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Du 04/02 au 21/06/2013Mmoire de Projet de

Fin dEtude

Outils de pose de tablierAnalyse

comparative

Adrien KREMPPSpcialit Gnie CivilOption COElve ingnieur de 5eme anne

Brice Le TreutFreyssinetTuteur EntrepriseResponsable de la division Mthodes

Eric ChardignyLabinfraTuteur INSA

Ingnieur

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Mmoire de PFE Outils de pose de tablierAnalyse comparative Page 2sur 77

Remerciements

Le projet de fin dtude reprsente laccomplissement de mon apprentissage du mtier dingnieurainsi que la premire tape de ma vie professionnelle. Avant de rentrer dans le dveloppement de ce

travail, jaimerais tout dabord adresser mes remerciements aux personnes qui mont accompagn

durant ces 5 mois de stage.

Tout dabord merci Monsieur Brice Le Treut, chef de la division Mthode au sein du Dpartement

Technique de Freyssinet, pour mavoir accueilli dans son quipe. Il a pris le temps de rpondre mes

questions dordres techniques et humaines et a su maiguiller pour fixer un cadre mon tude et en

dterminer les objectifs.

Je remercie aussi tous les ingnieurs de la division Mthode, Messieurs Boris Cousin, Guillaume deWiljes, Andrea Grandi, Thomas Maniez, Donatien Piffard et Giulio Maria Scotto pour leur gentillesse et

leur aide durant ce stage. Ils mont permis de mintgrer facilement leur quipe et de vite my sentir

laise. Grce leur exprience, jai pu comprendre plus prcisment les dtails techniques qui

caractrisent les diffrentes mthodes de pose de tablier.

Je tiens remercier galement Madame Magali Tripot, responsable du Dveloppement des Ressources

Humaines, qui a slectionn ma candidature et ma accueilli en entretien. Elle a galement suivi mon

intgration ainsi que lavancement de mon projet et tait toujours lcoute pour rpondre mes

questions dordre administratif.

Enfin jadresse toute ma gratitude Monsieur Eric Chardigny, mon tuteur INSA, pour son aide, son

coute et ses conseils lors des diffrents suivis. Jassocie ces remerciements tous les professeurs et

intervenants professionnels de lquipe pdagogique de lINSA Strasbourg qui ont pris part ma

formation lors de ces 3 annes passes en spcialit Gnie Civil.

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Sommaire

Remerciements .............................................................................................................................................................2Sommaire .......................................................................................................................................................................3

Table des illustrations .................................................................................................................................................6Lexique AnglaisFranais .........................................................................................................................................8Introduction ............................. ................................ ................................. ................................ ................................. . 111. Le groupe Soletanche Freyssinet ............................... ................................. ................................ .................. 12

1.1. Histoire & Organisation ................................ ................................ ................................. ....................... 121.1.1. Historique ................................ ................................ ................................. ............................... ........ 12

1.1.1.1. Eugne Freyssinet .............................. ................................. ................................. ................. 121.1.1.2. De la STUP au groupe FREYSSINET .............................. ................................. ................. 13

1.1.2. Organisation et position sur le march international ............................... ............................ 131.2. Les Chiffres-cls ............................... ............................... ................................. ................................. ...... 14

1.2.1. Par entreprise .............................. ................................. ................................ ................................. . 141.2.2. Par zone gographique .............................. ................................. ................................. ................. 14

1.3. LEntreprise Freyssinet.......................................................................................................................... 151.3.1. Lorganisation de lEntreprise..................................................................................................... 151.3.2. Les Directions et les Services connexes du sige ................................ ................................ .. 16

1.4. Le Dpartement Technique de Freyssinet ................................ ................................. ....................... 161.4.1. Prsentation ............................. ............................... ................................. ................................. ...... 161.4.2. La complmentarit des savoir-faire par un large panel de Divisions .............................. . 16

1.4.2.1. La division Mthodes de construction ................................ ................................ ............. 171.4.2.2. La division Structures bton et Rparation ............................. ................................. ...... 171.4.2.3. La division Structures cbles ............................... ................................. ............................ 171.4.2.4. La division Produits ................................. ................................ ................................ ............. 171.4.2.5. Le Bureau dEtudes............................................................................................................... 17

1.4.2.6. La division dEssais............................. ................................. ................................. ................. 171.4.2.7. Le ple Scientifique ................................. ................................ ................................ ............. 18

2. Les types de ponts selon leur mthodes constructives ............................. ................................. ............ 192.1. Les ponts construits par encorbellements successifs .............................. ................................. ...... 19

2.1.1. Principe ................................ ................................ ................................ ................................ ............. 192.1.2. Domaines demploi et mthodes de construction.......................................................... ...... 19

2.2. Les ponts construits trave par trave ................................. ................................. ............................ 202.2.1. Principe ................................ ................................ ................................ ................................ ............. 202.2.2. Domaines demploi................................ ................................ ................................. ....................... 21

2.3. Ponts poutres ................................ ............................... ................................. ................................ ....... 212.3.1. Principe et domaine demploi..................................................................................................... 21

2.3.2. Les mthodes de pose ............................... ................................. ................................ .................. 222.4. Ponts pousss/lancs ................................ ................................. ................................. ............................ 222.4.1. Principe ................................ ................................ ................................ ................................ ............. 222.4.2. Domaines demploi et procds de poussage....................................................... ................. 23

3. Les outils de pose de tabliers ................................ ................................ ................................. ....................... 243.1. Les quipages mobiles (Form traveler) ................................. ................................. ............................ 25

3.1.1. Prsentation ............................. ............................... ................................. ................................. ...... 253.1.2. Domaines dapplication................................................................................................................ 263.1.3. Avantages et inconvnients ................................. ................................. ............................... ........ 273.1.4. Cycles de constructionMain duvre................................ ................................ .................. 273.1.5. Ratios de construction .............................. ................................. ................................. ................. 28

3.2. Les cintres autolanceurs (Movable Scaffolding Systems)............................ ................................. . 29

3.2.1. Prsentation ............................. ............................... ................................. ................................. ...... 293.2.2. Domaines dapplication................................................................................................................ 30

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3.2.3. Avantages et inconvnients ................................. ................................. ............................... ........ 303.2.4. Cycles de construction .............................. ................................. ................................. ................. 31

3.3. Les poutres de lancement (Launching Gantry) .............................. ................................. ................. 323.3.1. Ponts construits par encorbellements successifs ................................. ................................ .. 32

3.3.1.1. Prsentation ............................. ................................. ................................. ............................ 323.3.1.2. Domaines dapplication............................... ................................. ................................ ....... 333.3.1.3. Avantages et inconvnients .............................. ................................ ................................. . 333.3.1.4. Cycles de construction ............................... ................................. ................................ ....... 343.3.1.5. Ratio de construction ............................. ................................ ................................. ............ 35

3.3.2. Ponts construits par trave par trave .............................. ................................ ....................... 353.3.2.1. Prsentation ............................. ................................. ................................. ............................ 353.3.2.2. Domaines dapplication............................... ................................. ................................ ....... 363.3.2.3. Avantages et inconvnients .............................. ................................ ................................. . 373.3.2.4. Cycles de construction ............................... ................................. ................................ ....... 373.3.2.5. Ratios de construction ................................ ................................. ............................... ........ 38

3.4. Les chvres de levage (Lifting Frame) .............................. ................................ ................................. . 383.4.1. Prsentation ............................. ............................... ................................. ................................. ...... 383.4.2. Domaines dapplication................................................................................................................ 393.4.3. Avantages et inconvnients ................................. ................................. ............................... ........ 393.4.4. Cycles de construction .............................. ................................. ................................. ................. 403.4.5. Ratios de construction .............................. ................................. ................................. ................. 40

3.5. Les ouvrages construits par trave entires (Full span) .............................. ................................. . 413.5.1. Prsentation ............................. ............................... ................................. ................................. ...... 413.5.2. Domaines dapplication................................................................................................................ 423.5.3. Avantages et inconvnients ................................. ................................. ............................... ........ 423.5.4. Cycles de construction .............................. ................................. ................................. ................. 423.5.5. Ratios de construction .............................. ................................. ................................. ................. 43

3.6. Les lanceurs de poutres (Beam Launcher) ................................ ................................ ....................... 433.6.1. Prsentation ............................. ............................... ................................. ................................. ...... 433.6.2. Domaines dapplication................................................................................................................ 443.6.3. Avantages et inconvnients ................................. ................................. ............................... ........ 443.6.4. Cycles de construction .............................. ................................. ................................. ................. 44

3.7. Les outils ncessaire aux ponts pousss (Incremental Launching Method) ............................. . 453.7.1. Prsentation ............................. ............................... ................................. ................................. ...... 45

3.7.1.1. Dispositifs de glissement ............................. ................................. ................................. ...... 453.7.1.2. Dispositifs de poussage ............................... ................................. ................................ ....... 463.7.1.3. Dispositifs supplmentaire particuliers au poussage ............................. ....................... 48

3.7.2. Domaines dapplication................................................................................................................ 493.7.3. Avantages et inconvnients ................................. ................................. ............................... ........ 493.7.4. Cycles de construction .............................. ................................. ................................. ................. 503.7.5. Ratios de construction .............................. ................................. ................................. ................. 50

3.8. Aire de prfabrication (Precast Yard) .............................. ................................ ................................. . 503.8.1. Prfabrication de voussoirs ................................. ................................. ............................... ........ 503.8.2. Prfabrication de tabliers pousss ................................ ................................. ............................ 51

4. Analyse et synthse des donnes .............................. ................................. ................................. ................. 524.1. Ratios de construction compars ............................... ................................. ................................ ....... 524.2. Diagramme porte / nombre de trave ............................... ................................. ............................ 53

4.2.1. Domaine de porte ............................... ................................. ................................ ....................... 534.2.2. Domaines de nombre de trave .............................. ................................ ................................. . 544.2.3. Diagramme de synthse ............................ ................................. ................................. ................. 55

4.3. Autre critres prendre en compte ................................ ................................ ................................ .. 585. Prdimensionnement des chvres de levage ................................ ................................. ............................ 59

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5.1. Rappel des chvres de levages ................................ ................................ ................................ ............. 595.2. Principe de fonctionnement de la structure .............................. ................................ ....................... 595.3. Dimensionnement ................................ ................................ ................................. ................................ .. 61

5.3.1. Hypothses ............................... ............................... ................................. ................................. ...... 615.3.1.1. Matriaux ............................. ................................. ................................ ................................. . 615.3.1.2. Dimensions ............................... ................................. ................................. ............................ 615.3.1.3. Chargement ............................. ................................. ................................. ............................ 64

5.3.2. Dtermination des sections ................................ ................................. ............................... ........ 665.3.2.1. Palonnier .............................. ................................. ................................ ................................. . 665.3.2.2. Jack Supporting Beam (JSB) .............................. ................................ ................................. . 665.3.2.3. Structure principale de la chvre ............................... ................................ ....................... 675.3.2.4. Contreventement de la chvre ............................ ................................. ............................ 68

5.3.3. Vrification au flambement ............................. ................................ ................................. ............ 695.4. Bilan ............................... ............................... ................................. ................................. ............................ 71

5.4.1. Analyse des rsultats obtenus ............................ ................................. ................................. ...... 715.4.2. Amliorations possibles du programme ................................. ............................... ................... 72

6. Bilan du PFE ............................... ................................ ................................. ................................ ....................... 73Conclusion .................................................................................................................................................................. 74Bibliographie ............................................................................................................................................................... 75Rsum et mots cls ................................................................................................................................................ 77

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Table des illustrations

FIGURE 1-1:EUGENE FREYSSINET (18791962) .................................................................................................................................................................... 12FIGURE 1-2 :REPARTITION DU CHIFFRE D'AFFAIRE PAR SECTEUR GEOGRAPHIQUE (SOLETANCHEFREYSSINET,2013) ............................................ 14FIGURE 1-3:HAUBANS DU PONT DE PORT MANN (CANADA) ............................................................................................................................................. 15

FIGURE 1-4:HAUBANS DU PONT RUSSKY (RUSSIE) ................................................................................................................................................................. 15FIGURE 1-5:TOITURE CABLEE DU STADE BCPLACE DE VANCOUVER (CANADA) .............................................................................................................. 15FIGURE 2-1:CONSTRUCTION DU VIADUC DE CRNI KAL (CROATIE)A L'AIDE D'EQUIPAGES MOBILES .............................................................................. 19FIGURE 2-2:CONSTRUCTION DU VIADUC DE L'ILE DE RE PAR ENCORBELLEMENTS SUCCESSIFS A L'AIDE D'UNE POUTRE DE LANCEMENT.................... 20FIGURE 2-3:CONSTRUCTION DU TAIWAN HSRTRAVEE PAR TRAVEE A L'AIDE D'UN CINTRE AUTOLANCEUR ................................................................ 20FIGURE 2-4:CONSTRUCTION DU PENANG SECOND CROSSING (MALAISIE)TRAVEE PAR TRAVEE A L'AIDE D'UNE POUTRE DE LANCEMENT................ 21FIGURE 2-5:CONSTRUCTION DE L'IRON COVE BRIDGE (AUSTRALIE)PAR POUSSAGE DU TABLIER ................................................................................... 23FIGURE 3-1:EQUIPAGES MOBILES PAR-DESSOUS A SUNGAR AUR (MALAISIE) ....................................................................................................................... 25FIGURE 3-2:DESSIN D'UN EQUIPAGE MOBILE PAR-DESSUS ...................................................................................................................................................... 26FIGURE 3-3:DESSIN D'UN EQUIPAGE MOBILE PAR DESSOUS ................................................................................................................................................... 26FIGURE 3-4:DESSIN D'UN EQUIPAGE MOBILE SUPPORTE PAR DES CABLES ............................................................................................................................. 26FIGURE 3-5:INSTALLATION DUN EQUIPAGE MOBILE HAUBANE SUR LE PONT DE TERENEZ (FRANCE) .............................................................................. 27FIGURE 3-6:LES 3DIFFERENTES STRUCTURES POUR LES CINTRES AUTOLANCEURS (DBRITZ,2011) ............................................................................. 30FIGURE 3-7:PRINCIPE D'UNE CONSTRUCTION PROGRESSIVE POUR UN CINTRE AUTOLANCEUR PAR DESSOUS ................................................................ 31FIGURE 3-8:CINEMATIQUE DE POSE D'UN TABLIER PAR ENCORBELLEMENTS SUCCESSIFS A L'AIDE D'UNE POUTRE DE LANCEMENT............................... 34FIGURE 3-9:LES DIFFERENTS SYSTEMES POUR LA METHODE TRAVEE PAR TRAVEE (MEYER,2011) ..................................................................................... 36

FIGURE 3-10:VUE 3DDUNE CHEVRE DE LEVAGE TYPIQUE .................................................................................................................................................... 39FIGURE 3-11:EXEMPLE DE CONSTRUCTION PAR TRAVEE ENTIERE A LAIDE DUN LANCEUR ............................................................................................... 41FIGURE 3-12:EXEMPLE DE CONSTRUCTION PAR TRAVEE ENTIERE A LAIDE DUNE GRUE .................................................................................................... 42FIGURE 3-13:EXEMPLE DE LANCEUR DE POUTRE .................................................................................................................................................................... 43FIGURE 3-14:EXEMPLES DE GEOMETRIES POSSIBLES:POUSSAGE HELICODALE ET POUSSAGE SUR PLAN INCLINE ............................................................. 45FIGURE 3-15:EXEMPLE DE POUSSAGE A LAIDE DE VERINS A CABLES ..................................................................................................................................... 47FIGURE 3-16:EXEMPLE DE POUSSAGE A LAIDE DUN SYSTEME PUSH/PULL ............................................................................................................................ 47FIGURE 3-17:EXEMPLE DE POUSSAGE A LAIDE DUN SYSTEME EBERSPCHER....................................................................................................................... 47FIGURE 3-18:EXEMPLE DAVANT BEC (AFGC,1999) ............................................................................................................................................................. 48FIGURE 3-19:EXEMPLE DE MAT DE HAUBANAGE PROVISOIRE (AFGC,1999) ...................................................................................................................... 48FIGURE 3-20:AIRE DE PREFABRICATION ET ZONE DE STOCKAGE DES VOUSSOIRS ............................................................................................................... 51FIGURE 4-1:UTILISATION D'UNE CHEVRE DE LEVAGE SUR UN PONT EN BETON CONSTRUIT PAR ENCORBELLEMENTS SUCCESSIFS................................ 53FIGURE 4-2:UTILISATION DE CHEVRES DE LEVAGE SUR UN PONT HAUBANE A HONG-KONG ........................................................................................... 53FIGURE 4-3:EXEMPLE DUNE AIRE DE PREFABRICATION ( DUBA LRT-UAE) ..................................................................................................................... 56FIGURE 4-4:GRAPHIQUE REPRESENTANT LES DOMAINES D'APPLICATION DES DIFFERENTES METHODES ........................................................................... 57FIGURE 5-1:STRUCTURE SIMPLIFIE D'UNE DES PARTIE DUNE CHEVRE DE LEVAGE ET SON FONCTIONNEMENT................................................................. 59

FIGURE 5-2:SCHEMA DU PALONNIER (LONGITUDINALEMENT) ............................................................................................................................................. 60FIGURE 5-3:SCHEMA DU PALONNIER (TRANSVERSALEMENT)................................................................................................................................................. 61FIGURE 5-4:SCHEMA DES DONNEES DEFINISSANT LES DIMENSIONS DE LA CHEVRE DE LEVAGE (TYPE 1 :ROUGE,TYPE 2 :VERT) ................................... 63FIGURE 5-5:SCHEMA STATIQUE D'UNE POUTRE PRINCIPALE DE PALONNIER ........................................................................................................................ 66FIGURE 5-6:SCHEMA STATIQUE DE LAJACK SUPPORTING BEAM........................................................................................................................................... 67FIGURE 5-7:PRINCIPE DE LA DETERMINATION DU CONTREVENTEMENT .............................................................................................................................. 68FIGURE 5-8:SECTION CARRE UTILISEE POUR LES MEMBRURES SUJETTES AU FLAMBEMENT .................................................................................................... 69FIGURE 5-9:PROCEDURE DE VERIFICATION DU FLAMBEMENT ................................................................................................................................................ 71

TABLEAU 1-1:CHIFFRE CLES DU GROUPE SOLETANCHE FREYSSINET -CAET RESULTAT OPERATIONNEL EN MILLIONS DEUROS (SOLETANCHEFREYSSINET,2013) ...................................................................................................................................................................................................... 14

TABLEAU 1-2:ORGANISATION DES DIRECTIONS ET DES SERVICES AU SIEGE DE VELIZY ...................................................................................................... 16TABLEAU 3-1:CLASSIFICATION DES OUTILS DE POSE DE TABLIER .......................................................................................................................................... 24TABLEAU 3-2:DOMAINE D'APPLICATION DES EQUIPAGES MOBILES ....................................................................................................................................... 27TABLEAU 3-3:AVANTAGES ET INCONVENIENTS D'UN EQUIPAGE MOBILE ............................................................................................................................ 27TABLEAU 3-4:LES DEUX CYCLES DE CONSTRUCTIONS POSSIBLES POUR UN EQUIPAGE MOBILE ......................................................................................... 28

TABLEAU 3-5:CYCLE DE CONSTRUCTION ET BESOIN EN MAIN D'UVRE POUR UN EQUIPAGE MOBILE ............................................................................ 28TABLEAU 3-6:DOMAINE D'APPLICATION DES CINTRES AUTOLANCEURS ............................................................................................................................. 30TABLEAU 3-7:AVANTAGES ET INCONVENIENTS D'UN CINTRE AUTOLANCEUR ................................................................................................................... 30TABLEAU 3-8:UN CYCLE DE CONSTRUCTION POSSIBLE POUR LES CINTRES AUTOLANCEURS............................................................................................ 31TABLEAU 3-9:CYCLES DE CONSTRUCTION POUR UN CINTRE AUTOLANCEUR ................................................................................................................... 32TABLEAU 3-10:DOMAINE D'APPLICATION DES POUTRES DE LANCEMENTS SUR LES PONTS CONSTRUITS PAR ENCORBELLEMENT SUCCESSIFS.............. 33TABLEAU 3-11:AVANTAGES ET INCONVENIENTS D'UNE POUTRE DE LANCEMENT SUR LES PONTS CONSTRUITS PAR ENCORBELLEMENTS SUCCESSIFS33TABLEAU 3-12 :CYCLES DE CONSTRUCTION POUR UNE POUTRE DE LANCEMENT UTILISEE SUR UN PONT CONSTRUITS PAR ELEMENTS SUCCESSIFS... 35TABLEAU 3-13:DOMAINE DAPPLICATION DES POUTRES DE LANCEMENTS SUR LES PONTS CONSTRUITS TRAVEE PAR TRAVEE ...................................... 37TABLEAU 3-14:AVANTAGES ET INCONVENIENTS D'UNE POUTRE DE LANCEMENT SUR LES PONTS CONSTRUITS TRAVEE PAR TRAVEE.......................... 37TABLEAU 3-15:CYCLE DE CONSTRUCTION POUR UNE POUTRE DE LANCEMENT UTILISEE SUR UN PONTS CONSTRUITS TRAVEE PAR TRAVEE............ . 37TABLEAU 3-16 :DOMAINE DAPPLICATION DES CHEVRES DE LEVAGE .................................................................................................................................... 39TABLEAU 3-17:AVANTAGE ET INCONVENIENT DES CHEVRES DE LEVAGE ............................................................................................................................ 40TABLEAU 3-18:CYCLE DE CONSTRUCTION POUR UNE CHEVRE DE LEVAGE ........................................................................................................................ 40TABLEAU 3-19:DOMAINE DAPPLICATION DE LA METHODE DES TRAVEES ENTIERES ........................................................................................................... 42TABLEAU 3-20:AVANTAGES ET INCONVENIENTS DE LA METHODE DES TRAVEES ENTIERES ................................................................................................ 42

TABLEAU 3-21:DOMAINE D'APPLICATION DES PONTS CONSTRUITS A L'AIDE DE LANCEUR DE POUTRES ......................................................................... 44TABLEAU 3-22:AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES PONTS CONSTRUITS A L'AIDE DE LANCEUR DE POUTRES .............................................................. 44TABLEAU 3-23:DOMAINE DAPPLICATION DES PONTS POUSSES EN BETON ......................................................................................................................... 49
http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793844http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793845http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793845http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793845http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793845http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793845http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793845http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793845http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793845http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793845http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793845http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793845http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793845http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793845http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793846http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793872http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793872http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793872http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793872http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793872http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20M%C3%A9moire%20de%20PFE.docx%23_Toc358793872http://f/PFE/Rendu/3%20-%20M%C3%A9moire/KREMPP%20-%20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TABLEAU 3-24:DOMAINE DAPPLICATION DES PONTS POUSSES MIXTES .............................................................................................................................. 49TABLEAU 3-25:DOMAINE DAPPLICATION DES PONTS POUSSES EN ACIER ........................................................................................................................... 49TABLEAU 3-26:AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES PONTS POUSSES ................................................................................................................................ 49TABLEAU 4-1:COMPARAISON DES RATIOS DE CONSTRUCTION ........................................................................................................................................... 52TABLEAU 4-2:COMPARAISON DES DOMAINES DE PORTEE ECONOMIQUES ET ACCEPTABLES DE CHAQUE METHODE ...................................................... 54TABLEAU 4-3:COMPARAISON DES DOMAINES DE NOMBRE DE TRAVEE ECONOMIQUES ET ACCEPTABLES DE CHAQUE METHODE................................. 55

TABLEAU

5-1:C

ONTRAINTES MAXIMALES ADMISSIBLES SELON LES REGLES DE LAFEM

(FEM,

1998) ................................................................................. 61TABLEAU 5-2:LISTE DES DONNEES DECRIVANT LES DIMENSIONS DE LA STRUCTURE ........................................................................................................... 62

TABLEAU 5-3:LISTE DES DONNEES DECRIVANT LE CHARGEMENT DE LA STRUCTURE ......................................................................................................... 64TABLEAU 5-4:PRESSION DU VENT EN FONCTION DU TYPE D'ENGIN DE LEVAGE SELON LA F.E.M.(FEM,1998) ............................................................. 65TABLEAU 5-5:REPARTITION DU POIDS DE LA STRUCTURE SUR CHAQUE NUD ................................................................................................................. 67TABLEAU 5-6:LISTE DES EQUATIONS DONNANT LES REACTIONS D 'APPUI ........................................................................................................................... 68TABLEAU 5-7:LISTE DES EQUATIONS DONNANT LES EFFORTS INTERNES DANS CHAQUE MEMBRURE ............................................................................... 68TABLEAU 5-8:MOMENTS QUADRATIQUE POUR CHAQUE COUPLE (T ;B) ............................................................................................................................ 70TABLEAU 5-9:AIRES POUR CHAQUE COUPLE (T ;B) ............................................................................................................................................................... 70

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Lexique AnglaisFranais

Rq. : Ce lexique permet la fois de traduire les termes anglais utiliss dans certains lments de ce rapport et de

donner une explication rapide de leur signification. Certains termes peuvent tre utiliss dans dautre domaines

que la construction de pont et signifier autre chose. La traduction ainsi que la dfinition propose sont doncspcifique au contexte de ce rapport.

Abutment (en), cule (fr) :appui d'extrmit d'un pont.

Beam (en), poutre (fr) :support horizontal allong.

Beam Launcher (en), lanceur de poutre (fr) :structure mobile utilise pour mettre en placedes poutres prfabriques sur des ponts poutres.

Bearings (en), appareil dappuis (fr): lment, plac entre le tablier et la pile dun ouvrage,dont le rle est de transmettre les efforts verticaux et dautoriser certains mouvements

horizontaux ou certaines rotations.

Bottom Dalle (en), hourdis infrieur (fr) :sur un voussoir, partie horizontale infrieure de lasection.

Bracing (en), renfort / contreventement (fr) :lments dune structure visant assurer lastabilit globale dun ouvrage vis--vis des efforts horizontaux.

Brackets (en), crochets / tau (fr) :systme daccroche de certains outils de pose de tablieraux piles du pont.

Cantilever (en), porte faux / flau (fr) :partie dune poutre appuye qu une seule de sesextrmits.

Cast in situ (en), coul en place (fr) :action de couler llment en bton sur le site du chantier.

Deck (en), tablier (fr) : structure porteuse dun pont qui supporte les charges de circulation et

les transmet aux appuis ou aux lments de suspension.

Falsework (en), cintre / taiement (fr) :structure temporaire utilise pour soutenir les travesdun pont.

Form Traveler (en), quipage mobile (fr) :structure mobile utilise pour les ponts construitspar encorbellements successifs, assure la fonction de coffrage dun voussoir et se dplace lelong du tablier.

Formwork (en), coffrage (fr) : enceinte provisoire destine contenir le bton pendant saprise.

Front Compression Beam (en), poutre comprime avant (fr) : abrviation : FCB.

Full Span (en), trave entire (fr) : mthode de construction consistant prfabriquerentirement une trave avant de la mettre en place.

Girder (en), poutre maitresse / arbaltrier (fr) : terme utilise pour distinguer les porteurshorizontaux principaux des poutres secondaires.

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Incremental Launching Method (en), mthodes des ponts pousss / lancs (fr) :mthode deconstruction consistant construire le tablier larrire dune des cules et le pousser

ensuite jusqu ce quil atteigne sa position dfinitive.

Launching Gantry (en), poutre de lancement / lanceur (fr) : structure mobile utilise pour lesponts construits partir dlments prfabriqus.

Lifting Frame (en), chvre de levage (fr) :structure mobile utilise pour lever des lmentsprfabriqus (en acier ou en bton) sur des ponts construits par encorbellements successifs.

Main Tension Beam (en), poutre tendue principale (fr) : abrviation : MTB.

Main Vertical Beam (en), poutre verticale principale (fr) : abrviation : MVB.

Manpower (en), main duvre (fr) :ensemble des ouvriers travaillant sur un chantier.

Movable Scaffolding System (en), cintre autolanceur (fr) :structure mobile utilise pour lesponts construits trave par trave, assure la fonction de coffrage dune trave entire et sedplace le long du tablier.

Overhead (en), par-dessus (fr) : se dit dune mthode de construction de tablier dont lastructure porteuse de loutil principal est situe au-dessus du niveau du tablier.

Pier (en), pile (fr) :support vertical massif des ponts.

Pier-head segment (en), voussoir sur pile (fr) : voussoir situ laplomb de la position dunepile, gnralement plus massif que les autres.

Precast (en), prfabriqu (fr) :action de fabriquer les lments hors de la zone de chantier etde les mettre en position ensuite, permet dacclrer la pose du tablier.

Precast Yard (en), aire de prfabrication (fr) :zone spcialement amnage pour permettrela production et le stockage des lments prfabriqus dun pont (voussoirs, poutres)

Rear Horizontal Beam (en), poutre horizontale arrire (fr) : abrviation : RHB.

Rear support (en), support arrire (fr) :appui arrire dune poutre de lancement.

Rear Transversal Beam (en), poutre transversale arrire principale (fr) : abrviation : RTB.

Ribbed Slab (en), dalle nervure (fr) : structure fonctionnant comme une dalle et disposantdun renfort en partie infrieure pour augmenter son moment dinertie.

Scaffolding (en), chafaudage / taiement (fr) : structure temporaire destine donner accs la zone de travail ou supporter provisoirement certains lments.

Segment (en), voussoir (fr) : lments du tablier dun pont en bton prcontraint, de longueur

gnralement comprise entre 2 et 4 m.

Slab (en), dalle / hourdis (fr) : surface plane, horizontal transmettant les charges aux lmentsporteurs infrieures.

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Span (en), trave (fr) :partie dun pont comprise entre deux piles ou entre une pile et une

cule

Span by Span (en), trave par trave / construction lavancement (fr) : mthode de

construction de pont qui consiste construire une trave entirement avant de passer lasuivante.

Stay cable (en), haubans (fr) : un assemblage de toron en acier destin soutenirletablier d'un pont et transmettre les efforts du tablier un pylne.

Strut (en), bracon / entretoise (fr) :pice de charpente en acier ou en bois incline, soutientun autre lment et/ou peut servir de contreventement.

Supporting Beam (en), poutre support (fr) : abrviation : SB.

Top Dalle (en), hourdis suprieur (fr) :sur un voussoir, partie horizontale suprieure de lasection.

Top Horizontal Beam (en), poutre horizontale du dessus (fr) : abrviation : THB.

Top Transversal Beam (en), poutre transversal du dessus (fr) : abrviation : TTB.

Truss (en), treillis (fr) :assemblage de barres formant une triangulation.

Underslung (en), par-dessous (fr) :se dit dune mthode de construction de tablier dont lastructure porteuse de loutil principal est situe au-dessous du niveau du tablier.

Web (en), me (fr) :partie verticale dune poutre ou dun voussoir, destine reprendre unegrande partie des contraintes de cisaillement.

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Introduction

La conception des ponts modernes est fortement influence par les mthodes mises en uvre pour

leur construction. Certaines familles de ponts en acier ou en bton prcontraint tirent dailleurs leur

nom des procds constructifs employs (ponts pousss, ponts en construits par encorbellementssuccessifs).Sur les ponts non courants, la dtermination de la mthode de construction dun ouvrage

doit donc intervenir trs tt lors de la conception. Ainsi, le travail du concepteur peut tre facilit sildispose doutils lui permettant de rapidement dgager les techniques possibles et den connatre leursprincipales caractristiques.

Chacune des mthodes envisageables est gnralement associe un outil utilis pour la constructiondu tablier. Ces derniers sont souvent des structures complexes et dlicates qui doivent tre capablesde supporter des charges importantes. Ils doivent en plus tre rutiliss sur diffrents projets pouramortir linvestissement que reprsente leur fabrication. Cela implique de concevoir des structures

lgres, travaillant des contraintes leves, et pouvant tre assembles et dmontes plusieurs

reprises.

Chaque mthode prsente des avantages et des inconvnients. De louvrage ne prsentant aucuneparticularit louvrage privilgiant immdiatement une mthode, le choix des solutions possibles est

une tche dlicate. Elle requiert une analyse complte du cot associ la mthode retenue (quantitet cot des matriaux mis en uvre, investissement dans des outils spcifiques, cot de la main

duvre et de la supervision, etc.).

Le but de ce PFE est de mener une analyse comparative des diffrentes mthodes employes pour laconstruction de tabliers de ponts. Il devra galement permettre de dgager les ratios principaux lis chacune de ces mthodes pour aboutir llaboration doutil informatiques permettant de pr -dimensionner les outils les plus couramment utiliss et de faciliter les tudes de prix en donnant uneestimation du tonnage des quipements spcifiques.

Ce rapport dcrit les recherches effectues, les rsultats obtenus ainsi que les lments produits lorsdu PFE. Il propose tout dabord de situer cette tude au sein de lentreprise Freyssinet. Ainsi, cette

partie prsente lentreprise, son histoire, sa position au sein du groupe et les principaux rsultats

conomiques de lanne 2012. La seconde partie expose les principaux types de ponts selon leurs

mthodes constructives. Cela permet dintroduire le sujet et de comprendre le contexte dans lequelest men ce PFE. En dfinissant les limites du sujet, cette partie sert aussi cadrer ltude.

Ensuite, la description dtaille des diffrents outils permet de donner les lments ncessaires lanalyse. Ce chapitre rpond la premire partie de la problmatique en dcrivant les outils de pose

de tabliers et en mettant en vidence pour chacun dentre eux: le domaine dapplication,les avantageset les inconvnient, la dure des cycles attendus ainsi que les principaux ratios de construction. Lechapitre suivant propose une analyse globale des donnes prsentes dans la partie prcdente. Ilrecoupe les diffrentes informations colllectes en les synthtisant de manire obtenir une visisongnrale des outils de pose de tablier.

La dernire partie sintresse de manire plus approfondie un outil en particulier : les chvres delevage. Elle dcrit la dmarche adopte pour la ralisation dun logiciel de prdimensionnement ayantpour objectif de dterminer les dimensions et le poids de cet outil partir de donnes basiques dun

projet.

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1. Le groupe Soletanche Freyssinet

1.1.

Histoire & Organisation

1.1.1.

Historique

1.1.1.1.Eugne Freyssinet

Eugne Freyssinet est un ingnieur franais n le 13 juillet 1879 en Corrze. Il fait ses tudes lEcolePolytechnique (X1899) puis lEcole Nationale des Ponts et Chausse. Il est nomm ingnieur

ordinaire des ponts et chausse Moulin en 1905. L'ide de la prcontrainte a germ dans son espritpour la premire fois en 1903. Trois ans plus tard, une circulaire reconnat au bton des propritslastiques jusqu'alors rserves l'acier, cela constitue un lment dclencheur pour ledveloppement de son ide.

Llment pouvant tre considr comme lanctre de tous les ouvrages en bton prcontraint est untirant en bton de 1,50 m2 de section environ, prcomprim par une force de 2500 t environ. Ce tirant,conu en 1907 et construit en 1908, sert reprendre leffort horizontal qui t end carter les deuxcules dune arche. Le blocage des cbles de prcompression se fait dj laide de clavettes.

Laventure de la prcontrainte peut alors commencer

Il faut pourtant attendre 1928 pour que le systme de prcontrainte aboutisse rellement un brevet :le Procd de fabrication de pices en bton arm. Le terme prcontrainte n'apparatra qu'en1932. En 1934, Freyssinet dmontre de manire spectaculaire l'intrt de la prcontrainte enrussissant la consolidation de la gare maritime du Havre.

Ce chantier lui permet de faire la rencontre d'Edm Campenon. Ce dernier est vite persuad de l'intrtde l'invention de la prcontrainte. Il propose Eugne Freyssinet de profiter de l'ensemble deschantiers de l'entreprise Campenon-Bernard, en France et en Algrie, pour appliquer et dvelopperson invention.

Eugne Freyssinet dcde en 1962 lge de 83 ans, Saint-Martin-Vsubie dans les Alpes-Maritimes.

Figure 1-1 : Eugne Freyssinet (18791962)

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1.1.1.2.De la STUP au groupe FREYSSINET

Pour promouvoir les inventions dEugne Freyssinet et plus particulirement la prcontrainte, la

Socit Technique pour lUtilisation de la Prcontrainte (S.T.U.P.) est cre en 1943 par Edm

Campenon, Prsident des Entreprises Campenon-Bernard. Cette socit a permis de dvelopper laprcontrainte dans le monde entier et a particip la ralisation de nombreux ouvrages remarquables.Quatre grandes priodes jalonnent le parcours du groupe :

Promotion de la prcontrainte (1943-1955)

Mcanisation et internationalisation (1955-1970)

Diversification et grands chantiers (1970-1980)

Dveloppement matris et croissance externe (depuis 1990)

La STUP prend le nom de Freyssinet International en 1976 pour rendre hommage celui dont les idesont t le fondement de la cration de la socit. Le groupe est dj prsent dans une cinquantainede pays rpartis sur les 5 continents. Il offre un large ventail de produit et de service dans le domaine

de la construction des structures. Ces activits se rpartissent dans les secteurs principaux suivants : Etude de structure et mthodologie de construction.

Dveloppement, fabrication et mise en uvre de produits.

Entreprise gnrale de travaux spciaux de haute technicit.

Gestion et maintenance du patrimoine des ouvrages dart.

La comptence, lexprience et lesprit novateur des ingnieurs de Freyssinet International permettent

aux agents du groupe dans le monde entier de proposer aux bureaux dtude et aux entreprises une

assistance technique de haut niveau et des solutions ingnieuses des problmes qui sortent souventde lordinaire. En effet, les ralisations de Freyssinet International prouvent que lesprit dEugne

Freyssinet anime toujours le groupe qui porte son nom.

1.1.2.

Organisation et position sur le march international

En 2008, Freyssinet opre une fusion avec le groupe Soletanche Bachy et forme le groupe SoletancheFreyssinet qui devient le numro un mondial du Gnie Civil spcialis. Soletanche Freyssinet est elle-mme une filiale de Vinci Construction, numro un franais et major mondial du BTP. Actuellement,Soletanche Freyssinet rassemble plus de 19 000 collaborateurs rpartis sur les 5 continents.

Le groupe est ainsi implant dans plus de 80 pays et est intervenu, en 2012, dans une centaine de paysdiffrents et sur des milliers de chantiers. Il participe la conception, la ralisation, la maintenanceou la rparation douvrages diversifis : ponts, installations portuaires, sites nuclaires, barrages,

stades, tunnels

A travers ses cinq socits, le groupe propose un ensemble de solutions techniques et de savoir-fairedvelopps dans trois secteurs principaux : le sol, les structures et le nuclaire.

Les socits du groupe :

Freyssinet (structure) : solution techniques intgres dans le domaine de la construction et dela rparation de structures

Nuvia Travaux Spciaux (Nuclaire) : Savoir-faire spcialiss pour lindustrie nuclaire

Menard (Sol) : Renforcement et amlioration de sols

Soletanche Bachy : Fondation spciales et technologies du sol

Terre Arme (Sol/Structure) : Ouvrages de soutnement et tunnels en votes prfabriques

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En somme, Soletanche Freyssinet attache de forts enjeux de dveloppement tourns vers un rseauinternational. Son organisation dcentralise, souple et ractive est bien adapte aux attentes dumarch. Elle permet dassurer la prennit du Groupe tout en prvoyant de bonnes perspectives

dvolution.

1.2. Les Chiffres-cls

1.2.1. Par entreprise

Soletanche Freyssinet confirme en 2012 le dynamisme et la robustesse de son modle avec un chiffredaffaires de 2,53 milliards deuros en progression de 13% par rapport 2011, accompagn dun carnetde commandes de plus de 2 milliards deuros. La rpartition du chiffre daffaires par entit est

prsente ci-dessous (cf.Tableau 1-1):

Tableau 1-1 : Chiffre cls du groupe Soletanche Freyssinet - CA et rsultat oprationnel en millions deuros(SOLETANCHE FREYSSINET, 2013)

Secteur Structure Nuclaire Sol Sol Sol/Structure

Nb. decollaborateurs 5400 2200 800 9400 800

Chiffre dAffaire 518 252 170 1392 202

Rsultatoprationnel 86,5

1.2.2. Par zone gographique

A partir de son socle franais, le groupe a acquis une dimension mondiale, s'implantant tout d'aborden Europe, puis en Amrique du Nord, et enfin jusquen Asie, Ocanie et Amrique du Sud. En 2012,ses quipes ont ralis des chantiers sur lensemble du globe comme le tmoigne la rpartition du

chiffre daffaires par zone gographique (cf.Figure 1-2):

Figure 1-2 : Rpartition du chiffre d'affaire par secteur gographique (SOLETANCHE FREYSSINET, 2013)

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1.3.

LEntreprise Freyssinet

Freyssinet participe la construction de nombreux grands projets travers le monde. Ceux-ci concerneaussi bien des travaux de construction douvrages dart ou de stades que des chantiers de rnovation

de btiment. Parmi les chantiers majeurs rcents on retrouve :

1.3.1.

Lorganisation de lEntreprise

Derrire le nom Freyssinet se cachent plusieurs socits :

Freyssinet France (bas Palaiseau 91) : intervient sur les tudes et lexcution des chantiers

de prcontrainte, de haubanage et de rparation en France.

Freyssinet International & Cie (FIC)(bas Vlizy-Villacoublay, 78) : intervient sur les tudeset lexcution des chantiers de prcontrainte, de haubanage et de rparation linternational,

ainsi quen France sur les grands projets tels que le pont de Normandie.

Freyssinet Product Company (FPC) (bas Saint-Eusbe, 71) : se charge de la fabrication et dela fourniture des lments ncessaires aux chantiers des deux entreprises prcdentes commeles blocs dancrage, les clavettes, etc

Freyssinet International & Cie Matriel (FICMAT) (bas Saint-Eusbe, 71) : gre le parcmatriel du groupe Freyssinet tels que les vrins, pompes, etc

Figure 1-4 : Haubans du pont Russky (Russie)

Figure 1-5 : Toiture cble du stade BC Place deVancouver (Canada)

Figure 1-3 : Haubans du pont de Port Mann(Canada)

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Advitam (bas Vlizy-Villacoublay, 78) : participe la surveillance et la maintenance desgrands ouvrages (recherche et dveloppement de solutions technologiques innovantes,conception de logiciel adapts, installation de dispositifs appropris) pour assurer leurdurabilit.

Pour mon PFE, jai t accueilli par Freyssinet International & Cie qui possde des filiales locales da nsplus de 70 pays tels que Freyssinet Middle East, Freyssinet Australia, Freyssinet USA, et desimplantations ponctuelles pour les chantiers dans les zones non couvertes par ses filiales.

1.3.2. Les Directions et les Services connexes du sige

Au sige, bas Vlizy-Villacoublay dans les Yvelines, on retrouve larborescence suivante (cf.Tableau1-2):

Tableau 1-2 : Organisation des directions et des services au sige de Vlizy

3EME ETAGEDirection Gnrale - Direction des Ressources Humaines - Direction Administratives et Financire -

Direction Juridique - Service Marketing

2EME ETAGEDirection du Dpartement Technique - Division Structures cbles - Division Produits - Division Structure

bton et Rparation - Bureau dEtude

1ER ETAGEDirection du Dpartement Grands Projets - Division Mthode

RDCDirection Qualit Scurit Environnement - Service Informatique et Communication

Jai effectu mon PFE au sein du Dpartement Technique, dans la division Mthode.

1.4.

Le Dpartement Technique de Freyssinet

1.4.1. Prsentation

Les principales missions du Dpartement Technique (DT) sont de :

Constituer des quipes techniques spcialises dans tous les domaines concernant laconstruction, lentretien et la rnovation des structures. Le DT intervient au stade des avant-projets et des tudes dexcution.

Enrichir et diffuser les comptences au sein du groupe, notamment par lalimentation de bases

de donnes techniques et des mouvements de personnel. Assurer lactivit de recherches et dveloppement de Freyssinet International & Cie d ans le

domaine des structures.

Assurer lessor commercial des nouveaux produits ou procds par les dmarches demarketing adquates.

1.4.2. La complmentarit des savoir-faire par un large panel deDivisions

Le Dpartement Technique couvre lensemble des connaissances techniques de Freyssinet

International & Cie. Il est structur en divisions spcialises par mtier, et dispose dun ple

scientifique et dun bureau dtudes. Dans le cadre du PFE, jai travaill au sein de la division Mthode.

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1.4.2.1.La division Mthodes de construction

Elle regroupe des ingnieurs expriments en procds gnraux de construction (poussage, levage,voussoirs prfabriqus, etc) et en conception dquipements spciaux pour les travaux. Cette division

peut assister les commerciaux pour les tudes de prix et les chantiers en prparant les procduresdexcution dtailles.

Chef de division : Brice Le Treut

1.4.2.2.La division Structures bton et Rparation

Elle regroupe des ingnieurs expriments en conception de structure en bton (arm ouprcontraint). Elle intervient parfois en conception douvrages neufs et surtout pour raliser le dossierdtudes techniques des rparations ou renforcements de structures, laide des solutions

dveloppes et matrises par Freyssinet : bton projet, prcontrainte additionnelle, renforcementpar composite coll, etc

Chef de division : Vanessa BUCHIN

1.4.2.3.La division Structures cbles

Elle est spcialise dans les ponts haubans et suspendus. Ses ingnieurs dveloppent les systmesFreyssinet de haubanage et de ponts suspendus (ancrages, amortisseurs, etc) et interviennent sur

chaque projet pour intgrer les cbles et pour dfinir les consignes de rglage, et de mise en tension.Cette division peut galement, dans certaines limites, concevoir des projets douvrages haubans ou

suspendus cl en main.

Chef de division : Stphane JOYE

1.4.2.4.La division Produits

Elle assure le dveloppement et le support technique des produits et des matriels de Freyssinet :prcontrainte, vrinage, coulis dinjection, pompes dinjection, tirants dancrage, appareils dappui,

joints de chausse, dispositifs de protection parasismique, etc Outre son activit de conception desproduits, elle coordonne lindustrialisation de leur fabrication avec FPC, pilote leur homologation et

dfinit leurs procdures de mise en uvre. Cette division intervient galement dans des avant-projetsdaffaires exceptionnelles, pour mettre au point des produits spcifiques rpondant des nouveaux

besoins.

Chef de division : Philippe SALMON

1.4.2.5.Le Bureau dEtudes

Les projeteurs peuvent raliser des plans de Gnie Civil (coffrage, ferraillage, prcontrainte), descharpentes mtalliques (quipement de construction), mais aussi concevoir des pices mcaniques(ancrage, vrins, etc).

Chef du bureau : Ivica ZIVANOVIC

1.4.2.6.La division dEssais

Cest un laboratoire dessais mcaniques (localis dans le centre de production de FPC). Il dispose de

moyens dessais adapts pour tester les produits Freyssinet, en phase de validation ou

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dhomologation. Les techniciens de la division dessais participent galement linstallation

dchantillons pour des laboratoires extrieurs, en France ou ltranger. Enfin, cette division a les

ressources pour concevoir et raliser des essais exceptionnels afin de tester des applicationsspcifiques (essais cryogniques, essais dtanchit, etc).

Chef de division : Eduardo MARTINS

1.4.2.7.Le ple Scientifique

Il soccupe du dveloppement de solutions de traitement de la corrosion et de produits de rparation

des structures. Il assure, entre autres, le dveloppement technique de la marque FOREVA en analysant

et en testant de nouveaux procds. Il participe aussi, pour cette marque lassistance technique des

quipes oprationnelles, commerciales ou travaux. Pour raliser ses activits, il sappuie sur des

moyens dessaismcaniques et chimiques, qui lui permettent de valider au stade de faisabilit, la

pertinence des solutions envisages.

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2. Les types de ponts selon leur mthodesconstructives

Cette partie donne un aperu rapide des diffrents types de ponts classs selon leur systmeconstructif. Elle permet de prsenter, pour chaque type douvrage, le principe gnral ainsi que le

domaine demploi et les mthodes de construction associes.

2.1.

Les ponts construits par encorbellements successifs

2.1.1. Principe

Pour les ponts construits par encorbellements successifs, lessentiel de la construction se fait sanscintre ni chafaudage au sol. Le principe est doprer par tronons appels voussoirs. Chaque voussoirest construit en encorbellement par rapport au prcdent. Des cbles de prcontraintes permettentde plaquer ces lments contre le prcdent et donc de constituer une console autoporteuse

(cantilever).

La construction seffectue de manire symtrique de part et dautre dune pile. Cela permet de

minimiser les efforts de renversement au niveau de la pile. Parfois on se clave dun ct et on poursuitla construction de lautre, on parle alors de construction en surencorbellement. Certains tronons, au

niveau des cules, peuvent tre couls sur cintre pour minimiser les cots de construction.

2.1.2. Domaines demploi et mthodes de construction

Les porte sont comprises entre 60 et 200 m voire 300 m. Au-del les quantits de matiresaugmentent rapidement ce qui limite la comptitivit de cette mthode. Cette mthode permet de

construire de ouvrages sans aucun contact avec le sol, et sadapte des gomtries diverses.

Deux mthodes de constructions se distinguent particulirement :

La construction par voussoirs couls en place : les voussoirs courant sont raliss laidedquipages mobiles conus spcialement pour le projet ou provenant dun autre pont et

radapt. Il est ncessaire de prendre en compte le poids des quipages mobiles ds le dbutdes tudes, notamment pour la vrification de la flexion longitudinale et transversale maisgalement pour le trac des cbles de flaux et des cbles clisses. En effet, ils ne doivent pasinterfrer avec la position des barres de prcontraintes traversant le hourdis et soutenant lapartie infrieure du coffrage.

Figure 2-1 : Construction du viaduc de Crni Kal (Croatie) l'aide d'quipages mobiles

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Construction par voussoirs prfabriqus : Ce mode de construction peut tre envisag si lesdlais sont courts ou les conditions climatiques difficiles. A linverse, labsence de place prs

du chantier ou des conditions daccs ardues rendent ce mode de construction difficilementenvisageable. Trois mthodes de poses sont principalement utilises : la pose la poutre de

lancement (ou lanceur), la pose la chvre de levage et la pose la grue. Dautres mthodessont utilisables comme lutilisation de portiques.

Figure 2-2 : Construction du viaduc de l'Ile de R par encorbellements successifs l'aide d'une poutre delancement

2.2.

Les ponts construits trave par trave

2.2.1. Principe

Dans ce cas, la construction est graduelle, elle dbute dun ct et progresse par incrment jusqulautre ct. Le tablier est ainsi construit trave par trave (span by span). On parle aussi de

construction lavancement. La trave n est construite entirement (cble de prcontrainte ycompris) avant de passer la trave n+1. Plusieurs mthodes de construction sont possibles. En voiciles deux principales :

Les traves sont coules in situ laide dun coffrage support par un cintre autolanceur

(Movable Scaffolding Systems). Les traves sont continues. On peut galement utiliser uncintre classique pos sur des tours dtaiements mais ce type de technique impose davoir unaccs facilit au sol et ne permet pas des cycles de construction aussi rapides (ncessit dedmonter et de remonter le coffrage plusieurs fois). On rserve donc ce type de technique auxouvrages de longueur modeste.

Figure 2-3 : Construction du Taiwan HSR trave par trave l'aide d'un cintre autolanceur

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Les traves sont construites par segments prfabriqus et mis en place laide dune poutrede lancement. Cette mthode sapplique aussi bien des ouvrages travaillant par trave

indpendantes isostatiques ou par traves continues (le joints entre les traves est ralisultrieurement laidede cble de continuit notamment).

Figure 2-4 : Construction du Penang Second Crossing (Malaisie) trave par trave l'aide d'une poutre delancement

2.2.2. Domaines demploi

Les types de pont typique construit laide de cette mthode sont les ponts traves multiples deporte comprise entre 25 et 70 m de long avec une zone de prdilection comprise entre 35 et 50 m.Le profil longitudinal doit tre adapt et ne pas prsenter de pente trop importante. La hauteur dutablier doit tre constante. De plus les portes doivent tre trs semblables entre elles de manire procder de manire rgulire. Une large varit de section est possible entre les dalles nervures oules caissons.

Linvestissement ralis lors de lutilisation de ce type de mthode est trs important et il ne peut trecorrectement amorti que si le nombre de trave est suffisant. Lintrt de cette mthode rside dans

la possibilit de construire une grande quantit de trave en un minimum de temps.

2.3.

Ponts poutres

2.3.1. Principe et domaine demploi

La structure du tablier est compose de plusieurs poutres poses longitudinalement. Cette mthodeconsiste prfabriquer les poutres sur une aire de prfabrication et les mettre en place ensuite.Lutilisation de la prfabrication est systmatique car le coulage en place de telles structures seraient

trop complexe et ne serait pas pertinent pour ces ponts qui sont avant tout relativement conomiques construire.

Les poutres sont souvent en bton prcontraint mais elles peuvent aussi tre en acier. Au-dessus deces poutres, un hourdis en bton arm est coul entre les poutres pour former la dalle du tablier. Cetype de pont couvre donc un large ventail douvrage. Dans le domaine des ponts courants, on utilise

principalement trois types de poutres :

Poutres en bton arm. Porte : 6 15 m.

Poutres prcontrainte par pr-tension et par fils adhrent (PRAD). Porte : 10 35 m (sectionrectangulaires : L < 15 20 m, section en I constant : 15 < L < 25 m, sections en I variable : 20< M < 35 m).

Poutres prcontraintes par post-tension et par cbles (VIPP). Porte : 35 50 m.

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Les lancements sont alors les suivants :

Poutres en bton arm :o Trave unique : H L/10 L/15.o Deux traves : H L/20.

o

Trois trave ou plus : H L/17 L/22. Poutre PRAD :

o Traves indpendantes : H L/20o Traves continues : H L/25

Poutre VIPP : H L/16 L/18. L/20 avec surconsommation de prcontrainte.

Pour atteindre des portes plus importantes, il faut utiliser des poutres en acier associes au hourdissuprieur en bton. On rentre alors dans le domaine des ponts mixtes. Le domaine dutilisation de ce

type de structure est beaucoup plus large :

Traves continues de ponts routiers. Porte maximale : de 110 120 m.

Traves indpendantes de ponts routiers. Porte maximale : de 80 90 m.

Ponts ferroviaires : de 60 70 m.

2.3.2. Les mthodes de pose

Les mthodes de pose des poutres sont souvent relativement simples. En effet, le principal avantagede ce type de structure rside dans la facilit et la rapidit de la mise en uvre. Cela permet de franchirdes brches pour lesquelles laccs au sol en dessous du tablier est limit (par exemple le

franchissement dune importante voie existante ne pouvant tre ferme pendant une longue priode).

La pose du tablier doit alors se faire rapidement.

En ce qui concerne les ouvrages utilisant des poutres en bton, il est possible de poser les poutres lagrue (le grutage ). Cette mthode consiste simplement poser les poutres sur les appuis dj

construits. Si elle est bien prpare lopration peut durer une seule nuit pour une trave. De maniregnrale, lutilisation de cette technique est rserve aux ponts ne comportant que trs peu de

traves.

Un autre outil est utilisable lorsque le nombre de traves est plus important ou que lutilisation dune

grue est rendue impossible par les contraintes du terrain : le lanceur de poutres. Cet outil estrelativement similaire, dans sa conception, aux lanceurs utiliss pour construire des ponts trave partrave ou par encorbellements successifs. Il permet de franchir une brche entre deux piles facilementet est totalement indpendant du sol.

Dans le cas des ouvrages mixtes, selon le nombre de trave, la mise en place du tablier se fait soit par

simple grutage (1 trave) ou par lanage de la structure mtallique (plusieurs traves continues). Dansle cas du grutage, les mthodes sont alors similaires celle utilises pour les poutres en bton. Le casdes ouvrages lanc sera tudi plus en dtail dans le paragraphe0.

2.4.

Ponts pousss/lancs

2.4.1. Principe

En franais, une distinction est fate entre les tabliers en bton pouss et les tabliers mtalliques lancs . Cette distinction nest pas prsente en anglais (cf. Lexique Anglais Franais). Cestpourquoi, dans la suite de ce rapport, le terme pont pouss sapplique aussi bien aux deux cas.

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Le tablier est prfabriqu ct de la brche franchir dans le prolongement de laxe de louvrage, larrire de la cule. Il est ensuite pouss par translation suivant son axe longitudinal en le faisant

glisser sur la cule et les piles jusqu ce quil ait atteint sa position dfinitive. Le poussage peutseffectuer en une ou plusieurs fois sil a t prfabriqu par tronon successifs. La particularit de la

mthode rside dans le fait que chaque section se retrouve successivement sur appui et en milieu detrave. Lalternance de sollicitation qui en rsulte ncessite une conception particulire de laprcontrainte du tablier.

On distingue deux principaux types de ponts pousss ayant des fonctionnements structurelsfondamentalement diffrents :

Les ponts pousss dun seul ct (par tronon successifs de longueurs comprises entre 10 et

50 m).

Les ponts pousss des deux cts (entirement prfabriqus de deux cts, le tablier est

pouss en une fois).

On pourrait distinguer une troisime catgorie : les ponts de grande longueur pousss des deux ctspour des raisons de diminution des efforts de poussage ou parce que la gomtrie de louvrage nest

constantes que sur deux parties distinctes. On peut cependant ranger ces ponts dans la catgorie desponts pousss dun seul ct car les mthodes et le fonctionnement structurel sont trs similaires.

Figure 2-5 : Construction de l'Iron Cove Bridge (Australie) par poussage du tablier

2.4.2. Domaines demploi et procds de poussage

Lemploi de cette technique ncessite en premier lieu une gomtrie du trac constante (axe en plan

et profils en long droits ou circulaires). De plus le tablier est ncessairement de hauteur constante avecdes portes comprises entre 30 et 50 m voir jusqu 65 m pour les ponts pousss dun seul ct.

Les cbles de traction et vrin avaleurs constituent la solution la plus simple utilise actuellement. Ledplacement du tablier est provoqu par laction de vrins qui avalent des cbles de prcontraintes

solidaires du tablier dun ct et de lun des appuis de louvrage (une cule) lautre extrmit. La

liaison entre les cbles et le tablier se fait laide dune poutre mtallique. Dautres systmes de

poussage existent tels que les vrins Eberspcher ou les vrins pousseurs.

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3. Les outils de pose de tabliers

Ltude des diffrents types de ponts en bton prcontraint a mis en vidence ltroite relationexistant entre la mthode de construction et le fonctionnement final de la structure. Comme dans de

nombreux cas en gnie civil, la phase de construction est donc une tape primordiale de la vie delouvrage. Elle doit tre prise en compte ds la conception, au mme niveau que la phasedexploitation. Parmi les nombreux outils existant, il est parfois difficile de choisir la mthode la plus

adapte aux contraintes du projet. Le but de cette partie est donc de lister les diffrents outils et deles prsenter en dgageant pour chacun, le domaine demploi, les avantages et inconvnients, lescycles de constructions attendus, le besoin en main duvre et de donner une ide des ratios deconstruction possibles.

Dans un premier temps, il est important de cadrer ltude et de bien dfinir les diffrents types doutils.Le Tableau 3-1 diffrencie ainsi une dizaine doutils diffrents et les range selon la mthode deconstruction (couls en place, prfabriqu ou mtallique) et selon le type de pont (mme classement

que dans le paragraphe2). Cette classification met surtout laccent sur les tabliers en bton, dune partcar il sagit du domaine le plus frquent de Freyssinet, dautre part car les mthodes de construction

des ouvrage mtalliques ncessitent moins doutils particuliers. On peut aussi noter que les ponts

construits par traves entires ne constituent pas un outil particulier en soit. La mthode estcependant suffisamment intressante pour sy attarder plus longuement. Enfin, la mthode de

construction par ponts pousss peut sappliquer la fois aux ouvrages en bton et aux ouvragesmtalliques.

Tableau 3-1 : Classification des outils de pose de tablier

Type de pontBton

Acier et mixteCoul en place Prfabriqu

(avec 8. APF)

A

Pont construit parencorbellementssuccessifs :traves continues - voussoirs

en caisson

1. Equipage mobile (par-dessus, par-dessous ou cbl)

3.1 Poutre de lancement(par-dessus ou dessous) 4. Chvre de levage4. Chvre de levage

Grue au sol Grue au sol

B

Pont construittrave par trave :traves isostatiques ou

continues - voussoirs en

caisson ou ouvert

2. Cintre autolanceur(par-dessus ou dessous)

3.2 Poutre de lancement(par-dessus ou dessous)

Echafaudage

5. Trave entire (lanceurou grue flottante)

CPonts poutres :traves isostatiques ou

continues

6. Lanceur de poutresGrue au sol

Grue au sol

DPonts pousss :traves continues - dalle

nervure ou caisson7. Vrins cble, vrins pousseurs, systme Eberspcher

Rq. : Ce tableau est ici prsent en franais. Comme la plupart des sources sur les sujets sont en anglais, il a tout

dabord t construit dans cette langue puis traduit. Une version originale est disponible en annexe.

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Ce rapport dcrira les sept outils les plus complexes (en couleur dans ce tableau). Les autres outils sonttrs souvent utiliss pour la construction de ponts courant et ne prsente pas dintrts particuliers

pour cette tude. Les poutres de lancements sont utilises dans diffrents pour diffrents types deponts. Ils feront donc lobjet dune tude spare car leur fonctionnement nest pas le mme selon le

type de ponts construits. Les chvres de levage sont galement utilisables dans diffrents cas mais ladiffrence structurelle entre ces cas ne justifie pas de sparer leur description. En plus de ces septoutils, une huitime partie traitera les aires de prfabrication (APF) qui, bien que ntant pas un outil

proprement parl, constituent une part primordiale de toutes les mthodes de construction parlments prfabriqus.

3.1.

Les quipages mobiles (Form traveler)

3.1.1. Prsentation

Un quipage mobile permet de couler le tablier par lments successifs. Cette mthode consiste

construire une grande partie du tablier sans aucun chafaudages ou tours dtaiement au niveau dusol et ce, en avanant par lments conscutifs appels voussoirs. La progression de lquipage mobilesuit donc lavancement de la construction du tablier. La construction se fait symtriquement de part

et dautre de la pile afin dquilibrer le flau. Il est donc ncessaire de disposer au minimum de 2

quipages mobiles par chantier.

Figure 3-1 : Equipages mobiles par-dessous Sungar Aur (Malaisie)

Lquipage mobile peut ainsi tre divis en trois parties distinctes :

La partie coffrage qui doit sadapter la forme de la structure (paisseur variable, etc.). Ilest compos du coffrage extrieur et du coffrage intrieur qui se dplace indpendammentdu reste de lquipage mobile.

La partie structure porteuse qui supporte le coffrage et doit tre mobile de faon progresser au fur et mesure de la construction.

La partie plateforme de travail qui doit permettre au personnel de travailler en scurit.

Le fonctionnement de cet outil passe donc par deux phases diffrentes :

Une phase statique pendant laquelle les coffrages sont positionns et le bton coul.

Une phase mobile ou lensemble de la structure doit avancer pour permettre le coffrage de

llment suivant.

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Enfin on peut distinguer trois types dquipages mobiles selon la position de la structure porteuse par

rapport au tablier :

Les quipages mobiles dont la structure porteuse est situe au-dessus du niveau du tablier :

Figure 3-2 : Dessin d'un quipage mobile par-dessus

Les quipages mobiles dont la structure porteuse est situe en-dessous du niveau du tablier :

Figure 3-3 : Dessin d'un quipage mobile par dessous

Les quipages mobiles supports par des cbles dans le cas particulier des ponts en btonhaubans. Les haubans supportent dabord lquipage mobile. Puis le transfert de charge sur

les haubans se fait progressivement de lquipage mobile au voussoir une fois que le bton a

pris. Des quipages mobiles classiques peuvent galement tre utiliss sur des pontshaubans.

Figure 3-4 : Dessin d'un quipage mobile support par des cbles

3.1.2. Domaines dapplication

Le domaine dapplication de cette mthode est dabord celui des ponts construits par encorbellements

successifs. C'est--dire des grandes portes de 50 200 m voir 300 m dans certains cas particuliers.Au-del de 200 m, les quantits de matire engager augmentent rapidement ce qui limite lacomptitivit de cette mthode. De plus, si les paisseurs de tablier peuvent tre constantes en dede 70 m, il est conomiquement prfrable dopter pour des paisseurs variables au-del.

De manire gnrale, on utilise des quipages mobiles si la porte maximale de louvrage est

suprieure 120 m. La hauteur du voussoir sur pile et des voussoirs voisins est alors trop importantepour utiliser des lments prfabriqus. On peut galement citer comme critre dapplication le

nombre de voussoirs total raliser. Si ce nombre est suprieur 350 lments il devient plus

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conomique de prfabriquer les voussoirs. En ce qui concerne le nombre de trave, on peut considrerquau-del de 10 traves, la construction est plus conomique avec des voussoirs prfabriqus.

Tableau 3-2 : Domaine d'application des quipages mobiles

Critre Economique PossibleDomaine de porte (m) 120200 50300

Nombre de traves < 10 1025Nombre de voussoirs < 350 350450

3.1.3. Avantages et inconvnients

Tableau 3-3 : Avantages et inconvnients d'un quipage mobile

Avantages InconvnientsPortes relativement importantes (par rapport

aux autres ouvrages en btons)Tablier relativement pais (par rapport aux

ouvrages mtalliques)Construction du tablier sans contacts avec le

sol (pas de cintre ni dchafaudages)

Importance des tches raliser in sit

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