Un bond technologique
Le choix de construire un pont à haubans était un véritable défi technologique. Au moment du projet (entre 1986 et 1988), le plus grand pont à haubans du monde avait une portée de 465 mètres (Pont Alex Fraser, Canada). Avec ses 856 m de portée centrale, le Pont de Normandie était, à sa mise en service, le plus grand pont à haubans du monde.
Ce défi technologique était imposé par l’obligation de franchir le chenal de la Seine d’un trait, à plus de 50 mètres de hauteur, pour ne pas gêner la navigation.
Plus stable au vent et moins cher qu’un pont suspendu, le pont à haubans se conçoit comme deux balances dont les axes seraient les pylônes.
Les 184 haubans supportent le poids du tablier. Chaque hauban peut être démonté séparément, sans interrompre la circulation des véhicules. Les frais d’entretien sont ainsi considérablement réduits.
Résistance aux vents
Le Pont de Normandie est implanté au plus de près de l’embouchure de la Seine, dans une zone balayée par des vents allant jusqu’à 180 km/h, dans une vaste étendue de terrains alluvionnaires dépourvue de point d’ancrage naturel.
Cet environnement « marin » a conduit les bureaux d’études à opérer des choix structurels ayant pour objectif de réduire l’emprise du vent. Les tests effectués en soufflerie permettent de dire avec précision que le pont peut résister à des vents supérieurs à 300 Km/h et qu’en cas de tempête exceptionnelle, l’amplitude maximale du balancement à la clef du tablier ne sera que de 1m40 et 0,20 m en haut des pylônes. Une véritable performance pour un ouvrage de cette envergure !
Des pylônes gigantesques
Autre prouesse : les deux grands pylônes, d’une hauteur équivalente à la Tour Montparnasse (204 m). Ces deux colosses de 20 000 tonnes ont un rôle capital : via les harpes de haubans, ils reprennent les charges qui infléchissent le tablier central pour les reporter dans le sol, et, à l’arrière, dans les viaducs latéraux.
Viaduc d’accès
Les viaducs permettent l’accès à l’ouvrage depuis chaque rive.
Le tablier des viaducs sont construits par poussage à partir de l’extrémité du pont. Ils sont construits par tronçon de 7,25 mètres (voussoir), coulés à terre et poussés pour aller prendre leur position définitive. Cette technique originale a le grand avantage de permettre la fabrication des tronçons à terre dans de bonnes conditions, répétitives et donc peu aléatoires. Le poussage s’effectue après le coulage d’un tronçon, centimètre par centimètre, et à la fin, c’est l’ensemble du tablier qui est ainsi poussé pour prendre sa place définitive et s’appuyant sur les piles du viaduc. Cette manœuvre est réalisée grâce à des vérins verticaux et horizontaux actionnés par ordinateurs.
Piles viaducs
Les piles soutiennent la chaussée du viaduc d’accès.
- Piles en rive gauche : 11
- Piles en rive droite : 15
- Béton : 9 460 m3
- Armatures d’acier : 1 160 t
- Hauteur plus petite pile : 7,31 m
- Hauteur plus grande pile : 43,89 m
- Hauteur d’une levée : 3,40 m
- Distance entre les piles : 43,50 m
Viaducs poussés
Rive Nord :
650 m
26000 tonnes
Pente 6%
Rive Sud :
460 m
18500 tonnes
Pente 6%
Effort de poussage maximum 130 tonnes
Voussoir
Construction sur l’aide de fabrication. Assemblage et poussage grâce à une technique nécessitant 70 verrins de 500 tonnes, 19 centrales hydrauliques et 38 appuis à rouleaux.
Pylônes
Les deux pylônes assurent le transfert du poids du tablier vers les fondations et les viaducs par l’intermédiaire des haubans.
D’une hauteur de 204 mètres (équivalent à la Tour Montparnasse), ils sont construits à l’aide de coffrages auto grimpants en béton à hautes performances pour leur conférer une grande rigidité.
- Hauteur : 204 mètres
- Poids : 20 000 tonnes
- Béton : 7 600 m3
- Armature d’acier : 11 700 tonnes
- Durée de construction : 1 an et demi
- Câbles de précontrainte : 150 tonnes
- Ancrage des haubans : 92 unités
Tête de Pylône
La tête de pylône est la partie verticale qui surmonte les 2 jambes obliques après leur jonction.
Elle est constituée d’un noyau métallique où viennent se fixer les haubans et deux demi-coques en béton.
- Structure composite “Acier et béton”
- Caissons d’acier : 270 t
- Épaisseur de tôle : 2,5 cm
- Précontrainte avec 2 demi-coquilles
- Béton d’épaisseur variable de 44 à 60 cm
Tablier d’ouvrage principal
La travée centrale du pont est composée d’une partie en béton construite par encorbellement et d’une partie en acier.
Tabliers en encorbellement
- 31 voussoirs côté terre, longueur : 96 mètres
- 31 voussoirs côté fleuve, longueur : 116 mètres
- Poids d’un voussoir : 14 tonnes
- Cadence de fabrication : 5,40 mètres par semaine
- Construction par équipage mobile avec haubanage provisoire
Tablier métallique
Une partie de la travée centrale située entre les deux pylônes (624 mètres) est en métal. Un pont entièrement en béton aurait rendu l’édifice trop lourd.
Grâce à des chèvres de levage, les voussoirs métalliques (morceaux de chaussée) construits près du Pont de Tancarville ont été amenés par barges puis hissés et assemblés les uns aux autres.
- Longueur : 624 m
- Nombre de voussoirs : 32
- Longueur d’un voussoir : 19,65 m
- Poids moyen d’un voussoir : 180 t
- Poids total : 5 600 t
- Longueur du voussoir de clavage : 2,70 m
- Peinture extérieure : 16 600 m2
Haubans et amortisseurs
Les haubans sont les 184 « câbles » qui relient les pylônes à la chaussée métallique. Ils transmettent ainsi le poids de la chaussée aux pylônes.
Ils sont constitués de câbles de métal plus petits, appelés « torons », et sont enveloppés d’une gaine aérodynamique.
Chaque hauban peut être démonté séparément, sans interrompre la circulation des véhicules. Les frais d’entretien sont ainsi considérablement réduits.
Pour éviter les vibrations dues au vent et au passage des véhicules, des câbles verticaux appelés « aiguilles » relient l’ensemble des haubans. Ils permettent également de contrôler la tension des haubans.
- Nombre de haubans : 8 x 23 = 184
- Longueur du plus petit : 95 m
- Longueur du plus grand : 460 m
- 3 types de haubans : 31 / 44 ou 53 torons
- Résistance à la rupture d’un toron : 27 tonnes
Tension en service : 10 tonnes
Amortisseurs
Ils relient les haubans entre eux et limitent leurs vibrations, 24 amortisseurs (4 x 6) ont été installés au milieu de l’ouvrage à chaque liaison hauban/tablier.
Fondations
Les pieux constituent l’infrastructure cachée du pont.
Ils ont pour objet de faire descendre jusqu’aux bancs calcaires tout le poids de l’édifice, c’est-à-dire 32 000 tonnes sous chacun des 2 pylônes. Il y a 28 pieux sous chaque pylône, dont les plus longs, sous le pylône nord, mesurent 54 mètres.
Le principe général de forage a été le suivant : des outils rotatifs ont excavés le terrain dans un mélange de bentonite jusqu’à une profondeur pouvant atteindre 50 mètres, puis la cage d’armature a été mise en place. Enfin, le béton a été envoyé au fond du pieu par un tube qui a été remonté au fur et à mesure que le béton a été déversé.
Fondations des pylônes
- Nombre de pieux forés pour soutenir les semelles des pylônes : 56 (4×14)
- Longueur d’un pieu : 50,5 mètres
- Linéaire total de pieux : 2 828 mètres
- Diamètre des pieux : 2,10 m
- Béton : 10 600 m3
- Armatures d’acier : 1 250 t
- Capacité portante d’un pieu : 3 000 t
Fondations des viaducs
- Nombre de pieux : 133
- Longueur moyenne d’un pieu : 42 mètres
- Béton : 9800 m3