. Celle-ci intègre des fibres de carbone tendues et coulées dans une résine polymère à haute résistance et à haut module élastique. Ces fibres apportent la rigidité nécessaire tandis que le polymère les protège, tout en assurant une répartition uniforme de la charge. Le carbone n'étant pas sujet à la corrosion, aucune épaisseur d'enrobage supplémentaire n'a été nécessaire pour protéger la dalle, ce qui a permis d'utiliser moins de béton. Le nouveau pont pèse seulement 3,2 tonnes alors qu'un pont conventionnel du même type aurait atteint les 15 tonnes pour des performances identiques.

L'utilisation des fibres de carbone n'entraîne aucune contrainte supplémentaire, que ce soit en termes de fabrication ou de logistique. C'est même l'inverse. Les différentes parties de l'ouvrage ont été découpées dans des panneaux de 10 m de long et 2,4 m de large, préfabriqués à l'usine Silidur AG, située dans la commune d'Andelfingen, tout près de là. Les éléments ont ensuite été assemblés, collés et vissés ensemble. « Similaire à ce qui se fait déjà dans l'industrie du bois ou dans la sidérurgie, ce procédé permet de gagner en flexibilité », assure Josef Kurath, responsable de recherche à la Haute école zurichoise des sciences appliquées (ZHAW). Le pont, déjà assemblé et muni d'une rambarde, a ainsi pu être livré sur le chantier à l'aide d'un camion chargeur surbaissé, et installé grâce à une grue légère.

La France à la traîne. Cette initiative n'est pas la seule en Europe. L'utilisation de carbone pour armer le béton fait en effet l'objet de recherches depuis plusieurs années. Des ingénieurs ont déjà eu recours à ce type de dalle, par exemple pour la construction d'un abri à vélos dans une école de Neukirch, en Allemagne. En France, ce matériau a cependant du mal à percer. « Nous ne disposons pas à ce jour de référentiel ou de normes pour les matériaux composites, ce qui explique qu'ils sont moins utilisés chez nous que dans d'autres pays comme le Canada ou l'Italie, plus avancés sur le sujet », précise Sylvain Chataigner, ingénieur-chercheur à l'Ifsttar.

En attendant, à Winterthour, le pont est toujours aussi fonctionnel que lors de sa mise en service, assure Josef Kurath. « La structure résiste sans aucun problème. Et il y a beaucoup d'autres usages à imaginer avec ce matériau, dans l'industrie ou le bâtiment, par exemple pour la réalisation de balcons ou d'encadrements de portes », conclut, convaincu, le responsable de recherche.

Maîtrise d'ouvrage : canton de Zurich, département de la construction.
Maîtrise d'œuvre : Haute école zurichoise des sciences appliquées (ZHAW)
Entreprises : Staubli, Kurath & Partner AG (réalisation des tests) ; Silidur AG (fabrication). Coût : 45 000 CHF (39 529 euros).

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Le pont, qui permet de traverser l’Eulach, a été considérablement allégé. - © PHOTOS : ZHAW

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