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PROJET SYSTÈME INGENIERIE
Le viaduc de Garabit SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
2 octobre 2014
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception » 1
Un viaduc à Garabit ? A l’origine : une folle ambition
2 octobre 2014
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Le franchissement de la Truyère constituait
l’obstacle majeur à la construction d’une ligne
de chemin de fer Béziers – Neussargues.
La solution consistant à descendre dans la
vallée était peu performante.
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A l’origine : une folle ambition
Pourquoi, dans ces conditions, ne pas franchir la
Truyère au moyen d’un ouvrage d’art haut,
permettant d’éviter de descendre des plateaux ?
C’est Léon Boyer (1851 – 1886), ingénieur des Ponts
et Chaussées, qui développa cette thèse et esquissa
un viaduc en arche métallique, de 160 m de portée,
culminant à 120 m au-dessus de la rivière.
L’administration valida l’avant-projet le 14 juin 1879.
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Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception » 3
Conception et construction Un défi technique… maîtrisé
2 octobre 2014
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Les principaux problèmes posés par la solution en viaduc :
- les piles en maçonnerie de grande hauteur sont chères
- la stabilité au vent des grands ouvrages métalliques est
problématique (plusieurs accidents recensés à cette époque)
- la construction d’une structure métallique suppose le transport jusqu’au
site d’éléments préfabriqués en usine
L. Boyer va cependant oser son projet en s’inspirant de deux références
récentes, qui révèlent le potentiel des nouvelles techniques :
- le viaduc de Maria Pia, construit par Gustave Eiffel sur le Douro à Porto
(portée de 160 m, flèche de 37,5 m)
- les 4 viaducs de la ligne Commentry - Gannat, avec piles et tabliers
métalliques, construits en 1868 – 1869 : Sioule, Neuvial, Bouble, Belon
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Un défi technique… maîtrisé
2 octobre 2014
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Le projet du viaduc de Garabit, n’est donc pas en rupture technologique
par rapport à ses prédécesseurs.
L. Boyer écrit : « Le viaduc de Garabit a été établi avec des éléments
connus que l’on s’est efforcé d’améliorer ».
Cependant il s’en démarque par :
- la concentration sur le même projet de plusieurs innovations récentes
- des dimensions exceptionnelles (arc de 165 m de portée et culminant à
122 m au-dessus de la Truyère)
La piètre accessibilité du site constitue une difficulté supplémentaire.
Le pari est donc très audacieux, sur les plans technique et financier.
Il devient réalité, quand l’administration signe un contrat en gré-à-gré
avec l’entreprise Eiffel de Levallois-Perret pour sa construction.
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Un défi technique… maîtrisé
2 octobre 2014
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
L’entreprise qui relève le défi est dirigée par
Gustave Eiffel, dont elle porte le nom.
L’homme est un entrepreneur illustre et un
redoutable homme d’affaire.
Il s’appuie sur les talents d’un jeune ingénieur
alsacien, Maurice Koechlin, formé à Zürich, qui
met au point la conception technique de l’ouvrage.
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Un défi technique… maîtrisé
Le 16 août 1880 est remis le projet définitif.
Il s’agit d’un document exceptionnel de clarté, avec des
planches graphiques d’une grande qualité, qui présentent
les détails de l’ouvrage, les calculs justificatifs, les
méthodes constructives et le phasage de réalisation.
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Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Le mémoire
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Un défi technique… maîtrisé
Partie centrale – (planche n°4)
Naissance de
l’arc (planche
n°4, détails)
Tablier Marvejols – épure des efforts tranchants (planche n°7,
détails)
2 octobre 2014
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Quelques données techniques :
- 6 ans de travaux
- 565 m de long
- 3 248 t de métal
- 678 768 rivets
- 51 000 m2 de peinture
- 20 370 m3 de maçonnerie
- coût : 3 400 000 F
- flèche de l’arc : 8 mm sous l’effet
du train d’essai de 405 t
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Un défi technique… maîtrisé
2 octobre 2014
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Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Construction des embases en maçonnerie Construction des piles métalliques Assemblage des tabliers sur les plateformes 1er lançage des tabliers Assemblage de l’arc en encorbellement et haubanage Assemblage des pilettes 2ème lançage des tabliers
Une méthode de construction astucieuse et complexe :
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Un défi technique… maîtrisé
Clavage de l’arc
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Un défi technique… maîtrisé
Quelques photos de la construction :
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Un défi technique… maîtrisé
Au final : une collaboration
efficace entre l’entreprise et
l’administration
Un chantier rondement mené :
- respect des délais
- respect des coûts
- aucun ennui technique majeur
- peu d’accidents
Le chantier fit croître
considérablement la réputation
de l’entreprise Eiffel, et créa les
conditions favorables à
l’émergence d’un fameux projet
de tour à Paris …
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Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception » 12
120 ans d’existence Aujourd’hui… un ouvrage ancien et capricieux
2 octobre 2014
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Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
La ligne a été inaugurée le 10 novembre 1888 puis électrifiée en 1932.
Depuis, le viaduc a permis le passage de nombreux trains :
trafic local voyageurs / trafic grandes lignes / trafic fret
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Aujourd’hui… un ouvrage ancien et capricieux
Sur l’ouvrage, la
pose de voie est
directe sur traverses
et longrines en bois
(sans ballast).
Il en résulte une
transmission directe
et agressive des
charges dans la
structure.
2 octobre 2014
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Depuis sa construction, les charges d’exploitation ont beaucoup
augmenté :
L’ouvrage a été dimensionné en fonction d’un modèle de charge constitué
d’un train de locomotives :
Pmax = 14,4 t
q = 4,8 t/m
L’ouvrage est aujourd’hui apte à recevoir des circulations D4 :
Pmax = 22,5 t
q = 8,0 t/m
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1,5 1,51,81,8 4,65
22,5 t 22,5 t 22,5 t 22,5 t
13,6 t 13,6 t 14,4 t 13,2 t 10,0 t 10,0 t
2,7 1,3 1,28 1,28 4,815 1,8252,5
Aujourd’hui… un ouvrage ancien et capricieux
2 octobre 2014
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Le viaduc de Garabit est un ouvrage métallique, mais son matériau
constitutif est très différent des aciers modernes.
On l’appelle « le fer puddlé ».
Il est obtenu en fonderie, grâce à un traitement « artisanal » de la fonte en
fusion, afin d’en brûler le maximum d’impuretés.
Le « fer puddlé » est hétérogène, anisotrope et fragile.
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Aujourd’hui… un ouvrage ancien et capricieux
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Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
L’ouvrage a vieilli
petit à petit et subi
tout au long de son
histoire diverses
avaries de gravités
variables.
En 1952, par
exemple, une fissure
importante est
découverte sur un
des pieds d’arc.
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Cette fissure a été réparée par la SNCF au moyen d’un bridage.
Aujourd’hui… un ouvrage ancien et capricieux
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Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
En 2009 est découverte une fissure sur le chevêtre de la pile P1.
Il s’agit d’une pièce très sollicitée et la fissure progresse vite.
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La circulation des
trains est interrompue
pour raison de sécurité.
Une réparation en
urgence est effectuée.
Dans les mois qui
suivent, les autres
chevêtres sont
renforcés.
Aujourd’hui… un ouvrage ancien et capricieux
2 octobre 2014
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Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception » 18
Pérenniser le viaduc Une maintenance sur mesure…
2 octobre 2014
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Surveiller et maintenir un tel ouvrage requiert un savoir-faire rare et
beaucoup de rigueur.
A ce jour, l’ouvrage fait l’objet d’inspections détaillées tous les 3 ans :
un examen visuel approfondi par des experts de SNCF Infra
des investigations complémentaires, si nécessaire (magnétoscopie)
26 Novembre 2012
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Une maintenance sur mesure…
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Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Les réparations
nécessitent un soin
particulier, pour ne
pas provoquer de
nouveaux défauts :
fissures
rivets locants
Elles se font en
général par rivetage,
comme à l’origine.
SNCF Infra entretient
des équipes dédiées
qui cultivent ce
savoir-faire.
26 Novembre 2012
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La fissure de 2009 a été réparée par « triplure ».
Une maintenance sur mesure…
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
26 Novembre 2012
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Une maintenance sur mesure…
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Pour RFF et SNCF Infra, maintenir durablement l’ouvrage, c’est :
surveiller l’apparition d’avaries et les réparer dans les règles de l’art
mais aussi prévoir le vieillissement, pour mieux l’anticiper
26 Novembre 2012
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Une maintenance sur mesure…
En 2010, SNCF Infra a réalisé
une expertise complète de
l’ouvrage par le calcul, pour :
- évaluer la résistance de
chaque élément et la
comparer aux sollicitations
réelles
- caractériser l’état
d’endommagement en
fatigue, dû au trafic passé
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Les résultats de ce calcul ont permis de vérifier que :
la résistance de l’ouvrage restait suffisante en tous ses éléments
sa stabilité sous charges extrêmes (vent) est vérifiée
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Une maintenance sur mesure…
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Des calculs en fatigue ont été menés en plusieurs sections
représentatives de l’ouvrage.
Les résultats doivent être considérés avec la plus grande prudence.
Toutefois il apparaît clairement que :
26 Novembre 2012
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Une maintenance sur mesure…
Le chevêtre fissuré
présentait une
sensibilité toute
particulière à la
fatigue sous les
convois lourds.
Les autres éléments
de l’ouvrage sont a
priori bien moins
exposés.
Patrice SCHMITT
Le viaduc de Garabit : SNCF Infra au chevet d’un ouvrage d’art « d’exception »
Le viaduc de Garabit est un ouvrage exceptionnel, aujourd’hui en
route vers un classement au patrimoine mondial de l’UNESCO.
