Ce qu’il faut savoir sur le viaduc de Millau

Le viaduc de Millau est situé dans la vallée du Tarn, dans le sud de la France, et atteint une altitude de 343 mètres. Cette imposante méga-construction a dû faire face, lors de sa construction, à différents défis de la nature qui ont rendu cette tâche très difficile. Comme les glissements de terrain, les grandes tempêtes et les vents violents, malgré lesquels elle a réussi à tenir debout en moins de 36 mois. Tout un spectacle. La longueur totale de ce viaduc, soutenu par des contreventements, est de 2 460 mètres, divisé en huit sections et soutenu par sept piles en béton d’une hauteur allant de 78 à 245 mètres. Cette hauteur, 245 m, en a fait le viaduc avec les piles les plus hautes du monde. Ceux-ci ont été construits simultanément, une technique qui a permis de gagner beaucoup de temps.

Le viaduc de Millau 

Le viaduc de Millau est un pont à haubans franchissant la vallée du Tarn, dans le département de l’Aveyron, en France. Portant l’autoroute A75, il assure la jonction entre le causse Rouge et le causse du Larzac. Aménagement d’importance nationale et internationale, et maillon de l’autoroute A75 permettant de relier Clermont-Ferrand à Béziers, ce projet a nécessité treize ans d’études techniques et financières.  Le système de coffrage glissant et d’escalade a été utilisé pour la construction de ces pieux. Cette technique consiste à réaliser les processus de renforcement, de coffrage, de bétonnage et de décoffrage simultanément et en continu. Grâce à cela, les pieux pouvaient atteindre 8 mètres par semaine, ce qui signifiait une vitesse de construction importante. Curieusement, il faut noter que les techniques de guidage par satellite GPS ont été utilisées pour obtenir une finition parfaite. Les six travées centrales du viaduc de Millau ont une longueur de 342 mètres, tandis que les deux plus extrêmes sont, comme d’habitude, plus petites.

Le matériau utilisé pour la construction du panneau était l’acier, qui présente plusieurs avantages environnementaux et réduit la durée de la construction, ce qui a directement influencé le coût des travaux. En outre, grâce à l’utilisation de ce matériau, le nombre de séjours a pu être réduit, ce qui améliore considérablement l’esthétique du pont. Il est à noter que la largeur du pont est de 32 mètres. Ce viaduc se distingue par son énorme beauté, situé à une hauteur inimaginable il n’y a pas si longtemps. Une partie de ce charme est assurée par les pylônes, qui s’élèvent à près de 90 mètres au-dessus du pont. La construction du viaduc de Millau a commencé en 2001 et il a été inauguré en décembre 2004. Le projet a bénéficié d’un investissement de 400 millions d’euros et 3 000 personnes ont participé à la construction de cet impressionnant ouvrage d’ingénierie.

Fondations et semelles

Chaque pile prend appui sur une semelle en béton reposant sur quatre puits marocains de 4,50 à 5 m de diamètre et de 9 à 17 m de profondeur. Les puits ont été creusés à l’aide de pelles hydrauliques de type Liebherr 942 équipées de brise-roche par passes successives de 1,50 m avec confortement successif en béton projeté. Les puits des appuis ont été élargis en partie basse, constituant ainsi une forme de pattes d’éléphant. Les semelles présentent une largeur de 17 m et une longueur de 24,5 m pour une épaisseur variable entre 3 et 5 m. Les volumes de béton à mettre en œuvre varient ainsi de 1 100 à 2 100 m3. La durée de bétonnage a pu atteindre jusqu’à 30 heures. L’élévation de température du béton, liée à la prise du ciment, a pu être limitée grâce au choix d’un ciment à faible dégagement de température et à la réduction de son dosage. L’utilisation de fumée de silice a en particulier permis de réduire ce dosage à 300 kg/m3 et de limiter la variation de température à 35 °C, contre 50 °C possibles sans fumée de silice, ce qui a conduit avec un béton à la température ambiante de 25 °C à une température maximale de 60 °C qui est le niveau requis pour éviter le risque de réaction sulfatique dans un milieu où il peut y avoir circulation d’eauT 1,24. Il a par ailleurs été calculé que la carbonatation des bétons des semelles ne dépassera pas 44 mm en 120 ans, épaisseur inférieure aux 50 mm d’enrobage des aciers mis en œuvre.

– Descriptif des piles

Les piles non pas massives mais creuses, ont été dimensionnées pour résister, en exploitation comme en construction, aux charges verticales apportées par le tablier, aux déplacements de leur tête sous les effets de dilatation thermique du tablier et aux effets du vent. Dans le sens transversal, la largeur de la pile varie paraboliquement de 27 m3 à la base à 10 m au sommet, pour la pile P2, la plus haute. Monolithiques à leur base, elles sont dédoublées sur les 90 mètres supérieurs. Ceci ne résulte pas d’une recherche d’esthétique, mais plutôt de la prise en compte des contraintes auxquelles ces piles sont soumises, en particulier le balancement transversal du tablier pouvant atteindre 60 cm sous l’effet de forts vents ainsi que sa dilatation pouvant entraîner un déplacement des piles qui peut atteindre 40 cm. Les hauteurs des piles sont variables en fonction de la topographie du site et du profil en long de l’ouvrage.

Les pylônes

Les sept pylônes ont la forme d’un V renversé. Hauts de 88,92 m et pesant environ 700 tonnes, ils prennent appui sur les piles. Chacun d’entre eux permet l’ancrage de onze paires de haubans qui assurent ainsi le soutien du tablier. Le pylône de la pile P2 culmine à 343 m au-dessus du sol. Dans un pont à une seule travée haubanée, les efforts transmis aux appuis via les pylônes sont verticaux. Dans le cas d’un viaduc multihaubané, il en va autrement. En effet, le fait qu’une travée soit chargée et pas les autres induit une dissymétrie dans la répartition des efforts. Les haubans tirent sur les pylônes qui, s’ils ne présentent aucune rigidité propre, entraînent les travées adjacentes dans leur mouvement. Seule la rigidité propre du tablier est alors mobilisée et le haubanage s’avère très peu efficace. Pour éviter un épaississement du tablier, très préjudiciable à l’ouvrage car la charge totale en serait très fortement accrue, seul un ancrage du pylône sur la pile permet d’obtenir un ensemble rigidifié pouvant supporter ces efforts transversaux. L’évidement du haut de la pile et, par voie de conséquence, la forme en V renversé du pylône avec une largeur en pied de 15,5 m, résultent d’un compromis entre ce choix de rigidification et de la volonté d’éviter d’avoir des piles et pylônes trop massifs.

– Fabrication et mise en place

Les pylônes métalliques ont été fabriqués dans l’usine Munch Les éléments de pylône réalisés en atelier selon le même principe que les éléments du tablier ont été livrés sur chantier par convois routiers exceptionnels en éléments de longueur inférieure à douze mètres. Le poids maximal d’un élément était de 75 t. La mise en place s’est faite en deux temps : l’élévation d’un pylône sur le premier élément de tablier lancé puis le levage des autres après finition du tablier. Ainsi sur le premier élément de tablier lancé était déjà fixé un pylône arrimé par cinq haubans d’un côté et six de l’autre. Au fur et à mesure du poussage du tablier, le premier élément avançait donc avec son pylône fixé. Dix-huit opérations de lançage ont été nécessaires pour joindre les deux parties du viaduc.

L’installation électrique

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. Les données, centralisées dans un premier temps au niveau de la culée C0, sont ensuite acheminées au PC de surveillance de la barrière de péage. À la moindre anomalie, une alarme se déclenche dans la salle de supervision et des procédures d’intervention sont alors activées.

Capteurs destinés à la surveillance de l’ouvrage

Par ailleurs de nombreux capteurs sont disposés à de multiples endroits de l’ouvrage afin de détecter le moindre mouvement ou la moindre anomalie. Les déplacements du tablier au niveau des culées sont ainsi surveillés au millimètre près, de même que les déplacements des semelles par rapport aux puits marocains ou le vieillissement des haubans. Le tablier métallique est doté de plusieurs capteurs d’humidité afin de vérifier que l’hygrométrie de l’air ne favorisera pas la corrosion et d’accéléromètres qui contrôlent les phénomènes oscillatoires qui peuvent survenir sur les tabliers des ponts. Les piles, soumises à d’importants efforts mécaniques, notamment en cas de vents forts, sont équipées d’extensomètres pouvant mesurer des mouvements au micromètre près et capables de faire jusqu’à cent mesures par seconde. La semelle de la pile P2, très sollicitée, est équipée de douze extensomètres à fibre optique et des extensomètres électriques sont répartis sur toute la longueur des piles P2 et P7. Ces nombreux capteurs alimentent le système de contrôle de santé intégré de l’ouvrage.

Capteurs destinés au trafic automobile

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, etc. Ce système est capable de distinguer 14 types de véhicules différents. Sur le plan de la sécurité, un système de détection automatique d’incident permet aux opérateurs d’être alertés sur toute anomalie, comme un véhicule qui s’immobiliserait sur l’ouvrage ou la présence de tout objet suspect sur la chaussée. En cas d’accident majeur, un plan de secours spécialisé destiné à l’ouvrage a été élaboré par la préfecture de l’Aveyron. Il prévoit les moyens d’intervention sur l’ouvrage et leur organisation.