Dimensionnement du viaduc de Millau - Définition

Introduction

Le viaduc de Millau est un pont à haubans autoroutier franchissant la vallée du Tarn, dans le département de l'Aveyron, en France. Il franchit une brèche de 2 460 mètres de longueur et de 270 mètres de profondeur au point le plus haut avec des vents susceptibles de souffler à plus de 200 km/h.

Du fait de la configuration du site et des conditions météorologiques, avec en particulier la nécessité de prendre en compte les effets du vent, le dimensionnement du viaduc de Millau a nécessité des études longues et complexes et mobilisé des moyens de calcul très sophistiqués.

Après les études préliminaires de la division « Ouvrages d’art » du Sétra, dirigée par Michel Virlogeux, cinq familles de solutions sont mises en compétition en 1994: un viaduc sous-bandé, un viaduc à poutre d’épaisseur constante, un viaduc multihaubané, un viaduc à arc central et un viaduc à poutre d’épaisseur variable. Le présent article ne traite que de la solution retenue et construite, à savoir la solution du viaduc multihaubané présentée par le groupement de bureaux d’études Sogelerg (aujourd’hui Thalès), Europe Études Gecti (aujourd’hui Arcadis) et Serf et le cabinet d’architectes Norman Foster & Partners.

Acteurs

A l'origine, l’ouvrage multi-haubané présenté par le groupement de bureaux d'études français en collaboration avec l'architecte anglais Sir Norman Foster avait les piles, le tablier et les pylônes entièrement en béton. En 2001 la décision est prise de concéder la construction et l’exploitation de l’ouvrage au groupe Eiffage qui propose une solution avec un tablier métallique et un mode original de construction.

La définition des conditions de vent a été confiée au Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) par le maître d'ouvrage, l’Arrondissement Interdépartemental des Ouvrages d’Arts (AIOA) de Millau (structure dépendant du Ministère de l’Equipement) dès le début des études préalables en 1993.

Les études d’exécution du lot génie civil ont été réalisées sous la direction et la coordination de la direction technique du chantier par un groupement de bureaux d’études, comprenant le bureau d’études de Eiffage TP (STOA) et le bureau d’études EEG-Simecsol et ses sous-traitants Thales et SERF. Le bureau d’études EEG-Simecsol a étudié les piles P2 à P6 et leurs fondations et STOA Eiffage TP a étudié les culées C0 et C8, les piles P1 et P7 et les fondations des palées provisoires.

Les études d’exécution et de montage du lot charpente métallique ont été réalisées par le bureau d’études Greisch Ingénierie de Liège (Belgique). Elles portaient sur les parties suivantes de l’ouvrage : tablier, pylônes et haubans, équipements et superstructures. Les études de stabilité générale ainsi que les calculs au vent turbulent ont également été réalisés par le bureau d’études Greisch à l’aide de son propre logiciel FINELG.

Les études d’exécution ont été contrôlées par le bureau de contrôle extérieur Setec TPI du maître d’oeuvre.

Préalablement au démarrage des études d’exécution, le groupe Eiffage avait confié au maître d’œuvre Setec une mission de validation de la solution métallique proposée lors de la remise des offres de concession. La validation Setec établie sur la base des documents remis par Eiffage à l’autorité concédante a porté pour l’ouvrage en cours d’exploitation sur les hypothèses de calculs du tablier, des pylônes et haubans, sur la flexion longitudinale et les efforts dans les haubans, sur les effets du vent, sur les effets de fatigue et sur les pylônes et la liaison pile-tablier-pylône.

Les études d’exécution ont donné lieu à la production d’environ 300 notes de calculs et 2600 plans. Elles ont nécessité la mobilisation d’équipes dont l’effectif total a atteint en pointe jusqu’à soixante personnes dont environ vingt-cinq ingénieurs et trente- cinq projeteurs. Elles ont duré, dans leur phase principale, environ dix-huit mois.