ETUDES, PROJET DE PONTS

présentation générale du cours -partie 1

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ETUDES, PROJET DE PONTS

Professeurs principaux: T. DUCLOS & D. DE MATTEIS

Cours de projet de ponts

Année 2019

EPOA et POA

Partie 1


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Organisation des séances


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Organisation des 1/2 journées

• 2 types de cours– cours magistraux– cours magistraux et applications

• 2 types de séances– Séances type TP sur un thème défini de

conception( tous les 15 jours)– Séances type TP sur le projet ( tous les 15

jours)


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Intervenants

• Les intervenants sur le projet seront: T. Duclos et D. De Matteis – pour la partie conception des solutions, conception de la

structure, et conception des appuis et fondations– pour la partie suivi des projets

• Pour les cours et applications:– TD : Thierry Duclos (Vinci)– DdeM : Daniel de Matteis (DREIF– Daniel Forestier (Artélia)– JD : Julien Dallot (SNCF)– PV : Philippe Vion (Systra) – CM : Cécile Maurel (Cerema)


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projet

• Travail en équipe• principe: étude d’une brêche réelle

1.Suivre une méthodologie afin d’établir un recensement de toutes les solutions (EPOA) répondant à un programme

2.Retenir et étudier dans le détail une solution pour le POA

• Ce travail fait l’objet– D’un suivi régulier– De cours magistraux pouvant aider ou enrichir la

production des élèves• A l’issue du POA: Présentation des travaux de

chaque équipe lors d’une soutenance


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Suivi du projet: Après la distribution des brèches

• Organisation des éléves:– Ils seront regroupés par binôme ou trinôme, 1 projet par

binôme/trinôme• Avancement du projet:

– les élèves devront se mettre en situation de production professionnelle, de type bureau d’études avec des échéances de production.

– Chaque séance de projet porte sur des thèmes constituant les objectifs d’avancement

– Les groupes doivent se partager le travail à réaliser tout en partageant la réalisation des parties d’études qu’ils réalisent tel qu’on le pratique en bureau d’études

• Point important:– Une partie de la notation tiendra compte de ce travail

d’organisation et de production.

A intégrer dans l’organisation du travail:

• Au cours des séances de projet des compléments de cours pourront être dispensés.

• Un avancement homogène des travaux des élèves permettra l’enrichissement approprié des connaissances de tous.


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Les attendus• Ce qui est attendu des élèves:

– L’assimilation du cours de conception générale des ouvrages d’art dispensé au premier semestre

– Faire de la recherche bibliographique– Une réactivité cohérente par rapport à l’avancement du

projet.– Echanger – Mettre en application l’ensemble des acquis: RDM, cours

de ponts, cours sur les matériaux etc…

Document remis

• Une note de présentation du projet• Une note sur les élancements• Une note sur l’estimation de projet• Des documents techniques définissant le

projet• ************************************************• présentation de la note


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PRESENTATION GENERALE DU PROJET TECHNIQUE D'OUVRAGES D' ART

• Le projet technique d'ouvrages d'art consiste, à partir d’une brèche réelle, à projeter un ouvrage d’art répondant aux contraintes du site et s’y intégrant convenablement.

• Il s’agira aussi de mettre en application les divers enseignements suivis sur ce cas concret de conception d'ouvrage d'art.

• Il se décompose en deux parties:• - L' étude préliminaire de l'ouvrage• - Le projet d'ouvrage d'art• Les brèches présentées conduisent toutes à des solutions d'ouvrages

d'art non courants, c'est à dire dont la surface de tablier est supérieure à 1200m2 ou dont une des travées est au moins supérieure à 40m.

• Ces structures étant non courantes, elles nécessitent un prédimensionnement des tabliers, et des appuis.

• Préalablement, il faut retenir la solution qui paraît la mieux adaptée. C’est le but de l’étude prémiminaire.


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a) Etude préliminaire• l'étude préliminaire sert

– d’une part à arrêter le programme des besoins à satisfaire – d’autre part à présenter un ensemble de solutions faisables techniquement et

financièrement et qui répondent à ces besoins. – Toutes ces solutions doivent répondre à un programme. Un ouvrage est un

produit, il doit remplir un certain nombre de besoins définis par le maître d’œuvre (cela peut-être un ingénieur/ une équipe pluri disciplinaire…) et validés par celui qui réalise l’investissement, le maître d’ouvrage.

– Cette recherche s’appuie sur un ensemble de critères qui peuvent par exemple être les suivants :

-l'esthétique la plus intéressante pour le site-le coût le plus attrayant pour un investissement-la structure la mieux adaptée techniquement au franchissement-l' intégration de la structure la mieux étudiée vis à vis de l' environnement

– Elle se conclue sur une synthèse proposant au maître d’ouvrage la structure la mieux adaptée.


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b) Projet d’ouvrages d’art

• Cette étude complète l’EPOA. Elle comprend des études de conception détaillée et des calculs.

• le POA, le projet d’ouvrage d’art sert à présenter le dimensionnement effectué par analyse et des justifications, accompagné de plans de définition et d' un coût détaillé de la structure.

• Les calculs sont réalisés par les méthodes usuelles de la résistance des matériaux. Le recours à un seul programmes de calcul est autorisé, il s’agit de ST1 du CEREMA. Les éléves peuvent aussi réaliser des programmes spécifiques utilisant des méthodes de calculs classiques de la RDM et les valider.

• Les études de conception passent par un travail de dessin. Ces dessins peuvent être réalisés à la main ou avec un outil graphique.

• La démarche devra dans toute la mesure du possible aller du dessin vers le calcul, puis adapter le dessin aux résultats des calculs. L’objet est préalable à toute justification.

• Donner un coût consolidé de l’ouvrage.


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• CONCLUSION• Dans le contexte d’une étude réelle, où le client est un maître

d’ouvrage– Grâce à ces deux phases, le maître d’ouvrage sait ce qu’il construit, combien

cela lui coûtera et dans quelle configuration il pourra l’exploiter.

– Ces deux phases d'études du projet d’ouvrage d’art sont complémentaires:


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• I-CONTENU DU TRAVAIL DEMANDE• De façon plus détaillée, le travail à réaliser est le suivant :

• a) Etude Préliminaire• Cette première phase consiste :• à définir le programme d’études en précisant les contraintes et les critères d’études,• à constituer un recueil de solutions où des critères de références communs à toutes les

solutions sont discutés et comparés. • à réaliser une synthèse et des documents techniques de définition générale.• L' étude se déroule suivant le schéma suivant:• Programme d’études :• - analyse des caractères fonctionnels de la voie portée et de l'ouvrage de

franchissement: profil en travers, système de sécurité, réseaux etc...

• - analyse des contraintes physiques existantes dans la brèche: R.N., voies SNCF, voie fluviale, rivière, fleuve navigable ou non etc...

• - analyse des contraintes d'environnement: site classé, faune particulière à protéger, habitations, zone de pompage, remblais difficiles, zones compressibles, etc....

• Cette prospection des contraintes débouche sur un certain nombre de conséquences affectant le projet. Ces conséquences seront identifiées et devront être exposées dans le mémoire de l'étude. Elles définissent une partie du programme, qui est complété par l’adjonction de critères de choix, pouvant toucher à l’esthétique, l’architecture, l’implantation etc...


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• Analyse des solutions :• -L' étude se poursuit par la recherche des zones d' appui. La longueur de la brèche doit être

connue à ce stade. Il n' est pas raisonnable de comparer entre elles des solutions ayant plusieurs dizaines de mètres de longueur de différence,... l' analyse peut ne pas avoir assez bien cerné les contraintes.

• La longueur totale d' une brèche est l' élément important à connaître au départ de la recherche des solutions techniques. Néanmoins il arrive que l’EPOA débouche sur des ouvrages de longueur différente mais c’est exceptionnel et cela doit être particulièrement bien motivé.

• - on fixe les zones possibles d' appuis.• - on recherche dans les cours, dans les bibliographies diverses des exemples de structures

pouvant répondre à l' ensemble des critères établis précédemment. • - on dessine les élévations schématiques et les coupes transversales des structures imaginées,

permettant de visualiser les solutions. Ce travail sommaire doit être entouré de toute l’attention possible et s’appuyer sur des références surtout lorsque la solution sort de l’ordinaire.

• - on exploite le dossier géologique pour évaluer le type de fondation à retenir. On chiffre financièrement chacune d' entre elles.

• Synthèse :• - On compare entre elles les solutions sur la base des critères établis lors de l’analyse des

contraintes et des conséquences sur la conception des solutions. Certaines des solutions y répondront plus ou moins. On choisit alors une solution parmi celles évoquées. C 'est cette solution qui sera étudiée lors de la deuxième phase de travail, l' établissement de l' APOA.

a) Etude Préliminaire


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• Documents à rendre :

• Tout le travail effectué lors de cette première partie sera regroupé dans un document au format A3 ou A4 suivant l’organisation ci-dessous:

• - chapitre 1:mémoire

• programme :présentation des analyses effectuées et des critères retenus• solutions présentées :mémoire technique succinct de chaque solution (pensez à bien

repérer vos solutions)• synthèse :conclusions, comparaisons, solution retenue à l' APOA• - chapitre 2: documents techniques

• -vue en plan de l' implantation • -coupe transversale des superstructures• -par solution: • élévation de l' ouvrage• demi-coupes transversales sur pile et à la clé• métré sommaire/ estimation• -annexes: éventuellement perspectives, dessins particuliers (appuis, mât, etc.....)

a) Etude Préliminaire


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• b) avant projet d' ouvrages d' art.

• La solution retenue est alors étudiée techniquement dans cette phase.

• L'étude comprend le calcul et la conception détaillée de la solution retenue.

• - Les points essentiels de conception qu'il faut présenter sont les suivants:– -la coupe transversale des superstructures– -la conception des zones d' appui, tête de pile et zone d'

appui du tablier– -la conception des culées et leur implantation – -la conception des sections transversales de la structure


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• - Les calculs demandés :– calcul de flexion transversale et dimensionnement des encorbellements et des

hourdis– calcul de flexion générale par des méthodes simplifiées d'une travée courante

avec établissement des moments enveloppes sur appui et à la clé– dimensionnement de la matière du tablier: métal pour les pont mixtes,

vérification des sections ELS et ELU,– dimensionnement du câblage de précontrainte pour les ouvrages en béton,

vérification de la résistance à l' effort tranchant– descente de charge sur les appuis et étude de la stabilité de la plus grande

pile ou de la pile la plus sollicitée– établissement des métrés de l' ouvrage, estimation


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• - Au niveau des calculs on s'attachera à présenter:– les hypothèses retenues : caractéristiques mécaniques des sections,

charges appliquées, caractéristiques des matériaux, les combinaisons d’action retenues,

– les contraintes ou les déformations limites prises en compte dans le dimensionnement

– la méthode de calcul utilisée en flexion transversale et en flexion longitudinale,

– les calculs menés en donnant le sous détail des effets des charges prises individuellement sur appui et en travées

– les justifications des dimensionnements. (exemple : vérification des critères de contraintes)


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• DOCUMENTS A FOURNIR: • Les plans à fournir sont les suivants:

– -coupe longitudinale de l' ouvrage au 1/500 ou 1/200– -1/2 coupes transversales avec les équipements sur appui et à la clé au 1/50– -coupe longitudinale, élévation de la pile avec ses fondations et vue de dessus de la

tête de pile au 1/100– -épure d' arrêt des semelles au l=1/500-h=1/50 (ponts mixtes)– -schémas de câblage au 1/200 d' une travée (ponts béton précontraints)

• - Un mémoire technique sera fourni – Il regroupera les choix techniques effectués et les dispositions retenues pour

justifier de la faisabilité de la structure: appuis en rivières, amenées des éléments de structure, etc..

– Le mémoire s'achèvera par l'évaluation du coût total de la structure et l' estimation du prix au mètre carré utile de l' ouvrage.

– Les élèves fourniront l'ensemble de ces éléments dans un dossier au format A4, les plans étant pliés.

b) avant projet d' ouvrages d' art.


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Livrables

• Échéances:– Remise EP à la séance de POA n°1– Remise POA lors de la soutenance finale

• Corrections– EP avant mi-mai– POA vers la mi-aout/ mi-septembre– Notations finales mi-septembre


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• Soutenance (jury constitué des enseignants) : but présenter le projet comme dans une situation normale vis-à-vis d’un client.– 20 mn de présentation comportant le rappel des résultats de

l’EP, puis la solution technique du POA( ne pas se focaliser sur les calculs), le jury attend surtout la

présentation d’un objet conçu et réfléchi

– 10 mn de discussion avec le jury– A l’issue de la soutenance une appréciation du jury sur la

qualité de la présentation, sa clarté, et la réponse fournie par les élèves.

• Note finale: La note finale de projet intégrera pour une part la qualité de la soutenance: 30% EPOA, 50% POA et 20% soutenance

Soutenance