TECHNOLOGIE DE PONT ET PASSERELLE

OPTION CONSTRUCTION – 3ÈME ANNÉE

Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC.

Préliminaire

Objectifs du cours

Ce cours a pour objectif de doter le futur technicien en construction d’une connaissance technologique approfondie des ouvrages d’art, spécifiquement les ponts et les passerelles. L’ambition est de lui permettre de comprendre la logique constructive de ces ouvrages essentiels, d’en identifier les différentes composantes, de classifier les principales typologies et de maîtriser la terminologie technique associée. Il s’agit de former un professionnel capable de lire les plans d’un ouvrage d’art, de comprendre les défis de sa construction et de participer à sa surveillance. 🌉

Approche Pédagogique

Privilégiant une démarche qui va du général au particulier, l’enseignement s’ouvrira sur les considérations communes à tous les ponts avant d’explorer en détail les différentes familles technologiques. L’apprentissage sera fortement visuel, s’appuyant sur l’analyse de plans, de schémas de principe et d’exemples d’ouvrages existants. Le contexte congolais, avec ses fleuves puissants et son besoin crucial en infrastructures de franchissement, servira de toile de fond permanente. L’étude de cas concrets, comme le pont Maréchal à Matadi ou les nombreux ponts « Bailey » qui assurent la continuité du réseau routier, permettra d’illustrer la diversité des solutions techniques.

Compétences Visées

Au terme de cette année, l’élève détiendra les compétences suivantes :

• Identifier : Nommer et décrire la fonction de chaque partie constitutive d’un pont, de la fondation au garde-corps.
• Classifier : Distinguer les ponts selon leur usage, leur matériau de construction (maçonnerie, béton, métal) et leur principe structurel (poutre, arc, etc.).
• Analyser : Expliquer les principes de base de la conception d’un pont, notamment le choix de son emplacement et la détermination de son gabarit.
• Décrire : Détailler les opérations élémentaires de chantier pour la construction d’un petit pont ou d’une passerelle.

Modalités d’Évaluation

L’évaluation mesurera la maîtrise de la technologie des ouvrages d’art. Elle sera composée d’interrogations écrites portant sur la terminologie et la classification des ponts, d’analyses de plans d’ouvrages existants et d’études de cas demandant de proposer une typologie de pont adaptée à un site donné. Un examen final de synthèse validera la capacité de l’élève à décrire l’ensemble des composantes et les grandes étapes de la construction d’un ouvrage d’art type. 📝

Partie I : Les Fondamentaux des Ouvrages d’Art

Cette partie introductive établit le socle de connaissances commun à tous les types de ponts. Elle a pour but de définir ce qu’est un ouvrage d’art, de le décomposer en ses éléments fonctionnels, et de présenter les études préliminaires qui conditionnent sa conception et son dimensionnement, quel que soit le matériau ou la technologie finalement retenus.

Chapitre 1 : Introduction à la Technologie des Ponts

Avant d’étudier les différentes familles de ponts, ce chapitre pose un cadre général en définissant les termes, en classifiant les ouvrages et en identifiant leurs composantes universelles.

1.1. Définition et Rôle Stratégique d’un Ouvrage d’Art

Un ouvrage d’art est une construction de génie civil permettant à une voie de communication de franchir un obstacle. Son rôle est stratégique pour le désenclavement des territoires et le développement économique, comme en témoigne l’importance des ponts sur le réseau routier national congolais.

1.2. Les Parties Constitutives d’un Pont

Tout pont se décompose en deux grands ensembles : l’infrastructure, qui regroupe les fondations et les appuis (piles et culées), et la superstructure, qui comprend le tablier et ses équipements.

1.3. La Classification des Ponts selon leur Utilisation

Les ponts peuvent être classifiés en fonction de la voie qu’ils portent (ponts-routes, ponts-rails, passerelles piétonnes) ou de l’obstacle qu’ils franchissent (pont sur une rivière, viaduc, passage supérieur).

1.4. La Classification des Ponts selon leur Structure

La classification principale repose sur le principe de fonctionnement de la structure : ponts à poutres, ponts en arc, ponts suspendus, ponts à haubans. Chacune de ces familles présente des avantages et des domaines d’emploi spécifiques.

Chapitre 2 : L’Étude Préliminaire du Site et du Projet

La conception d’un pont commence bien avant le premier dessin, par une analyse approfondie du site et une définition claire des besoins, afin de garantir un ouvrage sûr, durable et économique.

2.1. Le Choix de l’Emplacement de l’Ouvrage

Le choix de l’axe de franchissement est une décision cruciale qui dépend de critères topographiques (largeur de la vallée), géotechniques (qualité du sol pour les fondations) et hydrauliques (stabilité des berges).

2.2. L’Étude Hydrologique : Détermination du Débouché

Pour un pont franchissant une rivière, comme la Lulua, il est indispensable de mesurer le débit de crue pour dimensionner correctement l’ouverture de l’ouvrage (le débouché hydraulique) et éviter qu’il ne fasse obstacle à l’écoulement.

2.3. L’Analyse Géotechnique pour les Fondations

La pérennité d’un pont repose sur la qualité de ses fondations. Une campagne de reconnaissance des sols est donc nécessaire pour déterminer la capacité portante du terrain et choisir le type de fondation adéquat.

2.4. La Définition du Convoi Type et des Charges

Un pont doit être conçu pour supporter les véhicules les plus lourds susceptibles de l’emprunter. La définition d’un convoi type réglementaire permet de modéliser les charges de calcul.

Chapitre 3 : Les Éléments Constitutifs du Tablier

Le tablier est la partie du pont qui supporte directement les charges de circulation. Sa conception et sa composition sont des éléments clés de la superstructure.

3.1. Le Platelage : L’Ossature du Tablier

Le platelage est la structure porteuse principale du tablier. Il peut être constitué d’un réseau de poutres longitudinales (longerons) et transversales (entretoises).

3.2. La Dalle : La Surface de Roulement

La dalle, généralement en béton armé, constitue la surface sur laquelle les véhicules circulent. Elle répartit les charges locales sur le platelage.

3.3. Les Trottoirs et les Équipements de Sécurité

Les tabliers de ponts-routes intègrent des trottoirs pour la circulation des piétons, ainsi que des équipements de sécurité indispensables comme les garde-corps et les glissières de sécurité.

3.4. La Couche de Roulement et l’Étanchéité

La surface de la dalle est protégée par une couche d’étanchéité et une couche de roulement (généralement en enrobé bitumineux) qui assure le confort et l’adhérence.

Chapitre 4 : Les Éléments Constitutifs des Appuis

Les appuis sont les éléments de l’infrastructure qui transmettent les charges du tablier au sol. Leur conception doit garantir une stabilité parfaite de l’ouvrage.

4.1. Les Culées : Les Appuis d’Extrémité

Situées à chaque extrémité du pont, les culées ont une double fonction : supporter le tablier et retenir les terres du remblai d’accès. Différents types de culées (à mur de front, à contreforts) sont étudiés.

4.2. Les Piles : Les Appuis Intermédiaires

Pour les ponts de grande longueur, des piles intermédiaires sont nécessaires pour réduire la portée des travées. Leur forme est souvent étudiée pour minimiser la perturbation de l’écoulement de la rivière.

4.3. Les Appareils d’Appui

Disposés entre le tablier et les appuis, les appareils d’appui sont des dispositifs (en néoprène, métalliques) qui permettent les petits mouvements du tablier (dilatation, rotation) sans transmettre d’efforts parasites aux piles et culées.

4.4. Les Fondations des Appuis

Les appuis reposent sur des fondations (superficielles ou profondes sur pieux) qui doivent être dimensionnées pour transmettre les charges considérables du pont au sol en toute sécurité, en les protégeant des affouillements.

Partie II : La Construction et les Différentes Typologies

Cette partie entre dans le vif de la technologie constructive. Elle décrit les opérations de chantier, puis explore en détail les grandes familles de ponts, en les classifiant selon les matériaux mis en œuvre (maçonnerie, béton, métal), et présente le cas particulier des passerelles.

Chapitre 5 : Les Opérations de Chantier et les Passerelles

Ce chapitre aborde les aspects pratiques de la construction d’un ouvrage d’art et se penche sur la technologie spécifique des ouvrages de franchissement légers : les passerelles.

5.1. L’Implantation de l’Axe du Pont et des Appuis

La première opération de chantier consiste à matérialiser sur le terrain, avec une grande précision topographique, l’axe de l’ouvrage et l’emplacement exact des futures piles et culées.

5.2. Les Opérations de Fondation et de Montage

Les grandes phases de la construction sont décrites : réalisation des terrassements et des fondations, battage des pieux, construction des appuis, et enfin, mise en place des poutres du tablier (lançage).

5.3. La Technologie des Passerelles

Destinées aux piétons, les passerelles sont des ouvrages légers dont la technologie est souvent optimisée. Les différentes typologies (à poutres, à contrefiches, en treillis) sont présentées.

5.4. La Conception des Supports Intermédiaires

Pour les longues passerelles, des appuis intermédiaires sont nécessaires. Leur conception varie selon qu’ils sont implantés en site terrestre ou en site aquatique.

Chapitre 6 : Les Ponts en Maçonnerie

Technologie ancestrale mais d’une durabilité exceptionnelle, le pont en maçonnerie, avec ses voûtes caractéristiques, a marqué l’histoire du génie civil.

6.1. Les Dispositions Générales des Ponts en Maçonnerie

L’architecture typique d’un pont en maçonnerie est décrite, en mettant en évidence le rôle de chaque élément et les règles de l’art qui gouvernent sa conception.

6.2. La Technologie des Piles et des Culées en Maçonnerie

La construction des appuis en pierre de taille ou en moellons fait appel à des techniques d’appareillage spécifiques pour garantir leur robustesse face à la poussée des voûtes et du courant.

6.3. La Construction des Voûtes et le Rôle des Cintres

La construction d’une voûte en maçonnerie est impossible sans un échafaudage provisoire appelé « cintre », qui soutient les voussoirs pendant le montage. Les différents types de cintres et leur opération de dépose (le décintrement) sont étudiés.

6.4. Les Dispositifs d’Étanchéité et de Drainage

Pour protéger le corps de l’ouvrage des infiltrations d’eau, une couche d’étanchéité est disposée sur l’extrados de la voûte, complétée par un système de drainage pour évacuer les eaux.

Chapitre 7 : Les Ponts en Béton Armé

Le béton armé est le matériau par excellence des ponts modernes. Sa souplesse de mise en œuvre permet de réaliser une très grande variété de formes et de structures.

7.1. Les Ponts à Poutres et Dalles en Béton Armé

La forme la plus courante de pont en béton armé est le pont à poutres sous chaussée, où une dalle est supportée par un réseau de poutres longitudinales et d’entretoises.

7.2. Les Ponts-Cadres et les Ponts-Portiques

Dans ces structures, le tablier et les piles sont encastrés, formant un cadre monolithique. Cette solution est souvent adoptée pour les passages inférieurs de faible hauteur sous les routes de la région de Kinshasa.

7.3. Les Ponts à Béquilles et les Ponts en Arc

Pour les franchissements de vallées profondes, les ponts à béquilles ou les ponts en arc en béton armé sont des solutions élégantes et performantes, qui permettent de grandes portées.

7.4. Les Ponts à Poutres en Caisson (Ponts-tubes)

Dans cette technologie, le tablier est constitué d’une grande poutre creuse (un caisson), qui offre une très grande rigidité en flexion et en torsion, idéale pour les ponts courbes ou de grande portée.

Chapitre 8 : Les Ponts Métalliques et Mixtes

L’acier, par sa grande résistance et sa légèreté, est le matériau de choix pour les ponts de très grande portée. Il peut être utilisé seul ou en association avec le béton.

8.1. Les Avantages et Inconvénients des Ponts Métalliques

Les ponts en acier offrent des avantages en termes de rapidité de montage et de légèreté, mais demandent un entretien constant pour les protéger de la corrosion, un défi majeur dans le climat de la RDC. 🔩

8.2. Les Ponts à Poutres à Âme Pleine et en Treillis

Les deux grandes familles de poutres métalliques sont étudiées : les poutres à âme pleine (profilés en I ou reconstitués soudés) et les poutres en treillis, qui optimisent l’utilisation de la matière pour les grandes portées.

8.3. Le Principe et les Avantages des Ponts Mixtes Acier-Béton

La structure mixte associe une charpente métallique (qui travaille en traction) et une dalle en béton (qui travaille en compression), en les connectant pour qu’elles collaborent. Cette technique performante est aujourd’hui très répandue.

8.4. Introduction aux Ponts Suspendus et à Haubans

Pour les portées exceptionnelles, seules les structures suspendues sont envisageables. Le principe de fonctionnement des ponts suspendus et des ponts à haubans, qui représentent le sommet de l’art de construire les ponts, est introduit.

Annexes

Tableau de Classification des Ponts

Un tableau synthétique illustré présentera les différentes familles de ponts (poutre, arc, suspendu) avec leurs domaines de portée respectifs et leurs caractéristiques principales. 🌉

Schémathèque des Composants d’un Pont

Des fiches visuelles détailleront les différentes parties d’un pont type, avec la terminologie normalisée pour chaque élément (pile, culée, tablier, appareil d’appui, etc.).

Guide des Opérations de Chantier

Une fiche méthodologique décrira la séquence chronologique type de la construction d’un petit pont, depuis les études préliminaires jusqu’à la mise en service.

Lexique Illustré des Ouvrages d’Art

Un glossaire visuel définira les termes techniques spécifiques à la technologie des ponts (voussoir, tablier, gabarit, débouché, etc.), pour une parfaite maîtrise du vocabulaire professionnel.