Vidéo : Dans les coulisses d'un énorme déplacement transversal d'un pont

L'opération, qui a consisté à déplacer une section de viaduc de 485,5 mètres de long, avec ses piliers et ses fondations, marque la première fois qu'un déplacement transversal de cette ampleur est exécuté en Allemagne.

Les images en accéléré du repositionnement du viaduc de Rinsdorf sur l'autoroute A45 (ci-dessus) racontent une partie de l'histoire. Mais elles ne montrent pas les années de planification méticuleuse, d'évaluation des risques et d'ingénierie de précision nécessaires à sa réalisation.

Le projet fait partie d'un projet plus vaste visant à moderniser les infrastructures clés le long de l'A45, un corridor autoroutier vital reliant la région de la Ruhr à Francfort qui traverse une série de vallées profondes le long de son tracé.

Strabag, partenaire principal d'un consortium avec Bickhardt Bau pour l'autorité routière fédérale allemande Die Autobahn, a commencé les travaux sur le viaduc en 2017. Le viaduc voisin de Rälsbach est également en cours de renouvellement dans le cadre du même programme.

Le viaduc original de Rinsdorf, construit dans les années 1960, se situe à mi-chemin entre Dortmund et Francfort. Il avait atteint la limite de sa durée de vie. « Il a dû être remplacé par une nouvelle structure, car le trafic avait considérablement augmenté au cours des décennies qui ont suivi sa construction et devrait continuer à augmenter », a déclaré Wolfgang Schlensorg, directeur de l'unité commerciale du centre de construction de ponts de Strabag, à Construction Briefing . « Son remplacement s'inscrit dans le cadre d'un vaste projet de circulation : la rénovation des ponts de l'autoroute A45 et l'élargissement quasi continu de l'autoroute à six voies. »

Le déplacement transversal de la structure de 485,5 m de long a pris environ 20 heures (Image reproduite avec l'aimable autorisation de Strabag)

Pourquoi faire glisser un pont sur le côté ?

La décision de procéder à un déplacement transversal du viaduc plutôt que de le construire in situ a été largement dictée par la gestion du trafic et la géométrie du projet initial. Le viaduc de Rinsdorf d'origine n'avait pas été construit avec deux tabliers distincts pour chaque sens de circulation, mais comme une structure unique. Cela représentait un défi pour maintenir la fluidité du trafic sur l'autoroute pendant la démolition de l'ouvrage d'origine et la construction de son remplacement.

La solution a consisté à construire la première moitié du nouveau pont décalée d'un peu plus de 20 mètres par rapport au viaduc d'origine. Cela a permis de maintenir la circulation pendant la démolition du pont d'origine. La deuxième section a ensuite été construite à la place de l'original. Une fois terminée, la première section a été déplacée transversalement jusqu'à son emplacement définitif, le long de la seconde.

« La construction d'une nouvelle moitié du pont, décalée de 20,6 mètres sur le côté, et son déplacement transversal ultérieur étaient nécessaires… pour permettre une circulation fluide pendant toute la durée des travaux », a déclaré Schlensorg. « Compte tenu de la taille du viaduc de Rinsdorf, le déplacement transversal d'une section du pont, piles et fondations comprises, était l'option privilégiée pour des raisons de temps et de coût. »

Le déplacement transversal des ponts n'est pas inhabituel en soi. Strabag a indiqué que ses équipes de construction de ponts effectuent régulièrement des déplacements de superstructures ou des déplacements complets de structures à ossature plus petites.

Ce qui a rendu ce projet particulier plus rare et plus complexe a été le déplacement d’une structure entière de cette taille (près d’un demi-kilomètre de long et 72 m de haut), y compris ses piliers et ses fondations.

La base de l'un des piliers du pont alors qu'il était mis en place par des vérins hydrauliques (Image : image tirée de la vidéo accélérée de Die Autobahn)

L'ingénierie en mouvement

L'opération, début juin, a duré plus de 20 heures. Un système synchronisé de 24 vérins hydrauliques – quatre sur chacune des six piles du pont – a poussé la structure jusqu'à sa position finale à une vitesse d'environ un mètre par heure.

Pour permettre au béton de glisser en douceur sur les rails mobiles, Strabag a placé des patins de glissement en Téflon (PTFE) spécialement préparés entre les fondations et la dalle de base. Ceux-ci ont été traités avec un lubrifiant spécial pour minimiser les frottements. Le viaduc a été déplacé en 15 phases précises, chacune mesurant 1,4 mètre de longueur.

Cette opération a marqué l'aboutissement d'années de conception et de coordination. « Le déplacement transversal du viaduc de Rinsdorf a été entièrement planifié et calculé bien à l'avance », a déclaré Strabag à Construction Briefing . « Des planificateurs spécialisés ont examiné et confirmé la faisabilité du projet lors de la phase de conception, avant 2017… le concept devait être finalisé avant la construction des fondations de la voie de manœuvre en 2018. »

Risques et atténuation

Un marqueur indiquant le point final de l'opération de déplacement (Image reproduite avec l'aimable autorisation de Strabag)

L'une des plus grandes incertitudes techniques résidait dans la performance de l'interface coulissante, compte tenu de l'âge de certains composants. « Le principal risque résidait dans le joint coulissant, car l'interaction entre la tôle d'acier inoxydable et les plaques de PTFE… ne pouvait être prédite avec précision sur la distance de glissement relativement longue », a expliqué Strabag. « Certaines pièces ont dû être installées sept ans avant le déplacement, ce qui signifie que ce matériau était sujet au vieillissement sous la pression de la structure. »

Des travaux complémentaires ont également dû prendre en compte les effets de déformation causés par les fluctuations de température et le rayonnement solaire. Cet aspect était particulièrement important car deux piliers centraux étaient solidement reliés à la superstructure et donc particulièrement sensibles aux déformations irrégulières.

Malgré ces défis, le changement s’est déroulé exactement comme prévu, sans aucun problème imprévu.

Précision numérique

L'une des innovations clés était un nouveau système de commande numérique développé par Strabag pour le mouvement hydraulique synchronisé. « Il prend en compte en temps réel les influences environnementales telles que le vent et les déformations structurelles pendant les manœuvres, grâce à une technologie de surveillance et de mesure intégrée », a déclaré M. Schlensorg.

Bien qu'il ne s'agisse pas d'une réinvention de la méthode de déplacement transversal, cette technologie représente un perfectionnement et une transposition à plus grande échelle d'une pratique établie. « Nous avons perfectionné cette technologie éprouvée et… mis en œuvre le déplacement complet dans cette dimension nettement plus vaste », a déclaré Strabag.

Strabag a confirmé que le même système de contrôle numérique sera appliqué sur de futurs projets de complexité similaire.

Enseignements pour le secteur

L'expérience de Strabag à Rinsdorf met en évidence une tendance plus générale dans les programmes de renouvellement des infrastructures en Europe : la nécessité d'équilibrer les méthodes de construction modernes avec une perturbation minimale des flux de transport existants. Un séquençage innovant, des outils de planification numériques et une plus grande confiance dans les manœuvres complexes comme les déplacements d'infrastructures aident les entrepreneurs à réduire les risques liés à ces opérations complexes.

L'équipe de Rinsdorf est fière du résultat obtenu. « Toutes les personnes impliquées sont très fières du bon déroulement du chantier et de la réalisation des prévisions concernant les manœuvres. C'est un excellent résultat, rendu possible par un travail d'équipe acharné », a déclaré Schlensorg.

Le reste du projet devrait être achevé d’ici la fin de cette année.