Pont à haubans

Les ponts à haubans sont une variété de ponts où le tablier est suspendu par des câbles issus de pylônes.

Contrairement aux ponts suspendus, qui tiennent grâce à deux câbles principaux ancrés sur les rives, les ponts à haubans tiennent grâce à de nombreux câbles obliques partant d'un pylône supportant le tablier qui supportera en fin de compte tout le poids du pont. Il constitue une avancée par rapport au pont suspendu sur les sols meubles, mais cependant limitée par la portée moindre du pont à haubans.

Les ponts à haubans ont effectivement de moins grandes portées que les ponts suspendus car les piliers où sont rattachés les haubans doivent être élevés, et par conséquent, plus fragiles et plus vulnérables au vent et aux vibrations engendrées par la circulation, ce qui fait que les très grandes portées ne vont pas au-delà de 900 m, bien que les experts considèrent qu’il serait possible de construire des ouvrages à haubans jusqu’à 1 500 m de portée.

Ses principaux avantages résident :

• dans la répartition des forces au niveau des piliers, ce qui rend inutile la réalisation de massifs d'ancrage aux berges ;
• dans sa structure stable lui permettant d'être construit sur à peu près tout type de terrains ;
• dans la maintenance, car il n'est plus nécessaire d'arrêter entièrement la circulation, les autres haubans pouvant supporter le poids du pont.

Les premières ébauches

Le dessin le plus ancien que l’on ait d’un pont à haubans date de 1617. Il a été publié à Venise par un savant bosniaque, Faust Wranczi, dans un recueil Machinae novae Fausti Verantii siceni. Le tablier en bois est tenu par des chaînes de fer depuis les tours situées sur chacune des deux rives.

Le premier pont à haubans construit remonte à 1784 et a été conçu par l’allemand Immanuel Löscher.

Fin XIX - début XX siècles : réalisations isolées

Beaucoup de premiers ponts suspendus étaient des ponts hybrides entre suspensions et haubanages, comme la passerelle piétonne construite en 1817 à Dryburg Abbey et plus tard le pont Albert Bridge (1872) et le pont de Brooklyn (1883). Leurs concepteurs trouvaient que la combinaison des deux technologies aboutissait à un pont plus solide.

Albert Gisclard suspendit en 1909 le tablier du pont de La Cassagne à des haubans triangulés.

Le système fut associé à celui des ponts en console par Leinekugel Lecocq au pont de Lézardrieux en 1925 dans un système un peu compliqué. L’année suivante, Eduardo Torroja construisait l’aqueduc de Tempul près de Jerez ; pour éviter de fonder une pile en rivière, il porta la travée centrale de 17 m à 34 m et en soulagea le poids par deux jeux de câbles qu’il suspendit aux pylônes. Il obtint ensuite la tension désirée en actionnant des vérins placés sous le passage des câbles au sommet des pylônes.

Mais c’étaient là des réalisations isolées.

1952 à nos jours : l’essor

L’étude véritable des ponts à haubans date du début des années 1950. On en attribue généralement la paternité aux ingénieurs allemands voire japonais (pont de Wakato), ce qui semble inexact si l’on s’en tient aux dates. Fritz Leonhardt situe en 1952 l’étude de la traversée du Rhin à Düsseldorf par trois ouvrages de cette même famille sur une idée de l’architecte Friedrich Thamms : Nordbrücke, Kniebrücke et Oberkasseller Rheinbrücke, mais la réalisation fut plus tardive.

Frantz Dischinger réalisa en 1955 le pont de Strömsund en Suède qui est considéré généralement comme le premier pont à haubans en acier. Il fut suivi en 1961 de la passerelle sur la rue Schiller à Stuttgart, conçue par Fritz Leonhardt, et des ponts de Leverkusen (1965) et Bonn-nord (1967) par Hellmut Homberg. Mais Albert Caquot était allé plus vite en réalisant le pont de Donzère-Mondragon à Pierrelatte en 1952 qui peut donc être considéré comme le premier pont haubané moderne.

De nombreux ponts à haubans furent ensuite construits dans le monde.

Selon le nombre de haubans

Les premiers ponts à haubans construits dans les années 1950 avaient peu de câbles car le calcul des systèmes statiquement indéterminés n’était alors pas possible. La grande distance entre les haubans concentrés nécessitait un haubanage provisoire pendant le montage.

Avec le développement des techniques informatiques, l’écartement des haubans a régulièrement décru. Aujourd’hui, les systèmes multi-haubanés sont généralement utilisés.

Les travées d’accès ont des portées d’environ 35 % de la portée principale, et la hauteur du pylône environ 20%.

Selon la nature de la nappe

Les ponts à haubans peuvent être différenciés selon la position de la nappe : axiale ou latérale ou selon la forme de la nappe : en éventail ou en forme de harpe.

Position de la nappe

• Le choix de la nappe axiale est retenu en général pour les petites et moyennes portées allant jusqu’à 400 à 500 mètres et pour des questions d’esthétique. Le tablier doit être large et disposer d’un terre-plein central. Ce choix nécessite la mise en œuvre d’un tablier rigide en torsion. Le choix d’une nappe axiale pour un tablier de faible largeur peut entraîner des problèmes de croisement des véhicules.

• Le choix de nappes latérales est toujours possible, même pour les petites portées. Il est par contre obligatoire pour les très grandes portées, supérieures à 500 mètres en raison de la nécessité de stabiliser le tablier au vent.

Forme de la nappe

On distingue trois types de nappes :

• en éventail : les haubans sont ancrés en un seul point d’ancrage en tête de pylône,
• en semi-éventail : les haubans sont ancrés sur une hauteur donnée en tête d’ancrage et se déploient ensuite en éventail,
• en harpe : les haubans sont parallèles entre eux.

Les tabliers suspendus les plus longs

• Le Viaduc de Millau est le pont avec le tablier suspendu par haubanage le plus long au monde : 2 460 mètres et 7 pylônes. Il possède également le pylône le plus haut au monde (343 mètres) et le tablier le plus haut (270 mètres). Il franchit le Tarn (rivière) en France.
• Le pont Rion-Antirion détient la deuxième plus grande longueur de tablier suspendu par haubans avec ses 2 352 mètres. Il franchit l’isthme de Corinthe près de Patras, Grèce.

Les plus longues portées

• Depuis le 30 juin 2008, le pont de Sutong, passant au-dessus du Yangtsé entre Suzhou et Nantong, est le pont à haubans ayant la plus longue portée au monde : 1 088 mètres.
• Le pont Tatara détient désormais la deuxième position avec 890 mètres. Il fait partie d’un ensemble de ponts reliant Honshū et Shikoku au Japon.
• Le pont de Normandie est quant à lui en troisième position avec 856 mètres. Enjambant l'estuaire de la Seine, il relie le Havre (Seine-Maritime) rive droite au nord, à Honfleur (Calvados) rive gauche au sud. Sa longueur totale est de 2 143,21 m.

Les plus larges

• Le pont Zakim Bunker Hill : le pont à haubans le plus large au monde; supportant 10 voies de l’Interstate 93 franchissant la Charles River à Boston, Massachusetts.

Les plus longs

• Le pont Vasco de Gama à Lisbonne, Portugal est le pont le plus long d’Europe, avec une longueur totale de 17,2 km, se décomposant en 0,829 km pour le pont principal, 11,5 km de viaducs d’accès, et 4,8 km de routes complémentaires.
• L’Oresundsbron, est un pont à haubans mixte route-fer à deux voies ferrées et quatre voies routières avec une portée principale de 490 mètres et une longueur totale de 7,85 km. Il franchit l’Oresund entre Malmö, Suède à Copenhague, Danemark.
• Le pont Surgut est le plus long pont à haubans du monde à un seul pylône, traversant l’Ob en Sibérie.
• Nový Most : est le plus long pont à haubans dans la catégorie des ponts à un pylône et une nappe de haubans. Il franchit le Danube à Bratislava, Slovaquie. La portée principale est de 303 mètres, et sa longueur totale est de 430,8 mètres.
• Le pont de Penang en Malaisie est le pont à haubans le plus long d’Asie du sud-est, avec une portée de 225 mètres.
• Vidyasagar Setu à Calcutta, Inde est le pont à haubans le plus long du Sous-continent Indien, avec une portée principale de 457,2 mètres et une longueur totale de 823 mètres.

Ponts historiques

• New Railroad Bridge : le premier (Europe) pont à haubans ferroviaire, joint les deux rives de la Sava à Belgrade.
• Ting Kau Bridge : Le premier pont à haubans à 4 travées (3 pylones), appartenant au complexe routier reliant l’Aéroport international de Hong Kong aux autres parties de Hong Kong, Chine.

Ponts primés

• Pont du Millénaire à Denver : une passerelle piétonne de 130 pieds de long qui gagna en 2003 la médaille d’or de la New York Association of Consulting Engineers. Le pont sera mis en valeur dans le film Nowhereland.
• Le Pont Cadran Solaire : une passerelle piétonne franchissant la rivière Sacramento (fleuve) à Redding (Californie).