Le viaduc de Millau, France - Le pont le plus haut du monde.

En juin de l’année dernière, la société Enerpac (Technologie Hydraulique) remporta le contrat pour la fourniture du système hydraulique qui sera utilisé pour soulever les palées provisoires et pousser les tabliers lors de la construction du viaduc de Millau. Aujourd’hui les travaux battent leur plein et, pendant que vous lisez ceci, se construit le pont le plus haut du monde.

Les tabliers

Les études pour la construction du viaduc de Millau débutèrent en 1988 avec pour objectif de mettre fin à l'engorgement de la A75, l'autoroute reliant Paris à Barcelone. Entre plusieurs trajets possibles, le CETE (Centre d'Etude des Techniques d'Équipement) choisit le 28 juin 1989 un trajet médian passant à l'est de Millau et franchissant le Tarn. Ce qui impliquait la construction d'un long viaduc d'une très grande hauteur, lequel devait survoler la vallée du Tarn sans y descendre, évitant ainsi le percement d'un tunnel. Option choisie en 1991 car affectant à peine l'environnement et offrant une meilleure sécurité. Les études détaillées eurent lieu en 1993, et cinq bureaux d'architectes participèrent au concours lancé en 1994. En 1996 fut choisi le projet émanant d'un groupe d'ingénierie français se composant de Sogelerg, EEG, SERF et Foster.

Du projet à la réalisation

Plan.

Le projet Foster impressionnait par l’esthétique et la taille de l’ouvrage. Sa construction n’était pas particulièrement facile si l’on voulait éviter des coûts prohibitifs. Soutenu par deux culées et sept piles, le viaduc survole la vallée du Tarn sur une distance de 2 460 mètres à une hauteur centrale de 245 mètres. 204 mètres séparent les culées de la première et de la dernière pile, et les travées font 342 mètre entre les autres piles dont les hauteurs varient de 70 mètres pour la première, à 340 mètres pour la troisième.

L’ouvrage est haubané et comporte des éléments verticaux en béton creux en forme de diapason lesquels supportent les deux chaussées à partir du centre. Les chaussées ont une largeur totale de 27,35 mètres, et permettent l’installation de trois voies de circulation dans chaque direction (dont deux seulement seront mises en service au début de l’ exploitation) et d’un accotement sur les deux côtés.
Pour les conducteurs, le viaduc se présente avec une légère pente (3,035 % du nord vers le sud) et une faible courbe (rayon 20 000 mètres). Au centre, il culmine à 270 mètres au-dessus du niveau du sol, et la pile centrale avec son haubanage dépasse les 340 mètres, soit 14 % de plus que de la Tour Eiffel.

Il fallut choisir entre deux types de tabliers, béton ou acier. Le choix se porta sur l’acier, celui-ci permettant une construction non seulement plus mince, donc plus esthétique (un tablier en béton demandait une épaisseur de 4,6 mètres), mais également plus sûre et cela aussi bien pendant la pé riode de construction qu’après la mise en service.

27 000 mètres cubes de béton, 19 000 tonnes d’armatures pour béton, et 5 000 tonnes d’acier pour les câbles et les recouvrements furent nécessaires pour la construction. Pour les piles, le choix se porta sur un béton haute performance B-60 et sur l’utilisation de coffrages métalliques du type self-climbing de différentes formes.

Le 9 juillet 1996, après le choix de la configuration finale des travaux, il fallut déterminer qui les exécuterait et comment. Plusieurs entreprises soumirent des offres, et le Département Franç ais des Transports et Travaux Publics porta son choix sur le Groupe Eiffage TP (3ième en taille en France, 5ième en Europe), lequel créa une nouvelle société pour l’exécution de ces travaux, la Compagnie Eiffage du viaduc de Millau. En échange du financement des travaux, coûts estimés (au début des opérations) à 300 000 000 € plus 20 000 000 € pour un futur poste de péage situé 6 kilomètres plus au nord, cette compagnie obtint une concession d’exploitation d’une durée de 75 ans.

La construction est conçue pour résister aux secousses sismiques et aux conditions mété orologiques les plus extrêmes, son utilisation est garantie sans problèmes pour une durée minimale de 120 années. Du point de vue construction, le tablier avec sa masse de 36 000 tonnes, constitue le problème le plus important. Il sera poussé à partir des deux extrémités du viaduc. Les éléments du tablier seront fabriqués sur les sites de Eiffel à Lauterbourg et Fos-sur-Mer, et un ensemble de 64 vérins hydrauliques sera utilisé pour effectuer les poussées. Les translations, sur une longueur de 342 mètres, doivent se faire sur la longueur des six travées centrales et nécessitent l’installation de cinq palées provisoires, à la construction desquelles participe la division espagnole d’Enerpac.

Les palées provisoires sont soulevées à l’aide d’un système hydraulique

Entre les piles, sept palées provisoires seront nécessaires pour lancer le tablier.

Lors de la conception du viaduc de Millau, Eiffel, une filiale du groupe Eiffage et spécialisée dans la construction métallique, a estimé que pour assurer la translation des tabliers pendant la construction, il fallait installer sept palées provisoires entre les piles. Deux de ces palées provisoires, aux extrémités de l’ouvrage, s’installent directement à l’aide d’une grue car leur hauteur ne fait que 20 mètres et 12 mètres. Par contre la hauteur des cinq palées provisoires restantes varie de 87,5 mètres à 163,7 mètres. Pour celles-ci, un système de levage télescopique a été conçu et l’exécution de sa partie hydraulique a été confiée au bureau régional Enerpac en Espagne.

Dès qu’une palée provisoire a été élevée, le système de levage télescopique comprenant l’équipement hydraulique est démonté et déplacé vers l’endroit où doit s’installer la palée suivante.

Système télescopique pour le levage des éléments des palées provisoires

 

Le système de levage télescopique se compose de deux parties: La première consiste en une construction métallique de forme cubique dont la base, qui contient tout le système, fait 12 mètres de côté; elle est équipée de crémaillères graduées en mètres à partir des pieds de la construction. La seconde comprend les vérins et le système de commande hydraulique qui forment le mécanisme de levage. Les vérins hydrauliques sont installés aux quatre pieds de la construction, ancrés à des supports reliés aux crémaillères et qui permettent, grâce à l'insertion successive de cales de verrouillage dans les crémaillères, le déplacement vertical d'un élément de la palée provisoire et de l'équipement hydraulique, guidés par les colonnes du système de levage.

Pas de levage égal à 1000 mm

Système hydraulique.

Le fonctionnement est simple; les supports des vérins sont verrouillés dans les crémaillè res à l’ aide de cales, l’élément de la palée provisoire étant libre. Les opérateurs, à l’ aide du dispositif de commande, comprenant un logiciel détaillé et incorporant toutes les options de sécurité nécessaires, commencent par mettre sous pression les vérins dont les tiges poussent l’élément de la palée vers le haut. De cette façon, celui-ci est levé à la hauteur de la perforation suivante dans la cré maillère. Les vérins ont une course de 1100 mm et les crémaillères sont munies de crans tous les 1000 mm, reste donc une plage de 100 mm pour compenser d’éventuelles irrégularités. Chaque vérin hydraulique possède sa propre commande avec possibilité de verrouillage immédiat, et divers capteurs renseignant sur les modifications des conditions extérieures (vent, température, etc.) qui pourraient conduire à un ajustement dans l’opération de levage des éléments de la palée provisoire.

Chaque vérin de levage opère de façon indépendante. Dès que la hauteur désirée est atteinte, l’élément de la palée est verrouillé en place à l’aide de cales et les cales support de vérin sont débloquées. Les tiges de piston sont rentrées et les vérins hydrauliques sont élevés avec leurs supports vers la perforation dans la crémaillère située immédiatement au-dessus, où ils sont à nouveau verrouillés à l’aide de cales. De cette façon, l’élément de la palée et le dispositif de levage hydraulique sont élevés de 1 mètre, ce processus se répétant jusqu’à ce que le premier élément dépasse la structure du système de levage. Il est ensuite verrouillé à sa base. Quand le dispositif hydraulique a rempli sa fonction, il est descendu jusqu’au sol à l’aide d’une grue car à présent son poids est moindre. Un second élément de la palée prend alors place dans le système de levage et est levé de la même façon à l’aide du dispositif hydraulique, et ainsi de suite jusqu’à ce que la nouvelle palée provisoire atteigne la hauteur nécessaire pour supporter la partie de tablier qui sera poussée en place.

Commande du processus

Système de levage hydraulique; précision du levage 3 mm

Le système a été conçu pour empêcher, à n’importe quel moment, une déviation en hauteur de plus de 3 mm et une différence de charge dé passant au maximum 5 % entre chacun des vérins.

Chaque vérin est alimenté par sa propre pompe hydraulique de façon à ce que, si nécessaire, il puisse être commandé individuellement, à condition que la procé dure complète de la demande pour le faire, ainsi que l’autorisation, passent par la centrale de commande de l’application.

Les opérateurs, installés à chaque extrémité de la structure, travaillent à l’aide de commandes reliées à la centrale et qui leur permettent de valider l’insertion et le retrait des cales pendant toute la durée du processus. Dès réception du signal, la personne en charge de la centrale de commande donne l’ordre autorisant la poursuite du processus.

L’ensemble est également muni de systèmes permettant la surveillance du niveau et de la tempé rature de l’huile et d’alarmes qui arrêtent la translation en cas d’imprévus comme chute de pression, rupture de flexible, etc.

Spécifications techniques
La partie hydraulique du système de levage comprend quatre vérins, chacun alimenté par sa pompe propre, raccordés à un tableau de commande central. Chaque assemblage a une capacité de poussée égale à 511 tonnes, soit une capacité de poussée totale de maximum 2044 tonnes. Comme il n’est normalement pas prévu de dépasser la poussé e de 420 tonnes requise durant les cycles de travail, le système possède donc une géné reuse marge de sécurité. La pression nominale est de 700 bars et, comme mentionné plus haut, la course des vérins égale 1100 mm. Une surcharge de 675 tonnes, vérin en extension, et de 1500 tonnes, vérin rétracté, est acceptable.

L’ensemble commande centrale (câblage, tableau de commande, écran) est protégé contre les intempéries et les perturbations électromagnétiques, et contre les impacts pouvant survenir lors de l’installation ou pendant le travail.

Enerpac, filiale du groupe Actuant basé aux Etats-Unis, possède une longue expérience dans le domaine de la fabrication de divers types d’équipements et de systèmes hydrauliques haute pression pour l’industrie et la construction, à l’origine elle se fit connaître par la fabrication d’ amortisseurs destinés à la légendaire Ford T.