Pont Confluences - Définition
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Description de l'ouvrage
Caractéristiques
Le pont confluences mesure au total 293 mètres de long sur 17 mètres de large de culée à culée. Il comprend une travée suspendue par une arche au dessus de la Maine sans jamais reposer dans le lit de la rivière, puis un viaduc franchissant la RD323 avec le parvis aménagé face au multiplexe Gaumont. Il rejoint enfin le niveau de la chaussée grâce à une rampe d'accès de 90 mètres. L'arche constitue la structure porteuse de la plus grande travée au dessus de la Maine, ce qui amène à classer cet ouvrage parmi les ponts en arc, bien qu'il soit formé également du viaduc d'accès d'une longueur relativement importante, qui serait classé parmi les ponts à poutres.
Piles et culées
Les piles, toutes situées sur la partie est de l'ouvrage, sont au nombre de huit et placées par paires, elles sont en béton armé et reposent sur des pieux forés. Du fait de leur faible surface en tête, elles ne disposent pas de plots de vérinage classiques en béton disposés près des plots de bossage mais de platines en acier sur les faces latérales de la pile. Ces platines serviront de supports pour des éventuels vérinage à l'avenir, elles ont également été utilisées pour l'étaiement du tablier. La dalle orthotrope repose sur des appuis à pots permettant des translations, excepté pour les appuis des piles P3 au point haut de l'ouvrage, ils sont encastrés dans les bossages inférieurs et supérieurs, la dilatation du tablier s'effectue de part et d'autre de ce point.
Les culées C0 et C7 sont creuses, elles sont constituées d'un chevêtre reposant sur des pieux forés ancrés dans le schiste et disposent de dalles de transition articulées qui évitent un tassement du sol au-delà du joint de chaussée. On peut observer sur la photographie ci-contre la jonction entre le tablier et la culée, il repose sur des appuis à pots et fait face à une casquette en béton armé où se situe le joint de chaussée, les trappes de visite du tablier sont accessibles depuis ces culées. Les voiles cintrés ainsi que le mur de soutènement de la culée C0 sont recouvert de moellons en ardoise.
La rampe d'accès sur la rive est de l'ouvrage repose sur un sol renforcé à l'aide d'inclusions rigides (180 pieux en béton non-armé de 400 millimètres de diamètre sur 13 mètres de profondeur) sur lesquelles vient s'appuyer un matelas de transfert de charge d'un mètre d'épaisseur. Ces dispositions visent à éviter un tassement du sol sur le long terme. Les murs de soutènements périphériques sont composés de béton architectonique avec des corniches en béton blanc.
Le tablier
Le tablier est un caisson métallique en dalle orthotrope profilé en aile d'avion, de 18,10 mètres de largeur (19,93 mètres en comprenant les corniches) et de hauteur constante avec quatre trémies dans l'axe, deux pour le passage de l'arche et deux autres pour les escaliers d'accès de part et d'autre de la voie sur berge. Ce caisson mesure 1,43 mètres à l'axe et s'amincit jusqu'à 0,74 mètres aux extrémités, la tôle supérieure est raidie par 24 augets en acier placés dans le sens de la longueur du tablier tandis que la tôle d'intrados est raidie par des plats métalliques, ces deux tôles sont rejointes par des pièces appelées diaphragme, disposés tous les 5 mètres qui permettent de rigidifier l'ensemble. Les tôles utilisées ont des épaisseurs de 10 à 20 millimètres pour les membrures, et de 10 à 30 millimètres pour les âmes, avec des nuances d'acier de S355 K2 et S355 N.
Les différents éléments ont été assemblés dans l'atelier de Baudin Chateauneuf dans le Loiret par tronçons d'environ 25 mètres de longueur avec cinq unités dans la largeur du tablier, ils pèsent entre 30 et 50 tonnes pour les plus lourds. Ces tronçons sont positionnés dans un premier temps en atelier afin de vérifier qu'ils s'emboîtent correctement. Ils sont ensuite acheminés sur chantier par convois exceptionnels puis levés et positionnés à l'aide d'une grue mobile de 180 tonnes sur la rive est de l'ouvrage, la jonction définitive des tronçons est alors réalisée par soudage dans un abri spécialement conçu pour lutter contre les intempéries, l'ouvrage est ainsi composé de 60 tronçons au final.
Lorsque dix tronçons sont assemblés, l'opération suivante consiste à pousser le tablier au dessus de la voie sur berges et de la Maine par une technique appelée lançage. Un avant-bec est placé à l'avant du tablier tandis qu'un arrière-bec est placé à l'arrière des derniers tronçons assemblés, entre les deux, le tablier repose sur des appuis en téflon lubrifiés afin de réduire les frottements et donc les efforts à mettre en œuvre pour faire glisser l'ouvrage. Un treuil, situé sous les derniers tronçons assemblés est relié à l'arrière bec en passant par une poulie de renvoi fixe, permet de tirer l'arrière du tablier (voir schéma ci-dessous) à une vitesse de trente-cinq mètres par heure, l'autre treuil situé derrière l'ouvrage, appelé treuil de retenue permet de réguler l'avancement du pont et de le freiner lorsque l'opération est terminée. Un système de moufle démultiplie les efforts du treuil de 3 tonnes à 35 tonnes. Le déplacement est vérifié en permanence, des vérins hydrauliques de guidage permettent notamment d'affiner très précisément la trajectoire du tablier.
Treuil de retenue situé à l'arrière du tablier | 
Vérin de guidage sur les palées provisoires | 
Avant-bec du tablier | 
Arrière-bec du tablier |
Lorsque le dernier lançage est terminé, l'ouvrage subit une phase de dévérinage où il est descendu au niveau de ses appuis définitifs.
L'arche
L'arche soutenant le pont n'est pas monolithique, elle est composée de béquilles en béton armé et d'une partie centrale métallique qui reprend les suspentes. Située dans l'axe du tablier, elle le "traverse" sans aucune liaison mécanique, à travers deux simples réservations au sein du caisson métallique. Sa section est de type trapézoïdal , les sections dans la partie béton sont plus importantes que dans la partie en acier, les béquilles en béton s'affinent au fur et à mesure que l'on se rapproche du point haut. L'arc métallique forme un arc de cercle de 98 mètres de rayon.
Ce type de structure nécessite des assises très stables car tous les efforts de flexion dus au soutien du tablier sont transmis en efforts de compression dans ces assises. Des batardeaux ont alors été conçus pour atteindre le schiste ardoisier sain et stable, celui de la rive est mesurait 17 mètres en longueur et en largeur et descendait à 12 mètres sous le niveau de la Maine, les fondations dans ce batardeau sont composées de 56 micropieux verticaux de diamètre 150 millimètres et de 9 à 12 mètres de profondeur, 1 200 mètres cubes de béton furent ensuite coulés d'une seule traite afin de réaliser une base homogène et sans discontinuité.. Sur la rive ouest, la béquille repose sur une semelle de dimensions 15,20 par 15,70 mètres avec une bêche inclinée, Des reconnaissances géotechniques complémentaires ont conduit à mettre en œuvre un renforcement composé de 30 micropieux de diamètre 150 millimètres inclinés entre 30° et 50° sur l’horizontale et d’une longueur de 4 à 9 mètres.
La superstructure de l'arche a nécessité des moyens importants du fait de sa forme, sa taille et de sa complexité. Les béquilles en béton furent coulées dans des coffrages spéciaux réalisés sur mesure afin de supporter une telle pente et une section inhabituelle, des palées provisoires battues dans le lit de la Maine en guise d'étaiement assurent le maintien de ces béquilles avant le clavage complet de tous les éléments de l'arc. L'arche n'a pas été réalisée intégralement pour ne pas obstruer le passage du tablier poussé depuis la rive est qui heurtait nécessairement sa trajectoire, imposant aux constructeurs un phasage en quatre temps :
- bétonnage des béquilles
- mise en place du tablier
- pose, assemblage puis soudage de l'arche métallique
- clavage béquille/arche métallique
Le clavage entre l'acier et le béton est l'opération finale étant donné que l'arche métallique et les suspentes qui retiennent le tablier doivent être positionnées avec une très grande précision afin d'équilibrer au mieux les charges, la béquille ne requérant pas un tel degré de précision.
Cette arche métallique est composée d'un caisson de section trapézoïdale de section constante 1400 × 800 × 1 220 (h) millimètres formé de tôles d'acier d'épaisseurs variant entre 30 et 80 millimètres de nuances S355 K2 et S355 N, certaines membrures sont composées d'acier S460 ML. Elle est arrivée par convois exceptionnels en six tronçons, stockés directement sur le tablier, ces tronçons furent placés puis assemblés deux à deux au niveau de la chaussée du pont avant d'être mis sur leurs emplacements définitifs, ce dernier positionnement est effectué par double levage à l'aide de deux grues mobiles de 130 tonnes. L'ouvrage présente cependant une dissymétrie dans le profil en long, l’axe de symétrie de l’arc est légèrement incliné par rapport à la verticale, ce qui engendre des efforts plus importants sur la rive ouest, la liaison acier/béton sur ce côté est notamment doté d'une importante platine en acier, ce qui n'est pas le cas sur la liaison côté est.
Suspension
Le tablier est suspendu à l’arche métallique par l’intermédiaire de vingt paires et triplettes de suspentes rayonnantes, espacées de 5 mètres à leur jonction avec le tablier. Ces suspentes sont pour la partie courante des barres de diamètres 100, 120 et 140 millimètres en acier S460, les suspentes aux extrémités de l'arche sont, quant à elles composées de trois barres articulées à chaque extrémités, cette disposition est due au fait qu'il s'agit des suspentes les plus sollicitées de l'ouvrage, en effet, elles reprennent une partie du poids des travées non suspendues situées au dessus des béquilles en béton. La liaison se fait par clavette dans les parties basses et par le biais d'une chaise d'ancrage intégrée au caisson de l'arche dans la partie supérieure. Le tablier reposait durant la phase de construction sur les palées provisoires implantées dans le lit de la Maine, il fallait donc effectuer un transfert de charge vers les suspentes, cette opération délicate devait être réalisée avec précision de façon à équilibrer correctement la charge reprise par chaque suspente.
Biellettes de suspension | 
Ancrage des suspentes dans l'arc | 
Vérins de réglage des suspentes |
