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Poussage record sur l'autoroute A89

philippe donnaes |  le 19/03/1999  |  TransportTechniqueGirondePuy-de-DômeFrance entière

LE CHANTIER Le viaduc des Bergères, sur la section Ussel-Le Sancy de l'A89. LE PROGRAMME Construction d'un ouvrage de 280 m de long devant présenter un impact minimum sur l'environnement. LES SOLUTIONS Réalisation de semelles sur fondations profondes avec poussage du tablier sans palée intermédiaire, sur des portées de 65 m.

Le viaduc des Bergères s'inscrit dans le cadre de la construction de l'autoroute A89 qui reliera prochainement Bordeaux à Clermont-Ferrand. L'ouvrage, situé sur la section Ussel-Le Sancy, représente vingt mois de travaux et un marché de 58 millions de francs HT. Le tablier est un caisson en béton précontraint à inertie constante de 280 m de long pour 19,80 m de large, composé de cinq travées reposant sur quatre piles pleines de 12,64 m à 30,14 m de hauteur, réalisées au moyen de coffrages grimpants (Peri).

Dans la pratique, la solution initiale, préconisée par le DCE (1) et prévoyant une construction par encorbellements successifs au moyen de voussoirs coulés en place, a été délaissée au profit de la variante par poussage proposée par le groupement et mise au point par le bureau techniques et méthodes de Razel sous la responsabilité de Dominique Regallet.

Semelles réduites pour impact minimal

Intérêts de la technique : des conditions de sécurité optimales et une géométrie mieux maîtrisée mais avant tout, dans le cas présent, un impact environnemental fortement minimisé. Explications de Xavier Mericq, le responsable du chantier pour Sogea : « Les volumes des semelles et donc des terrassements ont été pratiquement divisés par deux. » Les fondations superficielles, initialement prévues, ont pu être remplacées par des fondations profondes réalisées en temps masqué, « chaque semelle étant fondée sur trente micropieux de 250 mm de diamètre et 10 m de longueur ». Restait néanmoins à résoudre une difficulté de taille : un franchissement de 65 m de portée pour les travées centrales. Contrainte qui, eu égard à la méthode adoptée et en raison d'un poids moyen d'environ 35 t/m, se traduisait par l'apparition d'importants moments négatifs de console, à l'extrémité avant du tablier. Pour réduire ces valeurs pénalisantes, le groupement à tout d'abord envisagé d'utiliser un mât de haubanage provisoire et un avant-bec de 30 m. En effet, la mise en oeuvre d'appuis provisoires était d'emblée rejetée pour des raisons écologiques. Les études se sont ensuite orientées vers l'utilisation d'un avant-bec de plus de 40 m. « Nous disposions déjà de cet outil, utilisé sur le viaduc de Vernègues pour le TGV Méditerranée, mais il a fallu néanmoins le renforcer », précise Xavier Mericq.

Un record difficile à battre

Résultat : un probable record de France de poussage. Mais les 65 m de portée atteints représentent sans doute une valeur limite, car « le rapport entre la longueur de l'avant-bec et celle des travées les plus longues frise la valeur de 0,65, qui est considérée par les bureaux d'études, comme la frontière actuelle ».

Dans le détail, le poussage se déroule par tronçons successifs de 13 m de longueur (exception faite pour les 11,50 m aux deux extrémités), les éléments de tablier étant construits sur une zone de préfabrication de 50 m de longueur, située en arrière de la culée C1 (voir schéma). Cette aire est composée de deux longrines de poussage en béton B40, ancrées par des bêches dans le gneiss. Ce dispositif est complété par une palée provisoire, située à 13 m en avant de la culée C1, afin d'obtenir des portées progressives : 13 m entre la culée et la palée, 29,50 m entre la palée et la première pile, puis 65 m entre piles. Sur un plan pratique, la méthode a nécessité un haubanage provisoire de la pile P4 sur sa voisine P3, au moyen de deux câbles 12T15, afin d'éliminer tout risque de déplacement en tête, ainsi que la mise en oeuvre de guides latéraux : en PVC en aval et en tôle métallique, plus résistante, en amont. L'ouvrage, qui s'inscrit dans un rayon de 1 300 m en plan avec une pente longitudinale de 0,6 % et un dévers transversal de 3 %, présentait en effet une forte tendance à « remonter » lors du poussage. D'où, aussi, « l'obligation d'un suivi topographique beaucoup plus rigoureux durant chaque opération, notamment en XY », et la nécessité de mettre en oeuvre 94,5 t de précontrainte longitudinale provisoire. « Le franchissement des portées de 65 m par un caisson aussi lourd induit une précontrainte de poussage importante, afin de rigidifier la structure, notamment dans la première travée où 22 câbles extérieurs 25T15S ont été tendus. » Le poids déplacé en fin de chantier sera d'environ 10 400 t, avec un effort maximal estimé à 700 t, cette valeur étant obtenue par l'intermédiaire de deux vérins de 250 t épaulés par un système hydraulique complémentaire, chargé d'insuffler les 200 t de puissance supplémentaire requises pour le décollage du tablier.

(1) Dossier de consultation des entreprises.

FICHE TECHNIQUE

Maître d'ouvrage : Autoroutes du sud de la France (ASF).

Maître d'oeuvre : Scetauroute.

Architecte : Jean-Philippe Loupiac (Atelier 13).

Bureau d'études : RTM.

Entreprises : Groupement Sogea (mandataire)/Croizet Pourtry/Rogard.

Principaux sous-traitants : Razel (terrassements), Cofex (fondations profondes), Cipec (précontrainte), Solifer-Marcos (armatures).

Béton : BCCDL.

ILLUSTRATIONS

Xavier Mericq, Responsable du chantier chez Sogea

1. Le poussage s'effectue au moyen de l'avant-bec de 40 m de long, déjà employé sur le viaduc de Vernègues (TGV Méditerranée).

2. Le poussage a nécessité un haubanage provisoire de la pile no 4 (P4) sur la pile no 3 (P3) afin d'éliminer tout risque de déplacement de l'appui en tête.

3. L'ouvrage de 280 m de longueur présente un rayon de courbure de 1 300 m en plan, avec une pente longitudinale de 0,6 % et un dévers transversal de 3 %.

4. Le banc de poussage, équipé de deux vérins de 250 t, assure des cadences moyennes de quatre jours par tronçon de 13 m.

5. Le poids de l'ouvrage et les grandes portées ont nécessité la mise en oeuvre d'une importante précontrainte longitudinale provisoire, afin de rigidifier la structure.

Un béton « antigel »

La situation géographique de l'ouvrage, au coeur d'une région soumise à des conditions climatiques rigoureuses, a nécessité la mise en oeuvre de bétons de classe G2, capables de résister aux agressions du gel. C'est le Microair 104 de MBT qui a été retenu pour la formulation, « afin de cantonner le pourcentage d'air dans une fourchette de 4 à 8 % », précise Xavier Mericq. Corollaire pratique : l'emploi d'entraîneur d'air ayant pour conséquence de faire chuter la résistance du béton, « nous avons dû recourir à des mélanges fortement dosés en ciment » - 385 kg/m3 pour le B30 des appuis et 440 kg/m3 pour le B45 du tablier - « ainsi qu'à l'utilisation du superplastifiant Glénium 27 afin d'obtenir les caractéristiques exigées ». Détail technique : le béton du tablier présente une plasticité élevée (18 cm au cône) et une résistance au jeune âge importante de 20 MPa à 16 heures. Dernières précisions : toutes les opérations de coulage ont nécessité une logistique d'approvisionnement soigneusement orchestrée, chaque toupie étant préalablement contrôlée par l'intermédiaire d'un aéromètre, le tablier avançant au rythme moyen d'un tronçon de 13 m tous les quatre jours « et ce, malgré les premières neiges de novembre ».

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