séminaire approfondi etude et conception des …e9moire%20ponts.pdf · analyse et conception...
TRANSCRIPT
Ecole Nationale Supérieure d’Architecture de Paris Val de Seine
Mémoire de 2eme année de Master
Séminaire approfondi "ETUDE ET CONCEPTION DES OUVRAGES DE FRANCHISSEMENT"
THEME
Analyse et conception d’un pont mobile et d’une passerelle piétonne sur le canal
Saint Martin à Paris
Présenté par : COFFI Moulo Didier / ENSAPVS 2005-2006
Directeurs de Mémoire : M. SPIELMANN - M. COIGNOUX
2
Résumé La conception d’ouvrages d’art en milieu urbain est une discipline qui prend en compte de nombreuses contraintes tant socio-politiques,
technico-économiques, esthétiques, architecturales, urbanistiques que fonctionnelles.
Ces aspects liés à toute forme de conception en génie civil et en architecture sont étudiés dans ce mémoire.
Toutes les étapes menant à la réalisation d’un projet d’ouvrages d’art à savoir la description et l’analyse du site d’implantation, de l’existant
(ouvrages existants, bâtis existants, environnement, site, paysage…) ainsi que la phase d’élaboration (programme jusqu’à la mise en œuvre) sont
en outre détaillées.
Durant la phase de projet nous avons suivi une méthodologie afin de proposer la conception et la validation des structures projetées.
Mots clés : pont, pont mobile, passerelle, urbain, conception architecturale, calcul de structure,
superstructure, infrastructure
3
Table des matières
Résumé......................................................................................................................................................................................................................... 2
Table des photographies.............................................................................................................................................................................................. 5
Avant propos ................................................................................................................................................................................................................ 7
Introduction ................................................................................................................................................................................................................. 8
Démarche méthodologique et plan de travail............................................................................................................................................................. 9
PHASE D’ANALYSE................................................................................................................................................................................................ 10 I- Objectifs de cette phase du mémoire ...................................................................................................................................................................................11 II- Aperçu historique ................................................................................................................................................................................................................11
II-1- Pourquoi des canaux à Paris.................................................................................................................................................................................................................. 11 II-2- Le réseau des canaux parisiens.............................................................................................................................................................................................................. 12
III- Analyse du site et de l’environnement..............................................................................................................................................................................16 III-1- Analyse du canal Saint Martin et ses annexes...................................................................................................................................................................................... 16 III-2- Analyse urbaine : le bâti, le canal, l’environnement ............................................................................................................................................................................ 19
IV- Analyse détaillée des ouvrages ..........................................................................................................................................................................................23 IV-1- Analyse du pont mobile ....................................................................................................................................................................................................................... 23
IV-1-1- Insertion urbaine et paysagère du pont tournant ......................................................................................................................................................................... 23 IV-1-2- Structure et composition du pont tournant................................................................................................................................................................................... 24 IV-1-3- Description détaillée d’éléments de fonctionnement du pont tournant........................................................................................................................................ 25 IV-1-4- Description des étapes de rotation du pont mobile ...................................................................................................................................................................... 31 IV-1-5- Description et analyse graphique du pont mobile........................................................................................................................................................................ 34
IV-1-5-1- Coupes et élévations du pont mobile ................................................................................................................................................................................... 34 IV-1-5-2- Coupes transversales du pont mobile................................................................................................................................................................................... 36 IV-1-5-3- Profils longitudinaux des deux quais au niveau du pont mobile.......................................................................................................................................... 37
IV-2- Analyse de la passerelle....................................................................................................................................................................................................................... 39 IV-2-1- Insertion de la passerelle dans le site urbain ................................................................................................................................................................................ 39 IV-2-2- Structure et composition de la passerelle..................................................................................................................................................................................... 40 IV-2-3- Description graphique de la passerelle ........................................................................................................................................................................................ 43
IV-2-3-1- Plans, coupes et élévations de la passerelle ......................................................................................................................................................................... 43 IV-2-3-2- Coupes transversales de le passerelle .................................................................................................................................................................................. 45 IV-2-3-3- Profils longitudinaux des deux quais au niveau de la passerelle ......................................................................................................................................... 46
4
PHASE DE PROJET ................................................................................................................................................................................................ 50 I- Généralités sur la conception des ouvrages d’art...............................................................................................................................................................51 II- Problématique de la phase de projet et démarche de conception ...................................................................................................................................56 III- Etablissement du programme et parti architectural ......................................................................................................................................................57
III-1- Le programme...................................................................................................................................................................................................................................... 57 III-2- Parti architectural ................................................................................................................................................................................................................................. 58
IV- Proposition de variantes du pont mobile..........................................................................................................................................................................60 V- Proposition de variantes de la passerelle ...........................................................................................................................................................................64 VI- Plans, coupes, élévations et perspectives du pont mobile................................................................................................................................................73
VI-1- Choix du projet .................................................................................................................................................................................................................................... 73 VI-2- Etude détaillée du projet retenu ........................................................................................................................................................................................................... 73
VII- Plans, coupes, élévations et perspectives de la passerelle ..............................................................................................................................................78 VII-1- Choix de la variante............................................................................................................................................................................................................................ 78 VII-2- Etude détaillée du projet retenu .......................................................................................................................................................................................................... 78
VIII- Calcul et validation des structures conçues ..................................................................................................................................................................80 VIII-1- Le pont mobile .................................................................................................................................................................................................................................. 80
VIII-1-1- Modélisation du pont mobile .................................................................................................................................................................................................... 80 VIII-1-2- Notes de calcul .......................................................................................................................................................................................................................... 80
VIII-2- La passerelle...................................................................................................................................................................................................................................... 81 VIII-2-1- Modélisation de la passerelle .................................................................................................................................................................................................... 81 VIII-2-2- Notes de calcul .......................................................................................................................................................................................................................... 81
IX- Mise en œuvre des ouvrages à réaliser .............................................................................................................................................................................82 IX-1- Mise en œuvre du pont mobile ............................................................................................................................................................................................................ 82
IX-1-1- Méthode de fabrication des éléments........................................................................................................................................................................................... 82 IX-1-2- Schémas de principe de la réalisation du pont mobile ................................................................................................................................................................. 82
IX-2- Mise en œuvre de la passerelle ............................................................................................................................................................................................................ 83 IX-1-1- Méthode de fabrication des éléments........................................................................................................................................................................................... 83 IX-1-2- Schémas de principe de la réalisation de la passerelle................................................................................................................................................................. 83
Conclusion ................................................................................................................................................................................................................. 84
Bibliographie ......................................................................................................................................................................................................... 85
Sites Internet visités .......................................................................................................................................................................................... 85
5
Table des photographies Photo 1: Plan général du réseau des canaux Photo 2: Localisation du canal Saint Martin et des ouvrages à étudier
Photo 3: Plan de situation des ouvrages
Photo 4: Le pont et la passerelle de la Grange aux Belles
Photo 5: Porte d’écluse près des deux ouvrages
Photo 6: Ecluse des récollets deuxième porte
Photo 7: Le canal se remplissant
Photo 8: Vue de la rue de Lancry
Photo 9: Carrefour du coté du quai de Jemmapes
Photo 10: Bâti près du canal coté quai de Jemmapes
Photo 11: Bâti près du canal coté quai de Jemmapes
Photo 12: Immeubles coté quai de Jemmapes
Photo 13: Immeubles coté quai de Valmy
Photo 14: Vue du pont tournant en position fermée
Photo 15: Vue de la plate forme de giration
Photo 16: Vue de la plate forme de giration
6
Photo 17: Vue de la liaison pont-route coté quai de Jemmapes
Photo 18: Vue de la liaison pont-route coté quai de Valmy
Photo 19: Vue de la liaison pont-quai
Photo 20: Vue d’ensemble des liaisons pont-route-quai-canal
Photo 21: Vue du rail du système de rotation du pont mobile
Photo 22: Vue du rail
Photo 23:Vue du rail et de la plate forme
Photo 24: Vue des câbles du système électrique de rotation du pont mobile
Photo 25: Vue de la passerelle de la Grange aux Belles
Photo 26: Vue du tablier de la passerelle
Photo 27: Vue de l’écluse et de la passerelle
Photo 28: Vue des marches en béton de la passerelle
Photo 29: Vue de la culée coté quai de Jemmapes
Photo 30: Vue en détail des marches
Photo 31: Partie en bois de la passerelle (pallier intermédiaire)
7
Avant propos
a conception d’ouvrages d’arts résulte, le plus souvent d’une démarche dont l’objectif est l’optimisation technique et
économique de l’ouvrage de franchissement projeté vis-à-vis de l’ensemble de contraintes naturelles et fonctionnelles imposées.
Il est en outre important d’intégrer un certain nombre d’exigences de qualité architecturale et paysagère.
C’est dans cette optique que se situe ce mémoire de fin de cycle à savoir la recherche permanente de solutions visant à
proposer des ouvrages de franchissement qui répondent à un certain nombre de critère à la fois objectifs et subjectifs.
Quels sont ces critères entrant en ligne de compte dans le processus d’élaboration et de mise en œuvre d’ouvrages de
franchissement tels que les ponts et les passerelles ?
Quels sont les impératifs à respecter dans toute conception de structure (dans notre sujet un pont mobile et une passerelle piétonne) et quels sont
les modes opératoires pour y parvenir ?
Comment concevoir ces ouvrages tout en réfléchissant aux méthodes de réalisation surtout lorsque l’on intervient en milieu urbain ?
Nous proposerons au travers de ce mémoire une certaine approche conceptuelle prenant en compte tous les paramètres physiques et
immatériels à intégrer dans tout processus de conception aussi bien de structures de transport fixes ou mobiles que de constructions de bâtiments.
L
8
Introduction
e terme pont est communément utilisé pour qualifier une structure reliant deux points séparés par une dépression ou par un obstacle –
que ceux-ci soient naturels (cours d'eau, vallée, bras de mer) ou créés par l'homme (route, chemin de fer, rivière, canal…). Dans ce
dernier cas de figure il s’avère opportun d’apporter une attention toute particulière à la conception de ces ouvrages de franchissements
surtout lorsque ceux-ci se situent en milieu urbain comme c’est le cas dans notre sujet.
Nous proposerons ainsi des ouvrages aussi bien esthétiques que fonctionnels. Notre travail se scinde en deux grandes parties : la phase
d’analyse et la phase de projet.
La phase d’analyse dresse le détail des ouvrages d’art ainsi que l’ensemble des éléments existants sur le site de notre étude. L’analyse
détaillée de ces éléments à savoir le bâti, le canal Saint Martin, le paysage et l’environnement, le pont mobile de la Grange aux Belles, la
passerelle de la Grange aux Belles a été possible par le biais de visites du site, de croquis descriptifs, de photos, d’analyses et interprétations de
plans numériques (géométrie et positionnement des ouvrages, situation des éléments urbains, topographie de tous les éléments…).
La phase de projet quant à elle fera l’objet d’une recherche formelle et fonctionnelle d’ouvrages qui devront répondre à plusieurs
problématiques telles que l’insertion paysagère et urbaine des ouvrages projetés, une certaine esthétique et cohérence des ensembles à créer, une
approche architecturale dans la conception de ces ouvrages, une approche technique et fonctionnelle dans la mise en œuvre et le fonctionnement
des futurs ouvrages ainsi que la validation par le calcul de ces structures ainsi imaginées.
Ainsi grâce à l’utilisation de plusieurs modes de conception faisant appel au dessin, à la photographie (photomontage), à la vidéo (montage
vidéo), la modélisation et la représentation informatique (maquette numérique virtuelle, images de synthèse), à la maquette physique, au calcul et
la validation de structure, nous sommes à même de proposer des ouvrages d’art prenant en compte toutes les contraintes possibles tant naturelles
qu’humaines.
L
9
Démarche méthodologique et plan de travail
Le but de ce mémoire étant de réaliser un travail d’analyse d’ouvrages de franchissement existants afin de proposer par le biais d’un
projet, la conception la validation de nouveaux d’ouvrages d’arts, ainsi que leur mise en œuvre, notre démarche a été de scinder ce travail en
deux phases complémentaires et indissociables.
Dans un premier temps il s’agira pour nous de faire la description détaillée de tous les éléments existant sur le site d’implantation.
Ce site étant un site réel il nous a fallu pour cela nous rendre sur place afin de nous imprégner de la réalité. Grâce à de multiples visites de terrain
nous avons pu faire une analyse aussi bien du bâti, du canal Saint Martin et de ses ouvrages annexes ainsi que des ouvrages de franchissements à
étudier.
Dans un second temps il s’agira pour nous de réaliser un projet de conception, de validation et de mise en oeuvre d’ouvrages d’arts
tout en tenant compte des analyses réalisées. La prise en compte des nombreuses contraintes liées au site et aux méthodes de fonctionnement des
ouvrages nous permettra de faire différentes propositions que nous essayerons d’analyser.
La description et l’analyse graphique des solutions retenues nous permettront de faire des choix appropriés. Ceux-ci feront l’objet d’un calcul ce
qui nous permettra grâce à l’utilisation d’outils appropriés de faire le predimentionnement des structures conçues.
10
PHASE D’ANALYSE
11
I- Objectifs de cette phase du mémoire Cette phase fera ressortir les diverses approches à prendre en compte dans la description des ouvrages existants, les enjeux de leur
présence sur le site, leur insertion dans le paysage urbain ainsi que la compréhension de leur fonctionnement.
Dans un premier temps nous ferons un bref historique des canaux parisiens, leur importance et leur devenir.
Dans un second temps nous procéderons à une analyse du site urbain ainsi que des éléments qui le composent.
Nous décrirons très précisément les ouvrages existants, en analysant l’impact de leur insertion dans ce paysage urbain.
La description graphique de ces ouvrages nous permettra de proposer avec précision dans la phase de projet, des ouvrages fonctionnels et bien
réfléchis.
II- Aperçu historique II-1- Pourquoi des canaux à Paris
L'approvisionnement de Paris en bois et en céréales Dès la Renaissance, le prévôt des marchands et les échevins de Paris se préoccupèrent du difficile approvisionnement de leur ville. Les
voies d'eau permettaient de transporter les plus lourdes charges avec le minimum d'efforts. De 1529 à 1636, la rivière d'Ourcq fut aménagée sur
une quarantaine de kilomètres entre Silly-la-Poterie (dans l'Aisne) et sa confluence avec la Marne près de Lizy sur Ourcq. Le lit naturel de la
rivière fut redressé, des barrages et des ouvrages de canalisation construits.
Du fertile duché de Valois et de la forêt de Retz (Villers-Cotterêts) furent ainsi acheminés à Paris des céréales, du bois de chauffage ou
de construction et des pierres à bâtir.
L'alimentation en eau de Paris par le canal de l'Ourcq Napoléon Bonaparte, Premier consul, décida par la loi du 29 floréal an X, de créer les canaux Saint-Martin, Saint-Denis et de l'Ourcq. Le projet
de Pierre-Simon Girard fut retenu afin de résoudre les problèmes d'alimentation en eau potable de Paris et de navigation dans la capitale. Il
présentait également l'avantage de créer un ensemble de canaux coupant une boucle de la Seine.
12
Ainsi l’on évitait la traversée délicate du centre de Paris tout en permettant l'établissement de ports.
La coupure du premier méandre de la Seine sera réalisée par l'ensemble formé par le canal Saint-Martin, la partie aval du canal de
l'Ourcq (bassin de la Villette) et par le canal Saint-Denis.
Le réseau fluvial de la Ville de Paris est particulier, en ce sens qu'il s'agit du seul réseau fluvial français appartenant à une collectivité locale
depuis sa construction. C'est aussi un ouvrage complexe, à la fois aqueduc et canal de navigation, puisqu'il assure depuis l'origine une double
fonction de transport et d'adduction d'eau.
Ces singularités illustrent le génie technique des ingénieurs du dix-neuvième siècle.
Il en est de même des nombreux ouvrages de franchissement parsemés tout au long des canaux.
II-2- Le réseau des canaux parisiens Cas unique en France, la Ville de Paris est propriétaire et responsable d’un réseau fluvial de 130 km de voies navigables qui traverse cinq
départements (Paris, Seine-Saint-Denis, Seine et-Marne, Oise et Aisne) et deux régions administratives (Ile-de-France et Picardie).
13
Photo 1: Plan général du réseau des canaux
14
Le réseau est constitué des voies navigables suivantes :
- Le Canal de l’Ourcq s’écoule sur 97 km de Mareuil-sur-Ourcq (Oise)
à Paris (19ème arrondissement),
- Le Canal Saint-Martin entièrement situé à Paris s’étire sur 4,5 km
(19e, 10e, 11e, 4e et 12e arrondissements),
- Le Canal Saint-Denis s’écoule de Paris (19e arrondissement)
à Saint-Denis (Seine-Saint-Denis) sur 6,6 km,
- Le petit Canal de Clignon s’écoule de Montigny-l’Allier (Aisne)
à Neufchelles (Oise) sur 2 km,
- La rivière d’Ourcq canalisé sur 10 km et située à l’amont
de Mareuil-sur-Ourcq (Oise),
Des rivières canalisées secondaires (la Collinance, la Gergogne,
la Thérouanne, la Beuvronne).
Le canal auquel nous nous intéresserons est le canal Saint Martin particulièrement une partie de son tronçon qui passe dans le 10eme
arrondissement. Les ouvrages à analyser se situent précisément au niveau de la 5eme et 6eme écluse des récollets.
15
Photo 2: Localisation du canal Saint Martin et des ouvrages à étudier
Localisation des ouvrages à étudier
16
III- Analyse du site et de l’environnement Dans cette partie du mémoire nous considérerons le canal Saint Martin, ses annexes ainsi que le bâti environnant.
III-1- Analyse du canal Saint Martin et ses annexes Le Canal Saint-Martin présente un nombre important d’ouvrages hydrauliques (écluses…) ainsi que des ouvrages de franchissement de divers
types.
Ces derniers permettent aux automobilistes et aux piétons de franchir le canal soit à pieds soit en véhicules.
Photo 3: Plan de situation des ouvrages
17
Les deux ouvrages de franchissement à savoir la passerelle de la Grange aux Belles et le pont tournant de la Grange aux Belles se situent
précisément au niveau du quai de Jemmapes (perpendiculaire à la rue de la Grange aux Belles) et du quai de Valmy (perpendiculaire à la rue de
Lancry).
(Confère plan de localisation des ouvrages en annexe)
Photo 4: Le pont et la passerelle de la Grange aux Belles
Photo 5: Porte d’écluse près des deux ouvrages
18
Photo 6: Ecluse des récollets deuxième porte
Photo 7: Le canal se remplissant
19
III-2- Analyse urbaine : le bâti, le canal, l’environnement Le site étudié se localise dans le 10eme arrondissement près de l’hôtel du nord.
C’est un site urbanisé qui se compose essentiellement d’anciens immeubles, de l’étendue d’eau (le canal Saint Martin), d’écluse, de divers
ouvrages de franchissement (ponts, passerelles piétonnes), de voies de circulations, de végétations (arbres plantés tout au long des quais).
On y trouve aussi un jardin et des squares aménagés qui bordent l’écluse des Récollets.
En venant du métro Jacques Bonsergent (ligne 5), l’on emprunte la rue de Lancry, rue à sens unique (voir photo 8) pour atteindre un
premier carrefour situé au niveau du quai de Valmy.
Puis nous empruntons le pont tournant qui n’est autre que le prolongement de la rue de Lancry. Nous débouchons sur un deuxième carrefour au
niveau du quai de Jemmapes qui nous permet d’emprunter la rue de la Grange aux Belles (rue à sens unique). A première vue l’ouvrage n’est
qu’un simple pont permettant aux véhicules et aux piétons de franchir le canal Saint Martin à ce niveau. Près de celui ci se trouve une passerelle
piétonne avec un gabarit permettant aux bateaux de passer aisément.
Mais on a vite fait de se demander comment les bateaux pourront circuler sur le canal ? Notons que le pont mobile présente un tirant d’air
insignifiant pour permettre le passage de bateaux (environ 1 mètre).
Afin de résoudre cette problématique ce pont, est équipé d’un système de déplacement le rendant mobile. C’est plus précisément un pont
tournant.
Quelles sont donc les particularités de ce dernier?
Comment fonctionne t’il et grâce à quels éléments?
Quels rôles jouent ces deux ouvrages de franchissement (le pont tournant et la passerelle) et en quels matériaux sont t’ils réalisés ?
Une analyse de l’existant nous permettra de mettre en exergue la composition (structure, matériaux), de ces ouvrages ainsi que leur mécanisme
de fonctionnement.
Photo 8: Vue de la rue de Lancry
Photo 9: Carrefour du coté du quai de Jemmapes
Cette rue est celle qui mène aux ouvrages lorsque nous nous rendons sur le site en descendant à la station de métro Jacques Bonsergent. (Métro ligne 5) Le quai de Valmy perpendiculaire à celle-ci borde le long du canal Saint Martin
Ce carrefour fait la jonction entre le pont tournant de la Grange Aux Belles, le quai de Jemmapes et la rue de la Grange aux Belles.
21
Photo 10: Bâti près du canal coté quai de Jemmapes
Photo 11: Bâti près du canal coté quai de Jemmapes
Ces constructions sont des annexes du service de la protection civile.
Ce bâtiment est celui du service assainissement de la ville de Paris.
Photo 12: Immeubles coté quai de Jemmapes
Photo 13: Immeubles coté quai de Valmy
23
IV- Analyse détaillée des ouvrages IV-1- Analyse du pont mobile
IV-1-1- Insertion urbaine et paysagère du pont tournant Comme nous le disions plus haut, le pont de la Grange aux Belles est un pont mobile1 plus précisément un pont tournant2. L’insertion de cet
ouvrage à cet endroit du canal se justifie par la nécessité de permettre une circulation piétonne et automobile.
La configuration initiale du pont ne permet pas le passage des bâtiments nautiques (bateaux, péniches…).
La mobilité du pont lui confère ainsi une insertion qui diffère selon qu’il est en position fermée (position initiale pour le passage des voitures et
des piétons) ou ouverte (position pour le passage des péniches et bateaux).
1 Pont dont le tablier peut se déplacer pour augmenter le gabarit de la voie franchie. Selon http://www.editions-eyrolles.com/Dico-BTP/definition.html?id=4711&xd=6c022b337328cfcf40a8735ef31c5781 2 Pont mobile dont le tablier se déplace par rotation autour d'un axe vertical situe sur une rive. Selon http://www.editions-eyrolles.com/Dico-BTP/definition.html?id=4723
24
Photo 14: Vue du pont tournant en position fermée IV-1-2- Structure et composition du pont tournant
Ce pont présente un tablier mobile qui décrit un mouvement circulaire.
Le système de rotation se situe au niveau du coté quai de Jemmapes.
C’est un pont à poutres sous chaussée car le tablier est constitué de poutres métalliques. Les poutres métalliques du tablier permettent de
recevoir une voie d’une chaussée et deux trottoirs.
Les superstructures sont composées des gardes corps métalliques, des joints et des appuis.
Notons que ce pont n’a pas de culée à proprement parler car celui-ci repose sur des appuis situés aux deux extrémités du tablier.
25
IV-1-3- Description détaillée d’éléments de fonctionnement du pont tournant
Photo 15: Vue de la plate forme de giration Le fonctionnement du pont mobile de la Grange aux Belles va de
pair avec celui de la 5eme et de la 6eme écluse des Récollets.
Cette écluse se situe entre la passerelle Bichat et nos deux ouvrages
à étudier sur une longueur d’environ 88 mètres.
Le mouvement décrit par le pont mobile lors de l’opération de
déplacement est un mouvement circulaire.
Le pont est entièrement déplacé de sorte qu’il devient parallèle au
quai de Jemmapes et se positionne sur la l’espace aménagé à cet
effet.
Un ensemble d’éléments permet la compréhension du
fonctionnement du pont.
- la plate forme de giration
D’abord la plate forme de giration (Voir photo 16 ci après)
recevant le pont à l’ouverture du coté quai de Jemmapes. Celle-ci
est aménagée afin de réceptionner le pont lorsqu’il fini sa première
manœuvre de rotation.
26
Photo 16: Vue de la plate forme de giration
- les discontinuités entre les voies routières et le pont
Le pont présente en outre une rupture (visible tout naturellement)
au niveau de son raccordement aux quais, aux trottoirs et aux voies
routières et cela au niveau des deux quais. Cette rupture ne présente
pas de difficultés pour la circulation des véhicules et des piétons
dans la mesure où celle-ci est de l’ordre de quelques millimètres
pour ce qui est du raccordement aux voies et aux trottoirs.
Photo 17: Vue de la liaison pont-route coté quai de Jemmapes
27
Photo 18: Vue de la liaison pont-route coté quai de Valmy
Photo 19: Vue de la liaison pont-quai La rupture au niveau du raccordement avec le quai est un peu plus
prononcée du fait que ce passage est interdit aux piétons.
28
Photo 20: Vue d’ensemble des liaisons pont-route-quai-canal - le système mécanique et électrique
Un autre élément très important de ce mécanisme est cet ensemble
de rail, de vérins, d’appuis, de transformateur, de groupe
électrogène, se trouvant du coté du quai de Jemmapes.
Photo 21: Vue du rail du système de rotation du pont mobile Pour des détails sur le système de rotation du pont
(voir plans du système de rotation du pont mobile en annexe.)
29
Photo 22: Vue du rail
Photo 23:Vue du rail et de la plate forme
30
Photo 24: Vue des câbles du système électrique de rotation du pont mobile
31
IV-1-4- Description des étapes de rotation du pont mobile Notons que c’est l’ensemble du pont (tablier et superstructures) qui se déplace lors de ces manœuvres.
Position initiale du pont avant rotation
Position transitoire 1 du pont
Lors de l’approche d’une péniche ou autre bâtiment nautique, les feux de signalisation deviennent rouges et les barrières de passage à niveau se baissent du coté du quai de Valmy et de celui de Jemmapes. Le système de rotation du tablier est enclenché ce qui permet au pont entier de décrire un mouvement circulaire grâce aux rails et de se ranger provisoirement sur la plate forme de giration réservée du coté du quai de jemmapes.
Le pont se désolidarise des deux quais ainsi que des chaussées attenantes tout d’abord par un léger déplacement vertical vers le haut. Puis il décrit un mouvement de rotation grâce au système de giration et de rail présent du coté du quai de jemmapes. La rotation se fait dans le sens contraire à celui des aiguilles d’une montre par rapport à l’axe de rotation.(Confère plan et coupes du système de giration )
32
Position transitoire 2 du pont
Position finale du pont
Le tablier ainsi que les superstructures du pont poursuivent leur mouvement. A ce stade de la manœuvre les piétons et les véhicules sont toujours stationnés. Quant aux piétons ils peuvent emprunter la passerelle s’ils le veulent d’où l’importance d’avoir prévu une passerelle en cas de rotation du pont tournant.
A ce stade de l’opération le pont est parallèle au quai de Jemmapes ce qui permet de dégager toute la largeur du canal (section mouillée) afin de permettre le passage des bateaux et péniches. Les bateaux et péniches respectant les gabarits peuvent alors circuler.
33
Position finale complète du pont après rotation Bien que nous ne traiterons pas l’ensemble du fonctionnement du système écluse- pont mobile, les vidéos fournies sur support numérique nous
permettent de mieux comprendre le fonctionnement général du pont tournant ainsi que de l’écluse s’y attenant.
Les voitures ainsi que les piétons sont momentanément immobilisés durant le déroulement de cette première étape de l’opération. Les bateaux et péniches peuvent ainsi passer sans problèmes. La deuxième étape de la manœuvre consistera à remettre le pont dans sa position initiale. Le mouvement de rotation sera le même.
34
IV-1-5- Description et analyse graphique du pont mobile Les diverses parties du pont mobile sont les suivantes :
- le tablier
- les superstructures : les gardes corps
Ce pont n’a ni culée ni pile. C’est un pont à une seule travée dont la portée est de 23 m. Il est constitué d’une voie à sens unique de 5 m de
largeur (sens quai de Valmy –quai de Jemmapes) et de deux trottoirs de 1 m de largeur chacun de part et d’autre de la voie.
Il présente un biais par rapport au canal.
IV-1-5-1- Coupes et élévations du pont mobile Nous avons réalisé en outre des coupes, descriptives du pont mobile.
(Confère coupes longitudinales du pont mobile en annexe)
35
36
IV-1-5-2- Coupes transversales du pont mobile Des coupes transversales du pont mobile nous permettrons de mieux comprendre la structure ainsi que le design du pont mobile.
(Confère coupes transversales du pont mobile en annexe)
37
IV-1-5-3- Profils longitudinaux des deux quais au niveau du pont mobile Des coupes longitudinales des deux quais au niveau du pont mobile et du canal saint martin nous permettent d’une part de cerner la hauteur des
constructions et la manière dont se fait la jonction du pont mobile avec les quais.
Confère plans en annexe
Profil longitudinal du quai de Jemmapes
38
Profil longitudinal du quai de Valmy
39
IV-2- Analyse de la passerelle
IV-2-1- Insertion de la passerelle dans le site urbain La passerelle de la Grange aux Belles située près du pont mobile de la Grange aux Belles enjambe le canal Saint Martin en reliant par sa structure
fixe les deux quais. C’est une passerelle piétonne comportant une structure en arc.
Son insertion dans ce site est remarquable du fait de sa courbure et de son élégance.
L’importance de cette passerelle piétonne est justifiée par la nécessité de permettre aux piétons de continuer de franchir le canal lorsque le pont
mobile effectue sa manœuvre pour permettre aux bateaux et péniches de passer.
Photo 25: Vue de la passerelle de la Grange aux Belles
40
IV-2-2- Structure et composition de la passerelle La passerelle de la Grange aux Belles est un pont en arc composé de divers matériaux. Elle comporte une structure métallique en forme d’arc.
Le tablier est composé d’une structure métallique sur laquelle sont posés des marches en béton et en bois (au niveau du palier intermédiaire).
Les deux culées de cette passerelle se trouvent au niveau des deux quais qu’elle relie. Celles-ci sont en pierre. Les gardes corps sont quant à eux
métalliques. Les contreventements réalisés avec des profilés métalliques sont associés à sa structure permettant une meilleure stabilité de cette
passerelle.
Photo 26: Vue du tablier de la passerelle
Photo 27: Vue de l’écluse et de la passerelle
41
L’allure de cette passerelle fait penser à des escaliers d’apparat qui
partent des deux quais et se rejoignent au dessus de la structure de la
passerelle.
Photo 28: Vue des marches en béton de la passerelle
Photo 29: Vue de la culée coté quai de Jemmapes
42
Photo 30: Vue en détail des marches
Photo 31: Partie en bois de la passerelle (pallier intermédiaire)
IV-2-3- Description graphique de la passerelle Les diverses parties de cette passerelle sont les suivantes :
- le tablier
- les superstructures
- les culées de part et d’autre du canal
Cette passerelle n’a pas de piles.
C’est une passerelle piétonne à une seule travée dont la portée est de 31 m. Elle est constitué de marches en béton et d’un palier en bois ayant
une largeur de 3 m. Elle reste en outre perpendiculaire aux deux quais contrairement au pont mobile qui lui présente un biais par rapport au canal.
La structure porteuse de cette passerelle est composée de profilés métalliques. Elle se présente en forme d’arc reliant les deux culées.
Le contreventement de la structure est assurée par des barres métalliques en forme de croix se trouvant sous le tablier (voir photo 26)
IV-2-3-1- Plans, coupes et élévations de la passerelle Nous avons réalisé en outre des coupes descriptives de la passerelle.
Confère coupes longitudinales de la passerelle en annexe
44
Coupe longitudinale sur la passerelle
45
IV-2-3-2- Coupes transversales de le passerelle Des coupes transversales de la passerelle nous permettent de mieux comprendre la structure ainsi que le design de celle ci.
Confère coupes transversales de la passerelle en annexe
Coupe transversale sur la passerelle
46
IV-2-3-3- Profils longitudinaux des deux quais au niveau de la passerelle Des coupes longitudinales des deux quais au niveau du pont mobile nous permettrons de cerner la manière dont se fait la jonction de la
passerelle aux différents quais et chaussées.
Confère plans en annexe
Profil longitudinal du quai de Jemmapes
47
Insertion des ouvrages au niveau du quai de Jemmapes
48
Profil longitudinal du quai de Valmy
49
Insertion des ouvrages au niveau du quai de Valmy
50
PHASE DE PROJET
51
I- Généralités sur la conception des ouvrages d’art
Les critères de conception d'un ouvrage d'art3 Le concepteur d'un ouvrage d'art doit veiller en particulier à :
- définir une structure stable et résistante adaptée aux conditions rencontrées ;
- créer un ouvrage répondant aux conditions d'utilisation (respect du profil en long, présence d'un dispositif de sécurité et de confort
adéquat) ;
- tenir compte des impératifs de durabilité afin de préserver le patrimoine, assurer l'utilisation efficiente de l'ouvrage et éviter les
dommages aux usagers et aux tiers ;
- maîtriser le coût de l'ouvrage, sans préjudice pour sa résistance et pour sa valeur esthétique. Un des facteurs importants qui influencent
le coût est la portée mais il ne faut pas négliger les méthodes, les moyens et le délai d'exécution ;
- réserver une attention particulière pour l'esthétique ; l'ouvrage d'art reflète en effet les caractéristiques de la société qui l'a édifié et
constitue pour elle un objet de fierté.
La conception d'un ouvrage d'art commence généralement par le rassemblement des données (techniques, économiques, esthétiques,
politiques) et l'élaboration d'esquisses voire de photos montage destinées à faire un inventaire des solutions possibles. Ce travail préliminaire
permet de choisir la solution la plus adéquate pour l'élaboration du projet qui sera mis en adjudication; ceci en collaboration avec les services
gestionnaires.
On commence par définir les grandes lignes d'un ouvrage, avant de s'attaquer aux détails, tout en restant attentif au fait que certains détails
peuvent imposer une adaptation des grandes options. Il y a essentiellement deux grandes options à définir : le type d'ouvrage et le matériau
utilisé.
3 http://services-techniques.met.wallonie.be/fr/pont_ouvrage_d_art/naissance/#chapitre1
52
La préférence d'un matériau pour des motifs esthétiques, par exemple, peut également restreindre le choix d'un type d'ouvrage.
Après avoir défini les grandes lignes de l'ouvrage, on en étudie les détails. Dans certains cas, pour améliorer l'intégration de l'ouvrage à son site,
on mène des recherches esthétiques d'ensemble ou de détails, notamment au moyen de photos montage.
Les étapes de la conception d'un ouvrage d'art Les différentes étapes de l'étude et la conception d’ouvrages d’art
sont les suivantes :
- esquisses d'avant-projet : plans, croquis, photo montage,
image de synthèse...;
- avant-projet : plans d'ensemble et de détails, métré
approximatif, estimation ;
- projet : plan d'ensemble, de détails, des équipements, métré,
clauses du cahier des charges ;
- étude d'exécution : plans détaillés complets, métré –
bordereaux. Elle est souvent confiée à l'entrepreneur adjudicataire du
marché.
Nous essayerons dans la mesure du possible de suivre ces étapes tout
en apportant des réponses aux diverses questions auxquelles nous
devrons répondre dans le cadre de ce travail.
Résumé de la démarche proposée pour la réalisation d’ouvrage d’art
53
Exemple de conception d’ouvrage d’artIl serait en outre important pour nous de suivre quelques exemples de rédaction de dossiers concernant la conception d’ouvrages d’art.
Pour cela nous essayerons de suivre certaines étapes concernant le concours pour la réalisation de la liaison nouvelle RN 205 / RD 19 - Pont
amont de Bonneville qui a débuté le 7 décembre 1998 avec l’envoi de l'avis d'appel public à la concurrence pour aboutir le 22 décembre 1999 à
la signature du marché.4
Dossier architectural et technique pour l’ouvrage d’art de franchissement de l’Arve : Un dossier de niveau Etude Préliminaire Ouvrage d’Art, portant sur une seule solution technique et architecturale ; ce dossier
comportera tous les éléments (notes, plans, coupes…) propres à expliciter cette solution comprenant notamment :
- Une analyse critique du dossier d’études préalables d’ouvrage d’art inclus dans le Dossier de Prise en Considération (D.P.C.) pour l’adapter au
projet proposé.
- Un mémoire explicatif et justificatif général précisant les contraintes dont il faudra tenir compte lors de la conception de l’ouvrage :
→ Physiques (nature probable des sols de fondation, données hydrauliques, crues, séismes, etc…)
→ Fonctionnelles (relation avec le tracé, tracé en plan, hauteur libre sous ouvrage, profils en travers des voies portées, charges spéciales
à prévoir, contraintes relatives à la construction telles que espace disponible ou continuité de la circulation, équipements spéciaux éventuels, etc
→ Intégration paysagère et architecturale de l’ouvrage dans le site
- Une notice technique énonçant les solutions techniques envisageables en fonction des différentes contraintes, en vue :
→ De comparer leurs avantages et inconvénients respectifs eut égard aux contraintes et à tout autre critère pertinent
→ De justifier le choix de la solution technique et architecturale proposée par le concurrent Le choix du ou des partis consiste en une
analyse assez globale des solutions envisageables satisfaisant aux différentes contraintes, en vue :
4 Maîtrise d’Ouvrages et Maîtrise d’œuvre en Ouvrages d’Arts - Paris, MIQCP, janvier 2005 – p 74-77
54
→ De s’assurer que les contraintes imposées à l’ouvrage, par exemple le tracé de l’itinéraire aux abords de celui-ci, ou les gabarits prévus,
n’entraînent pas pour l’ouvrage de sujétions disproportionnées, qui pourraient amener à réexaminer ces contraintes et éventuellement à proposer
leur adaptation
→ D’orienter l’étude de l’avant-projet vers un ou plusieurs types de structures, dans les limites définies au programme, sans cependant
fixer totalement leur conception. Les types d’ouvrages qui doivent être écartés seront justifiés
→ De proposer l’adoption d’un objectif architectural
→ D’étudier l’approche des fondations et des difficultés spéciales susceptibles d’être rencontrées
→ De fixer une estimation de l’ouvrage d’art
- Le dossier technique relatif à la solution proposée, incluant tous les éléments (notes, plans, croquis…) propres à permettre notamment :
→ De montrer l’intégration architecturale de l’ouvrage dans le site
→ De préciser les hypothèses de calcul et méthodes de calcul, la description et le pré-dimensionnement de la structure et le
fonctionnement mécanique de l’ouvrage, de ses appuis et des fondations, ainsi que les équipements et superstructure
→ De décrire les matériaux employés et les dispositions techniques, économiques, qualitatives et de durabilité en découlant en terme de
fabrication et de mise en oeuvre
→ De justifier le mode d’exécution de l’ouvrage, le phasage prévisionnel de sa construction et les implications sur les travaux de voirie,
les modalités d’accès provisoire et approvisionnements, les dispositions à prévoir en termes de sécurité et installations
→ De préciser les modalités de gestion et entretien ultérieurs de l’ouvrage avec une estimation des coûts correspondants
→ De décrire comment sont prises en compte les contraintes hydrauliques liées au régime et au statut de l’Arve et les contraintes
géotechniques aux appuis
→ De fournir une estimation du coût de réalisation de l’ouvrage d’art, qui servira de base à la négociation ultérieure du montant du futur
marché de maîtrise d’oeuvre, pour les prestations correspondantes.
55
Esquisse du projet de liaison nouvelle RN 205 / RD 19 - Pont amont de Bonneville
56
II- Problématique de la phase de projet et démarche de conception Problématique
La phase de projet consiste à proposer une passerelle ainsi qu’un pont mobile en remplacement de ceux qui existent sur le site urbain.
Notre sujet donnait les instructions suivantes :
- Proposer, en remplacement des deux ouvrages existants, une passerelle fixe et un pont mobile.
- La structure de chaque ouvrage est libre ainsi que le mécanisme du pont mobile.
- Les matériaux seront : acier, béton, bois ou combinaison de ces matériaux.
- Réfléchir à la mise en œuvre. Il est demandé un schéma de principe de la réalisation de ces deux ouvrages.
Notons qu’il n’était pas précisé les contraintes auxquelles il faudrait apporter des solutions techniques et architecturales adéquates.
Nous avons ainsi dressé une liste non exhaustive de contraintes qui nous aideront dans notre démarche. Il s’agit :
- de proposer des ouvrages qui s’insèrent harmonieusement dans le paysage urbain sans en altérer la lisibilité
- de faire des propositions d’ouvrages en conservant plus ou moins les gabarits actuels
- de franchir le canal tout en assurant la sécurité des personnes et des biens
- de proposer une structure porteuse qui permet aux bateaux, péniches de franchir la passerelle sans encombre
- de proposer un pont mobile avec un système de déplacement innovant et non encombrant…
Afin de proposer des ouvrages qui respectent ces quelques contraintes nous adopterons une démarche analytique dont le but est d’aboutir au
choix de solutions aussi bien architecturalement que techniquement adéquates pour notre site urbain.
57
Démarche de conception adoptée Notre démarche de conception s’articule autour de plusieurs étapes :
- la prise en compte des contraintes émises ainsi que la description d’un parti architectural que nous détaillerons au fur et à mesure de
notre travail.
- la proposition de plusieurs variantes des ouvrages tant au niveau de la forme d’ensemble, de la structure que du système de
fonctionnement.
- l’analyse de ces variantes ainsi que le choix de projets définitifs
- la description des détails techniques des choix retenus
- le calcul des structures conçues
Une partie de notre travail consistera à proposer des méthodes de mise en œuvre des ouvrages. Pour cela nous tiendrons compte des éléments
composant les diverses parties des ouvrages ainsi que leur mode de fabrication et de mise en œuvre sur le chantier situé en milieu urbain.
III- Etablissement du programme et parti architectural III-1- Le programme
Généralités sur l’établissement du Programme en infrastructure5 Le programme qui permet de passer une commande à un maître d’oeuvre est un document abouti, dans le sens où il est le prolongement
du pré-programme de départ et des études préliminaires qui ont été menées, sans être pour autant un document complètement finalisé dans tous
ses détails. Il a le niveau de détail nécessaire et suffisant pour permettre à un maître d’œuvre d’apporter un premier niveau de réponse équivalent
à l’avant-projet sommaire tel que défini en bâtiment, sachant qu'en infrastructure la loi MOP n’a pas scindé les études d’avant-projet en avant-
projet sommaire et avant-projet définitif. 5 Maîtrise d’Ouvrages et Maîtrise d’œuvre en Ouvrages d’Arts - Paris, MIQCP, janvier 2005 – p 23
58
D’une manière générale un programme doit donner au concepteur tous les éléments d’information nécessaires pour concevoir l’ouvrage
attendu, ses équipements et espaces annexes, mais de plus, il doit permettre d'associer le concepteur au projet de la maîtrise d’ouvrage ;
il s’agit de lui faire partager les objectifs de la collectivité publique.
Le programme indiquera toutes les données (état existant et évolutions possibles) en termes de topographie, géotechnique, hydraulique,
acoustique, environnement, paysage, vent et climat, contexte urbain et socio-économique, issues des divers champs d’investigations menés au
cours des études préliminaires. Dans certains cas, des orientations architecturales pourront être données afin d’éviter que des solutions, se
situant hors du champ de ce que le maître d’ouvrage est prêt à accepter, soient d’office rejetées.
III-2- Parti architectural Le parti architectural que nous avons développé s’articule autours de plusieurs notions urbaines, architecturales et constructives. Il est en outre
important de mentionner l’utilisation de matériau adéquat.
D’emblée la conception d’ensemble des ouvrages devrait respecter un ensemble de règles esthétiques6.
- La première règle fondamentale concerne le rapport des dimensions
11 est nécessaire de donner à l'ouvrage de bonnes proportions. En effet, une caractéristique importante de la beauté d'un monument est donnée par
l'harmonie de ses proportions dans l'espace : la hauteur, la largeur et la profondeur, le contraste entre surfaces pleines et ajourées ainsi que le rapport clair
- obscur provoqué par l'ombre et la lumière.
- La seconde règle pose en principe qu'un ouvrage ne doit pas fermer l'espace
Selon la circulaire du 24 septembre 1984, on distingue :
— les ouvrages essentiellement destinés à s'adapter au site existant sans intention de transformer celui-ci ;
— les ouvrages destinés à constituer un élément d'un site futur ;
6 Esthétique et construction des ouvrages d’art, Jean Démaret, Dunod Paris. 1948 – p42-50
59
— les ouvrages inévitablement voués à retenir l'attention ;
— les ouvrages sur lesquels on veut attirer l'attention.
- La troisième règle qui parait s’imposer est une bonne ordonnance de la structure
- La quatrième règle concerne la mise en valeur de l’intention structurale
- La cinquième règle concerne l’intégration de la structure dans son environnement, qu’il s’agisse d’un site de campagne ou d’un site
urbain
- La dernière règle concerne l’aspect final des parements de l’ouvrage
Tout en tenant compte de ces quelques règles définies nous essayerons par la suite de proposer des ouvrages d’art qui prennent en compte aussi
bien ces contraintes esthétiques que des contraintes fonctionnelles.
Notons en outre que notre conception intégrera des notions de transparence, de stabilité structurelle, de confort visuel…
60
IV- Proposition de variantes du pont mobile
VARIANTE 1
Pont en position « arrêt » Pont en position « marche » Le câble est soumis à aucune tension Le câble est soumis à une tension
Une portion du pont est tiré vers le haut.
Il s’agit d’un pont levant dont l’une des partie (celle enjambant le canal) se lève par un système de câbles tendus passant par des poteaux et un système de poulies et de contrepoids
61
VARIANTE 2
Pont en position « arrêt » Pont en position « marche »
Le pont présente un aspect « normal » L’ensemble du pont se lève Les vérins sont dans le sol. lentement pour atteindre une hauteur suffisante pour laisser
passer les bateaux.
Il s’agit d’un pont levant qui se déplace entièrement par un système de vérins situés au niveau des deux extrémités des trottoirs.
62
VARIANTE 3
Pont en position « arrêt » Pont en position « marche » Le pont présente un aspect « normal » Une partie du pont se lève Les vérins sont dans le sol. lentement pour atteindre une hauteur suffisante pour laisser
passer les bateaux.
Il s’agit d’un pont levant qui se lève en partie par un système de vérins situés au niveau des trottoirs. C’est une variante de la proposition 2.
63
VARIANTE 4
Pont en position « arrêt » Pont en position « marche » Le pont présente un aspect « normal » Une partie du pont se lève Les vérins sont dans le sol. lentement pour atteindre une hauteur suffisante pour laisser
passer les bateaux.
Il s’agit d’un pont levant qui se déplace par un système de vérins situés au niveau du quai. Seulement une partie du pont subi un mouvement vers le haut.
V- Proposition de variantes de la passerelle
ESQUISSE 1
ESQUISSE 2
ESQUISSE 3
ESQUISSE 4
ESQUISSE 5
Notre choix s’est porté sur la combinaison de diverses idées retenues des esquisses que nous avons réalisées.
Afin d’arrêter un choix définitif du projet de la passerelle nous avons essayé de proposer plusieurs variantes
VARIANTE 1
68
VARIANTE 2
VARIANTE 3
70
Images de synthèse montrant une première simulation de l’intégration de la passerelle sur le site urbain
A ce stade de nos réflexions nous avons produit des images montrant l’intégration de l’ouvrage dans le site urbain. Grâce à cette première
modélisation des éléments urbains et architecturaux nous essayons de nous rendre compte de l’impact visuel des nouveaux ouvrages sur
l’ensemble du site.
71
72
73
VI- Plans, coupes, élévations et perspectives du pont mobile VI-1- Choix du projet Nous avons retenu la variante 3 comme projet définitif pour le pont mobile.
Ce choix se justifie entre autre par plusieurs raisons :
- le système de fonctionnement de levage d’une partie du pont (celle se trouvant sur la section mouillée du canal)
- la forme géométrique du pont
- la lisibilité de la proposition architecturale
C’est ainsi que nous avons procédé à une étude détaillée afin d’approfondir l’analyse des diverses parties du pont ainsi que sa stabilité.
VI-2- Etude détaillée du projet retenu Cette étude vise à préciser tous les contours de la structure, et des diverses composantes du pont tant au niveau architectural qu’au niveau
technique. Elle nous permettra d’arrêter les diverses solutions pour aboutir aux plans définitifs. Les matériaux utilisés seront aussi précisés.
Il s’agit en outre de proposer un aménagement de la plate forme de giration en espace ouvert pour l’observation du pont mobile et de l’écluse en
fonctionnement.
Concernant le fonctionnement du pont mobile il s’agit de rechercher un meilleur système de levage non contraignant pour les bateaux.
Le mécanisme qui nous intéresse ici est un système de levage par vérins hydrauliques.
Plusieurs esquisses à main levée ainsi qu’une modélisation informatique des éléments du pont et du site urbain nous ont permis de
détailler tous ces points cités plus haut.
- La structure porteuse, le contreventement de la structure
- Les détails techniques au niveau du tablier, des gardes corps, l’enveloppe structurelle
- Les matériaux à utiliser : l’acier, le béton ; leur mise en oeuvre
- Le mécanisme de levage du pont
74
75
Recherche de plan masse du site
76
Perspectives montrant le pont mobile levé
77
Pour ces plans définitifs et ces images de synthèse du pont mobile voir ANNEXE - PLANS, COUPES DEFINITIFS DU PONT MOBILE
- DETAILS DES VERINS, GARDES CORPS
- INSERTION PAYSAGERE ET ARCHITECTURALE
78
VII- Plans, coupes, élévations et perspectives de la passerelle VII-1- Choix de la variante
La variante retenue comme projet à développer et étudier en détail est la variante 3.
Nous avons retenu la variante 3 comme projet définitif pour la passerelle
Ce choix se justifie entre autre par plusieurs raisons :
- la lisibilité de la proposition architecturale
- la lisibilité de la structure porteuse
- l’enveloppe de l’ensemble de la passerelle
C’est ainsi que nous avons procédé à une étude détaillée afin d’approfondir l’analyse des diverses parties de la passerelle ainsi que sa stabilité.
VII-2- Etude détaillée du projet retenu Cette étude vise à préciser tous les contours de la structure porteuse, et des diverses composantes de la passerelle tant au niveau
architectural qu’au niveau constructif. Elle nous permettra d’arrêter les diverses solutions pour aboutir aux plans définitifs. Les matériaux utilisés
seront aussi précisés.
Il s’agit en outre de proposer un aménagement des abords de la passerelle.
Par le biais d’une modélisation informatique des éléments de la passerelle ainsi que des éléments du site urbain, nous avons pu réaliser
des détails de l’ensemble de la structure tout en faisant ressortir les matériaux utilisés.
Notre réflexion s’articule autour de plusieurs points à savoir :
- La structure porteuse, le contreventement de la structure
- Les détails techniques au niveau des marches , des gardes corps, l’enveloppe structurelle, du tablier
- Les matériaux à utiliser : l’acier, le verre structurel, le béton
79
Pour ces plans définitifs et ces images de synthèse de la Passerelle voir ANNEXE
- PLANS, COUPES DEFINITIFS DE LA PASSERELLE
- PHOTO MONTAGE AVEC INSERTION PAYSAGERE ET ARCHITECTURALE
- DETAILS DES MARCHES, LA TOITURE (accrochage à la structure)
80
VIII- Calcul et validation des structures conçues VIII-1- Le pont mobile
VIII-1-1- Modélisation du pont mobile
La modélisation de la structure du pont mobile a été possible grâce aux réflexions faites tout au long de ce mémoire.
Ainsi nous avons pu réaliser la modélisation géométrique et structurelle (matériaux, caractéristiques, modes d’appuis, efforts appliqués…) de
toutes les composantes du pont.
VIII-1-2- Notes de calcul
Voir annexe Notice de calcul pont mobile
81
VIII-2- La passerelle
VIII-2-1- Modélisation de la passerelle La modélisation tridimensionnelle de la structure porteuse de la passerelle a été réalisée grâce aux données géométriques et structurelles
que nous avons définies plus haut.
Nous avons pu réaliser plusieurs cas de charges selon plusieurs hypothèses afin de trouver les sections adéquates des éléments constructifs
(poutres, poteaux, solives…)
Le matériau utilisé étant l’acier nous avons en outre pu intégrer toutes les caractéristiques de celui-ci.
VIII-2-2- Notes de calcul
Voir annexe Notice de calcul Passerelle
82
IX- Mise en œuvre des ouvrages à réaliser IX-1- Mise en œuvre du pont mobile
IX-1-1- Méthode de fabrication des éléments
D’emblée il faudrait procéder à un démantèlement du pont mobile actuel en intervenant par des engins qui le mettrons en plusieurs pièces qui
seront enlevées par une grue.
Par la suite débutera les travaux de construction du nouveau pont mobile par un assèchement du canal à ce niveau.
On procèdera par une fermeture partielle des voies au niveau des deux quais. Les engins de travaux publics à utiliser seront : deux grues, des
camions de transport, des chariots élévateurs…
IX-1-2- Schémas de principe de la réalisation du pont mobile Nous préconisons une préfabrication des éléments porteurs et de l’ensemble des structures et superstructures du pont mobile qui seront
acheminés sur le chantier au fur et à mesure de l’avancement du chantier.
- La mise en œuvre devra commencer par la pose de la partie du pont qui est fixe ainsi que du système électrique de levage du pont.
- Puis l’on précèdera à la pose des vérins hydrauliques qui seront enfoncés au niveau du quais de Valmy et de la partie de la plate forme où l’on
enfoncera ces vérins.
- Puis on procèdera à la pose du tablier mobile (voie et trottoirs).
- Les superstructures (gardes corps, bitumes) seront posées après que le tablier mobile ait été fixé aux vérins et correctement réglé.
Le chantier de construction du pont mobile devrait se faire en même temps que celui de la passerelle piétonne.
83
IX-2- Mise en œuvre de la passerelle
IX-1-1- Méthode de fabrication des éléments Nous préconisons une préfabrication des profilés métalliques porteurs de l’ensemble de la structure de la passerelle. Ceux-ci seront par
contre assemblés sur le chantier tout en tenant compte des nuisances sonores générées par les travaux.
Il faudrait par contre faire un ferraillage et coulage sur place des marches en béton et de la dalle intermédiaire en béton armé (BA).
IX-1-2- Schémas de principe de la réalisation de la passerelle - La mise en œuvre devra commencer par la pose deux culées au niveau des deux quais.
- Puis viendra la pose et l’assemblage de l’ensemble des profilés métalliques porteurs de l’ensemble de la structure.
- Les marches en béton pourront être coulées tout en réalisant une bonne mise en œuvre de bardages métalliques
- Le chantier pourra débuter des deux cotés des deux quais et on procédera à la jonction des deux parties par le coulage de la dalle intermédiaire
qui sera en béton armé.
- La pose de l’enveloppe de la passerelle (toiture en aluminium, garde corps en vitrage, interviendra après
- Puis on procèdera à la pose du tablier mobile (voie et trottoirs).
- Les superstructures (gardes corps, bitumes) seront posées après que le tablier mobile ait été fixé aux vérins et correctement réglé.
Le chantier de construction du pont mobile devrait se faire en même temps que celui de la passerelle piétonne.
84
Conclusion Les ponts les plus intéressants, de manière évidente, sont issus d’allers et retours entre la conception technique et la réflexion architecturale.
La conception d’un pont mobile et d’une passerelle demande une analyse structurale beaucoup plus détaillée qu’un pont fixe et une attention
particulière au niveau de la conception des détails de construction.
Dans le cadre de ce mémoire nous avons effectué aussi bien une analyse de l’existant que la conception d’ouvrages d’art tout en tenant compte de
certains impératifs tant objectifs que subjectifs.
Par le biais de plusieurs étapes allant de la description des ouvrages à la conception, au calcul et à la mise en œuvre de nouveaux ouvrages nous
avons essayé de proposer des ouvrages s’insérant harmonieusement tant sur le plan paysager et urbain que sur le plan architectural.
L’étude du fonctionnement mécanique de ces ouvrages nous a en outre permis de cerner quelques difficultés liés à un bon choix en matière de
type de structure, de type de fonctionnement mécanique, de système de mobilité de ponts, de matériaux, de procédés de mise en œuvre.
Nous avons en outre pu utiliser presque tous les modes de conception allant de l’esquisse à main levée à la modélisation informatique afin de
prévoir l’impact visuel qu’aura ces ouvrages sur le site urbain.
L’utilisation du calcul pour la validation des structures nous a permis de réaliser un pré dimensionnement des structures projetées afin de
permettre une bonne stabilité des ouvrages ainsi qu’une bonne mise en œuvre.
85
Bibliographie
• Maîtrise d’Ouvrages et Maîtrise d’œuvre en Ouvrages d’Arts
Paris, MIQCP, janvier 2005 – 104 p.
• Construction du pont de Ste-Marie-de-Beauce
Jacques Blouin ing. M.Sc. Directeur Ouvrages d’art GÉNIVAR , avril 2004 – 10 p.
• Esthétique et construction des ouvrages d’art,
Jean Démaret, Dunod Paris. 1948
• Projet et construction des ponts : Généralités. Fondations. Appuis. Ouvrages courants, J. A. Calgaro. Presses de l’Ecole
Nationale des Ponts et Chaussées , Paris, 1987
• Conception des ponts, Anne Bernard-Gely, J. A. Calgaro. Presses de l’Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, Paris, 1994
Sites Internet visités • Site internet de Editions-Eyrolles
http://www.editions-eyrolles.com/Dico-BTP/definition.html?id=4711&xd=6c022b337328cfcf40a8735ef31c5781
• Services techniques de la région Wallone
http://services-techniques.met.wallonie.be/fr/pont_ouvrage_d_art/naissance/#chapitre1