viaduc de millau

Publié le par henri

 

En 2007, il existe quatre itinéraires nord-sud pour traverser la France :
    - A l'est, l'axe Paris-Lyon-Vallée du Rhône avec l'A6 et l'A7
    - A l'ouest, l'axe Paris-Bordeaux-Agen-Toulouse avec l'A10 et l'A62.
    - Au centre, par l'ouest du Massif central, l'axe Vierzon-Limoges-Brive-Toulouse avec l'A20
    - Au centre, par le centre du Massif central et par le viaduc de Millau, l'axe Clermont-Ferrand-Béziers avec l'autoroute A75.
Ce tronçon s'inscrit dans un schéma général visant à créer un quatrième axe autoroutier entre le nord et le sud de la France. Sa construction a commencé en 1975 et s'est achevée en 2004 avec la mise en service du Viaduc de Millau
Cette nouvelle autoroute A75, en complément de l'A71 d'Orléans à Clermont-Ferrand, ouvre une quatrième voie à travers la France
Pendant près de trente ans, l'autoroute A75 est restée inachevée aux abords de Millau. Avant le viaduc, ce franchissement se faisait par un pont situé en fond de vallée, dans la ville de Millau. Millau était alors un très gros point noir routier, connu et redouté.
La mise en place du viaduc a été longue. Dans cette région, les conditions climatiques sont dures, avec des vents violents, et les caractéristiques géologiques très particulières et difficiles. Il a fallu dix ans d'étude et quatre ans de réalisation pour achever le franchissement du Tarn par le viaduc de Millau. 

Le viaduc est un pont à haubans de 2 460 m de longueur.
Il traverse la vallée du Tarn à près de 270 m de hauteur.
Son tablier de 32 m de large accueille une autoroute de 2 fois 2 voies et deux voies de secours.
Il est maintenu par 7 piles prolongées chacune par un pylône de 87 m auquel sont arrimées 11 paires de haubans.
Le pont a un rayon de courbure de 20 km, ce qui permet aux véhicules d'avoir une trajectoire plus précise qu'en ligne droite.
    - Longueur : 2 460 m
    - Largeur : 32 m
    - Hauteur maximale : 343 m.
    - Hauteur maximale de passage de la route : Près de 270 m au dessus du Tarn
    - Rayon de courbure : 20 km
    - Hauteur de la plus haute pile (P2) : 245 m
    - Hauteur de la plus petite pile (P7) : 77,56 m
    - Hauteur des pylônes : 88,92 m
    - Nombre de piles : 7
    - Nombre de haubans : 154
    - Tension des haubans : 900 t pour les plus longs.
    - Poids du tablier d’acier : 36 000 t.
    - Volume de béton : 85 000 m3, soit 206 000 t
    - Coût de la construction : 400 M€.
    - Durée de la concession : 78 ans.
    - Garantie de l’ouvrage : 120 ans.
Chaque pile prend appui sur 4 puits marocains profonds de 15 m et de 5 m de diamètre.

Image:Viaduc de Millau construction sud.jpg

Son tablier métallique, très léger d'apparence bien que sa masse totale avoisine 36 000 t, mesure 2 460 mètres de long et 32 m de large. Il comporte huit travées. Les six travées centrales mesurent 342 m et les deux travées des extrémités 204 m. Il se compose de 173 caissons centraux, véritable colonne vertébrale de l’ouvrage, sur lesquels ont été soudés les platelages latéraux et les caissons de rive. Les caissons centraux possèdent une section de 4 m et une longueur de 15 à 22 m pour un poids unitaire de 90 t. Le tablier a une forme d'aile d'avion inversée pour qu'il ait aussi peu de prise au vent que possible.
Les 7 pylônes, hauts de 88,92 m et pesant environ 700 tonnes, prennent appui sur les piles. Chacun d'entre eux permet l'ancrage de 11 paires de haubans qui assurent ainsi le soutien du tablier.
Les haubans ont été mis au point par la société Freyssinet. Chaque toron a reçu une triple protection contre la corrosion. L’enveloppe extérieure des haubans est elle-même équipée sur toute sa longueur d’un double bourrelet hélicoïdal. Le but de ce dispositif est d'éviter tout ruissellement d’eau qui provoquerait en cas de grand vent une mise en vibration des haubans affectant la stabilité du viaduc.
Pour faire face aux déformations du tablier métallique sous trafic, un enrobé spécial, à base de bitume modifié, a été mis au point par les équipes de recherche d’Appia. Assez souple pour s’adapter aux déformations de l’acier sans se fissurer, il doit néanmoins offrir une résistance suffisante pour répondre aux critères autoroutiers.
Les installations électriques du viaduc sont assez importantes et proportionnelles à l'immense ouvrage. Ainsi, le pont possède 30 km de câbles à courant fort, 20 km de fibres optiques, 10 km de câbles à courant faible et 357 prises téléphoniques pour permettre aux équipes d'entretien de communiquer entre elles et avec le poste de commandement, où qu'elles se trouvent dans le tablier, les piles et les pylônes.
Piles, tablier, pylônes et haubans sont équipés d’une multitude de capteurs. Ceux-ci sont conçus pour déceler le moindre mouvement du viaduc et mesurer sa résistance à l’usure du temps. Anémomètres, accéléromètres, inclinomètres, capteurs de température font partie de la panoplie des instruments de mesure utilisés.

Douze extensomètres à fibre optique ont été inclus dans la semelle de la pile P2. Plus haute pile du viaduc, elle se trouve donc soumise aux efforts les plus intenses. Ces capteurs détectent des mouvements de l’ordre du micromètre. Des accéléromètres placés aux endroits stratégiques du tablier contrôlent les phénomènes oscillatoires qui pourraient affecter la structure métallique. Les déplacements du tablier au niveau des culées sont surveillés au millimètre près. Les haubans, quant à eux, sont également instrumentés et leur vieillissement minutieusement analysé. De plus, deux capteurs piézoélectriques séparés par une boucle de comptage recueillent de multiples données concernant le trafic : poids des véhicules, vitesse moyenne, densité du flux de circulation. Les informations recueillies sont transmises par un réseau de type Ethernet à un ordinateur qui se trouve dans la salle informatique du bâtiment d’exploitation situé près de la barrière de péage.

La barrière de péage comporte 16 voies (8 dans chaque sens). En cas de faible affluence, la cabine centrale a été aménagée pour gérer le passage des véhicules dans les deux directions.
Lors du choix du tracé de l'A75, il est décidé que celle-ci passerait par Millau.  Une fois le choix du tracé effectué, deux familles de solutions sont comparées par les services du ministère de l’Équipement :
    - Une famille « haute », faisant appel à un viaduc de 2 500 m passant à plus de 200 m au-dessus du Tarn.
    - Une famille « basse », descendant dans la vallée, franchissant le Tarn grâce à un ouvrage de 600 m puis atteignant le Larzac par un viaduc de 2 300 m prolongé par un tunnel.
Le choix d’une solution « haute » est arrêté par décision ministérielle le 29 octobre 1991.
En juillet 1993, 17 bureaux d’études et 38 architectes se portent candidats pour la réalisation des premières études. Avec l’aide d’une commission pluridisciplinaire, la direction des routes sélectionne 8 bureaux d’études pour les études techniques et 7 architectes pour les études architecturales.
En février 1994, sur la base des propositions des architectes et des bureaux d’études et avec l’appui du collège d’experts, 5 familles de solution sont identifiées.
La compétition est relancée et Le 15 juillet 1996 La solution du viaduc multihaubané présentée par le groupement de bureaux d’études Sogelerg, Europe Etudes Gecti et Serf et le cabinet d’architectes Norman Foster & Partners est retenue.
Les études de détail sont menées par le groupement lauréat sous le pilotage de la direction des routes jusqu’au milieu de 1998. Après des essais en soufflerie, la forme du tablier est remaniée et le dessin des piles fait l’objet de minutieuses mises au point. Les études de détail ayant été menées à leur terme, les caractéristiques définitives de l’ouvrage sont approuvées à la fin de l’année 1998. À la suite de la décision du ministre de l’Équipement de concéder la réalisation et l’exploitation du viaduc, un appel d’offres international est lancé en 1999. Quatre consortiums étaient en compétition pour la concession
La Compagnie Eiffage du viaduc de Millau est finalement choisie au terme de cette procédure.
Image:Viaduc de millau peri.jpg

Sur la base de la loi du 18 avril 1955 portant statut des autoroutes, l'Etat a pu concéder la construction et l'exploitation de sections d'autoroutes à des sociétés dans lesquelles les intérêts publics étaient majoritaires. Mais du fait de l’évolution de l’environnement international avec en particulier un nécessaire recours à une plus large concurrence défini dans la directive européenne 93/37/CCE du Conseil du 14 juin 1993 il était nécessaire de faire évoluer ce système.
Ce fut chose faite avec l'ordonnance n° 2000-273 du 28 mars 2001 ratifiée par la loi n° 2001-1011 du 5 novembre 2001.
Désormais, les apports publics éventuellement nécessaires à l'équilibre financier des futures concessions d'autoroutes seront effectués sous forme de subventions, et les nouvelles sections feront l'objet d'un contrat spécifique. Cette façon de procéder permettra de mieux comparer les offres des différents candidats.
Le viaduc de Millau est ainsi le deuxième aménagement autoroutier à entrer dans le cadre de la réforme de 2001. Il est financé par des fonds privés dans le cadre d'un contrat de concession : l'ouvrage est la propriété de l'État français, les dépenses pour la réalisation et l'exploitation de l'ouvrage sont à la charge du concessionnaire, les revenus du péage sont attribués au concessionnaire.
Le coût de réalisation de l'ensemble des travaux est évalué à près de 400 millions d'Euros.
La convention de concession entre l'Etat et la Compagnie EIFFAGE du viaduc de Millau, filiale du groupe EIFFAGE, pour le financement, la conception, la construction, l'exploitation et l'entretien du viaduc de Millau est signée le 27 septembre 2001.
La durée de la concession, de 78 ans, est exceptionnellement longue en comparaison des concessions autoroutières habituelles, en raison du nécessaire équilibre de l'opération.
Cependant, l’Etat peut racheter la concession à partir du 1er janvier 2045. Ce rachat donne alors lieu au versement d’une indemnité. Le concédant peut également mettre fin à la concession dès lors que « le cumul des chiffres d'affaires réels actualisés à fin 2000 au taux de 8 % sera égal ou supérieur à trois cent soixante-quinze millions d'euros ». La concession prend alors fin sans versement d’indemnité.

Le maître d'ouvrage de la construction est la Compagnie Eiffage du Viaduc de Millau (CEVM), titulaire de la concession. L'architecte du viaduc est le britannique Sir Norman Foster.
Le consortium de construction du pont comprend la société Eiffage TP pour la partie béton, la société Eiffel pour le tablier métallique, la société Enerpac pour le poussage hydraulique du tablier, la société Appia pour l'emploi du revêtement bitumeux sur le tablier et la société Forclum pour les installations électriques. La seule entreprise d'un autre groupe ayant eu un rôle « noble » sur ce chantier est « Freyssinet », qui s'est vue confier la mise en place et la mise en tension des haubans
La maîtrise d'œuvre a été confiée à la SETEC, branche Travaux publics et industriels, et en partie à l'ingénierie SNCF.
Deux semaines après la pose de la « première pierre », le 14 décembre 2001, les ouvriers commencent à creuser les puits « marocains ». Au nombre de 4 par pile et profonds d’une quinzaine de mètres pour un diamètre de 5 m, ils en assurent les fondations et la stabilité. Au pied de chaque pile, une semelle de 3 à 5 m d’épaisseur vient renforcer l’action des puits marocains. Les 2 000 m³ de béton nécessaires pour chacun de ces socles sont coulés en une seule fois.
Dès mars 2002, les piles sortent de terre. Le chantier prend rapidement sa vitesse de croisière. Tous les 3 jours, chaque pile s’élève de 4 m. Cette performance est due en grande partie aux coffrages autogrimpants. Grâce à un système de sabots d’ancrages et de rails fixés sur les fûts des piles, 20 minutes suffisent pour gagner la hauteur nécessaire à la préparation d’une nouvelle coulée de béton.
Image:Viaduc de Millau (7).jpg

Le 9 décembre 2003, les piles et les culées sont achevées. Pari tenu pour Eiffage TP avec quelques semaines d’avance sur le planning.
Provenant de l’usine Eiffel de Fos-sur-Mer, les caissons centraux ont été amenés, par convois exceptionnels. Fabriqués à Lauterbourg, en Alsace, les caissons latéraux ont, pour leur part, transité par Clermont-Ferrand puis par le Causse rouge. Du fait de la légère courbure du viaduc, chaque morceau de tablier constitue une pièce unique de ce gigantesque puzzle.
Deux chantiers à ciel ouvert ont été aménagés à l’arrière des culées, au nord et au sud du viaduc. Toutes les soudures et travaux d’assemblage y ont été effectués. 95 % des tâches ont ainsi pu être réalisées au niveau du sol, limitant d’autant le risque lié au travail à grande hauteur. 1742 mètres ont été assemblés du côté sud, contre 717 du côté nord. De septembre 2002 à mai 2004, 20 mois de travail auront été nécessaires aux 150 personnes affectés à la construction du tablier.

La mise en place du tablier d’acier sur les piles a fait appel à une technique de lançage particulière. Tronçon après tronçon, il a été lancé dans le vide. Pour réussir cette performance, 64 translateurs ont été utilisés. Installés sur les piles et les palées provisoires, ils ont permis de déplacer les 36 000 t du tablier. Il y avait 2 translateurs sur les palées provisoires à l'extrémité du viaduc, 4 translateurs par piles béton et provisoire et 6 translateurs sur la route de chaque coté du viaduc. Ils étaient séparés de 4 mètres en latéral et de 21 mètres en longitudinal. Les translateurs étaient couplés par deux et étaient posé sur 8 vérins simple effet qui servait à guider le tablier.

 Image:Foster viaduc de millau.jpg

Chaque translateur est formé d’un bâti supportant le tablier. À l’intérieur de ce bâti, deux coulisses sont actionnées par des vérins hydrauliques double effet. Sur chaque vérin, il y avait des diodes électriques qui permettait de savoir l'avancée exacte du vérin au millimètre prés. Celle du bas, la cale biaise, soulève la coulisse au-dessus qui prend en charge le tablier. Un vérin permet alors de déplacer l’ensemble sur 60 cm. La cale biaise est retirée et les translateurs reprennent leurs positions initiales. Chaque translateur est relié à une centrale hydraulique pilotée par ordinateur afin que leur mise en mouvement soit parfaitement synchrone. Chaque translateur mesure 7 mètres de long, 1 mètre de haut et pèse 14 tonnes. Chaque translateur fonctionnait à 700 bars de pression. Chaque poussée durait 2 jours, elle était guidée par GPS et guidée laser.
Au rythme d’un toutes les quatre semaines, il aura fallu dix-huit lançages pour amener les deux parties du tablier à l’aplomb du Tarn. Réalisées à la vitesse moyenne de 7 m/h, chacune de ces opérations a demandé 48 h de travail ininterrompu
La jonction du tablier s’est effectuée le 28 mai 2004 à 14 h 12 au-dessus du Tarn. La dilatation du tablier peut atteindre 1 m aux extrémités du viaduc, et il a fallu prévoir des joints pour la compenser
Dès le début des opérations de lançage, un pylône partiellement haubané a été positionné à l’extrémité de chaque partie de tablier pour éviter à celui-ci de « piquer du nez » lors de son poussage d’une pile à l’autre. La mise en place des cinq autres pylônes a débuté après la réalisation de la jonction au-dessus du Tarn, fin mai 2004.
Couchés sur le flanc, c’est véhiculés par quatre chariots automoteurs que les cinq pylônes restants ont été amenés sur le tablier à l’aplomb de la pile de béton sur laquelle ils devaient être installés. Pris alors en tenaille légèrement au-dessus de son centre de gravité par deux immenses bras d’acier, chaque pylône a été progressivement soulevé par deux vérins développant une force totale de 2 000 t.
Au cours de ces opérations, une bascule parfaitement contrôlée, inventée spécialement pour le chantier, a permis de positionner les pylônes en position verticale. Ils y ont ensuite été solidement arrimés.

La pose de l'enrobé spécial qui a nécessité deux ans d'études pour sa mise au point a été précédée par plusieurs opérations de préparation du support.
La projection à haute pression de billes d’acier d’un millimètre de diamètre a permis d’enlever toute trace de rouille sur le tablier. Un primaire d’accrochage a été appliqué sur l’acier mis à vif avant la pose d’une feuille bitumineuse de 4 mm d’épaisseur, thermosoudée à 400 °C. Celle-ci constitue une protection parfaite contre tout risque de corrosion.
Avec une estimation en hausse du trafic sur le viaduc, des travaux ont été entrepris entre le 31 janvier et la fin juin 2006 pour ajouter à la barrière de péage 4 nouvelles voies pour éviter les bouchons produits par le grand chassé-croisé des vacanciers.
Deux bornes automatiques PL ont été rajoutées.
Cela permet traiter entre de 4500 v/j les jours les plus faibles à 50 000 v/j les jours de pointes.
Le coût d'investissement est de 4,2 millions d’euros.
Sur le plan de la sécurité, des bandes d'arrêt d'urgence (BAU) ont été créées sur le viaduc (comme sur toutes les autoroutes). Les bornes d'appel de secours sont disposées tous les 500 m. De plus, des caméras couplées à un système de détection automatique d’incident repèrent toute anomalie et tout objet sur la chaussée. Elles envoient immédiatement un signal d’alerte au PC de supervision. En cas d'accident majeur, un plan de secours validé par la préfecture de l’Aveyron est en vigueur sur le viaduc. Il prévoit les moyens d’intervention sur l’ouvrage et leur organisation.
Côté usagers, des panneaux d’information sont en place et le viaduc peut être fermé en cas de besoin.

Le dimensionnement de la barrière de péage a été fait pour pouvoir assimiler un flot de 30 000 véhicules par jour sans ralentissement. Des études préalables ont estimé un trafic moyen sur l'année de :
    - 10 000 véhicules par jour dès l'ouverture.
    - 20 000 véhicules par jour en 2010.
2005 : 4 353 799 véhicules ont franchi le viaduc en 2005, soit une moyenne de 11 928 véhicules par jour.
2006 : 4 347 930 véhicules ont franchi le viaduc en 2006,soit une moyenne sensiblement équivalente de 11 912 véhicules par jour.
Le tracé respecte les sites naturels majeurs, paysages exceptionnels situés au confluent des vallées de la Dourbie et du Tarn, tout en assurant une desserte facile de l’agglomération de Millau.
Il connaît un très franc succès : lors de sa seule construction, plus de 500 000 personnes se sont déplacées pour l'admirer. Le viaduc a également une forte influence sur la fréquentation des sites qui lui sont proches. Un projet est envisagé pour accentuer l'aspect touristique du viaduc. Il consisterait à utiliser le fait que les piles sont creuses pour y aménager des ascenseurs et des hublots. Ce projet est estimé à 26 millions d'euros avec la mise au gabarit routier de l'accès au chantier.
« L'effet viaduc » a permis au maire de Millau de signer plus de 100 permis de construire en 18 mois dont l'implantation de 3 hôtels, de commerces et d'industries. Millau est en train de vivre un boom économique depuis l'ouverture du viaduc.

Publié dans le 20 eme siecle

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