La Chambre de Commerce et d’Industrie de la ville du Havre, maître d’ouvrage, maître d’œuvre et concessionnaire du
Pont de Normandie en a fêté récemment les trente ans.
C’est, à plus d’un titre, une réalisation exceptionnelle, à laquelle le rédacteur de cet article a eu le grand bonheur de
collaborer, à côté des quelques 1499 autres personnes, fières d’avoir apporté leur pierre à l’édifice. Toutes en sont ressorties
différentes !
Une grande partie des photos illustrant cet article en ont été prises par l’auteur au moment de la construction.
Le propos s’attachera à mettre en valeur les spécificités de ce pont, sans trop rentrer dans des détails techniques ou technologiques
qui pourraient rebuter un lecteur non spécialiste.
* * *
Le Pont de Normandie, qui relie les deux rives de la Seine, dans sa partie la plus large où commence l’estuaire, a pour fonction
principale de faciliter l’accès au Port du Havre, second port français, mais premier en matière de manutention de conteneurs. Il
s’insère dans l' Autoroute des Estuaires » qui relie le nord au sud de l’Europe, sans passer par Paris.
Il a été mis en service en 1995, ce qui a permis d’effectuer, sans risque de rupture de l’accès au port du Havre, les indispensables travaux de remplacement du système porteur du Pont de Tancarville, situé plus en amont sur le cours de la Seine ; il avait été mis en service en 1959. Cet ouvrage constituait à l’époque le record d’Europe. Le record mondial est détenu depuis 1998 par le Japon avec le pont Akashi Kaiko pour une portée de 1991 m (si l’on excepte le Yavuz Sultan Selim à Istanbul et ses 2164 m de portée . . . mais à l’image du pont de Brooklyn c’est un ouvrage mixte, pont suspendu et pont à haubans multiples).
On distingue généralement deux grandes familles en matière d’ouvrages de franchissement de grandes portées : les ponts suspendus
et les ponts à haubans multiples.
Le Golden Gate se range dans la première catégorie. Mis en service en 1937, avec ses 1280 m de portée, il a détenu jusqu’en 1964 le record du monde de portée des ponts suspendus. Les éléments principaux de ce type de pont sont les deux câbles porteurs, passant au sommet des deux pylônes et ancrés à leurs extrémités, ce qui génère d’énormes efforts horizontaux, très difficiles à absorber.
Dans le langage du métier on nomme « tablier » la partie de l’ouvrage où circulent les véhicules et dans le cas des ponts suspendus,
la charge du tablier est transmise aux câbles porteurs par une série de suspentes …. D’où leur nom !
Le Pont de Normandie se range quant à lui dans la catégorie des ponts à haubans multiples. Cette technologie, qui s’affranchit des massifs d’ancrages des câbles porteurs des ponts suspendus, lui a été préférée car la réalisation desdits massifs d’ancrages dans les terrains de mauvaise qualité de l’estuaire de la Seine aurait été à la fois très difficile et très onéreuse à réaliser.
Le principe constructif de ce type d’ouvrage est très différent.
On peut l’assimiler à deux balances de Roberval, dont les couteaux seraient les deux pylônes et les plateaux les parties symétriques encadrant ces pylônes.
Balance
de Roberval
Application au pont de Normandie
Schémas des forces verticales et horizontales
Dans ce schéma la charge du tablier du pont est transmise aux pylônes par une multitude de haubans, d’où l’appellation de
« pont à haubans multiples ». La résultante des efforts verticaux (hors ceux dus au vent, principal ennemi) est une verticale dans
l’axe de chacun des pylônes, les efforts horizontaux (du fait de l’inclinaison des suspentes) s’annulant
symétriquement ; Voir le croquis ci -dessus.
Avant la réalisation du Pont de Normandie, l’ouvrage de référence était le pont Alex Fraser au Canada avec 465 m de portée. Le Pont de Normandie pulvérisait ce record avec 856 m de portée.
Depuis 2012 le record mondial est détenu, en Russie, par le pont de l’Île de Rouski avec 1104 m
Les deux pylônes du Pont de Normandie mesurent environ 215 m de hauteur (celle de la Tour Maine Montparnasse à Paris). Du fait de l’implantation de l’ouvrage dans le lit majeur de la Seine, ils sont fondés à plus de 50 m de profondeur. Les efforts verticaux sont transmis au socle rocheux par des pieux de 2,10 m de diamètre capables de supporter chacun une charge de 3000 t.
Chaque pylône pèse 20 000 t environ (soit l’équivalent de trois Tour Eiffel) et, hors les effets du vent, il représente une charge
totale de 32 000 t
Le pylône sud (côté Honfleur) est implanté sur la rive sud de la Seine. Le pylône nord (côté Le Havre) a été implanté sur une île artificielle positionnée à cheval sur la digue nord—submersible et délimitant le chenal navigable de la Seine—dans le but de ne pas gêner la navigation en direction du port maritime de Rouen et de ne pas contrarier l’écoulement naturel du fleuve.
Ils ont été réalisés en utilisant la technique de coffrage « auto grimpant », et y sont incorporés les éléments métalliques de fixation
des haubans.
Le tablier du pont étant situé à plus de 50m au-dessus du niveau de la Seine (gabarit international pour la navigation maritime) ces pylônes sont reliés chacun à un viaduc d’accès, sur la terre ferme coté sud et en zone soumise à la marée côté nord.
Schéma
général du pont
Tout comme les câbles porteurs des ponts suspendus et leurs suspentes, les haubans des ponts à haubans multiples sont constitués de fils
d’aciers à très haute résistance, torsadés avec la même technologie que celle qui était utilisée pour la fabrication des cordages de
marines à partir de ficelles et ce pour les mêmes raisons. En effet si une ficelle venait à se rompre elle était « assistée » sous
forme de frottement latéral par les ficelles qui l’entouraient et avec lesquelles elle était intimement en contact. Il en est de même
avec les torons. Si un des fils venait à se rompre, les efforts qu’il était censé absorber seraient ainsi repris par les autres fils
du même toron. Bien entendu ces éléments sont dimensionnés en prenant en compte un coefficient de sécurité qui englobe ce risque de rupture.
Coupe sur un hauban et son ancrage (avec les torons)
Mais en matière de risque, les cordages et les torons ne sont pas logés à la même enseigne.
Les capitaines de bateaux à voiles surveillaient régulièrement l’état des cordages qui assuraient la stabilité des mâts. Les ficelles
rompues étaient visibles. Dans le cas des torons métalliques (protégés par des gaines), ils sont totalement invisibles. Comment faire pour
détecter les ruptures de fils ou même de torons entiers ?
Par auscultation sonique : on envoie une onde sonore sur un seul fil et on mesure le temps de trajet aller-retour. Si ce temps mesuré
est inférieur au temps calculé ,cela signifie que le fil est rompu. Ces mesures sont réalisées selon les principes de l’analyse
statistique et ont déjà conduit au remplacement d’un certain nombre de haubans. La raison de ces ruptures réside dans une propriété—à
ce jour non encore élucidée—des aciers à très haute résistance utilisée pour les torons. Ces fils soumis à des contraintes de traction de
façon continue peuvent entre une trentaine et une cinquantaine d’années se rompre en raison d’une forme de corrosion que les
spécialistes dénomment la « corrosion sous tension ». Les métallurgistes ont encore du travail de recherche devant eux !
Les deux viaducs d’accès en béton ont été réalisés sur la terre ferme et poussés à la rencontre des parties en béton du tablier du
pont qui elles ont été coulées symétriquement de part et d’autre des pylônes par travée d’environ 3,50 m dans des coffrages
métalliques suspendus par des câbles provisoires aux pylônes, en attendant que leur longueur permette la pose des haubans définitifs.
Les deux photos de chantier qui suivent montrent bien cette méthode d’exécution.
Construction en encorbellementdu tablier en béton
Poussage du viaduc d’accès
Pour des questions de poids, la partie centrale du tablier du pont a été réalisée en métal, à savoir 624 m sur les 856 m de la portée
totale ; un mètre linéaire de pont en béton pèse en moyenne 45 t alors que la même partie métallique ne pèse en moyenne que 8,5 t
L’amorce de part et d’autre des pylônes a dû toutefois être conservée en béton pour des raisons de rigidité de torsion sous les effets du vent.
La partie métallique centrale est constituée de voussoirs (tronçons) d’ une vingtaine de mètres de longueur, pesant chacun environ 200 t ; Ils ont été préfabriqués en amont du Pont de Tancarville et amenés par barges sur la Seine sous le pont en construction, à l’emplacement précis où ils devaient être levés à, l’aide d’un instrument de levage qu’on appelle curieusement une « chèvre » !
Photo aérienne du levage d’un voussoir métallique
Nous avons évoqué plus haut que l’ « ennemi » principal d’un tel ouvrage était le vent ; ce pont est situé à
l’entrée de l’estuaire de la Seine où les vents d’ouest sont dominants (ce qui n’empêche pas qu’ils puissent
également souffler de l’est) On a déjà mesuré fréquemment des valeurs pouvant atteindre 150 km/h.
Pour affiner les études des essais en soufflerie aérodynamique ont été effectués sur maquette, ce qui a permis de déterminer que la forme optimale du tablier devait être celle de deux demi-ailes d’avion.
Il nous faut ici faire une courte parenthèse pour expliquer- simplement—comment un avion tient dans l’air.
Le dessous de l’aile d’un avion est plat, c’est l’intrados ; le dessus de la même aile est bombé, c’est l’extrados.
On sait qu’un avion vole ; il fend l’air au niveau des ailes par le biais du bord d’attaque de l’aile.
Une partie des filets d’air passe en dessous de l’aile et une autre partie au-dessus, mais dans ce cas le trajet est plus long. Il en résulte qu’il se crée une dépression au-dessus de l’aile ;
Un avion qui vole, ne prend donc pas appui sur l’air situé en dessous de son aile, mais il est aspiré vers le haut par la dépression que son propre mouvement crée.
C’est ce que montre le schéma ci-dessous :
Coupe schématique d’une aile d’avion
(représentation des filets d’air)
Profil type du pont
(métal et béton)
Dans le cas du Pont de Normandie, les deux demi-ailes d’avion on été positionnées à l’envers.
Dans ces conditions plus le vent souffle et plus le pont a tendance à descendre. On se souvient du pont de Tacoma où après avoir été affecté par des mouvements ondulatoires, le pont s’était soulevé, ce qui avait entraîné sa ruine.
On notera également la forme en A des pylônes, l’objectif étant d’ assurer une meilleure stabilité transversale des supports de
l’ouvrage sous les effets du vent. La traverse horizontale reliant les deux jambes du pylône permet d’encastrer solidement
le tablier du pont vis à vis des efforts de torsion. Plus haut les deux jambes se réunissent pour constituer un élément unique dans lequel
sont incorporées des pièces métalliques reprenant les efforts de traction des câbles et reliant les faces opposées du pylône, ce qui permet
d’annuler les efforts horizontaux comme on l’a vu plus haut.
Il est admis que le pont pourrait résister à un vent de 200 km/h et à des rafales de 300 km/h.
Dernière particularité importante, le Pont de Normandie est « instrumenté » c’est à dire qu’il est équipé d’instruments de mesures tels des jauges de contrainte, des capteurs de température et de déformation. Toutes ces données sont centralisées et font l’objet d’un suivi informatisé.
La moindre dérive annonciatrice d’un risque potentiel est ainsi rapidement détectée.
C’est le principe même de la maintenance prédictive, bien plus performante et plus économique qu’une maintenance préventive.
Vue aérienne d’un pylône (et mettre en regard le texte)
Petit rappel :
Dans le cas d’une maintenance préventive, après avoir mesuré statistiquement les durées de vie des pièces d’usure, on fait le
choix de les remplacer avant que leur rupture n’ait eu des conséquences dommageables sur l’activité. De ce fait, on peut
quelquefois être amené à remplacer des pièces qui auraient pu encore être utilisées un certain temps.
La maintenance prédictive permet de déterminer avec plus de précision le moment optimal des opérations de maintenance nécessaires. C’est une source importante d’économie en même temps qu’un gain essentiel en matière de sécurité.
La maintenance des nouvelles rames TGV du réseau ferroviaire français qui vont prochainement être mises en service sera elle aussi prédictive et on en attend une économie sur les frais de maintenance de l’ordre de 20 %.
A ouvrage exceptionnel, dispositions exceptionnelles. J’espère vous en avoir convaincu.
Et même si le risque zéro n’existe pas, on peut raisonnablement affirmer qu’un sinistre comme celui qui a affecté récemment le pont de Gènes est absolument improbable dans le cas du Pont de Normandie . . . mais cela a un coût.
Juillet 2026
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