Viaduc de Millau - Définition

Introduction

Viaduc de Millau
Pays	France
Région	Midi-Pyrénées
Ville	Millau - Creissels
Latitude Longitude	44° 05′ 14″ Nord        03° 01′ 15″ Est / 44.08722, 3.02083
Franchit	Tarn
Fonction	Pont autoroutier, il porte l’A75
Type	Pont à haubans
Longueur	2 460 m
Largeur	32 m
Hauteur	343 m
Hauteur libre	270 m
Matériau	Béton armé - Acier
Construction	2001 - 2004
Listes
Ponts remarquables • les plus longs • suspendus • à haubans • en arc • romains • cantilever
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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, dans un panorama de grande qualité et avec des vents susceptibles de souffler à plus de 200 km/h.

Maillon important de l’autoroute A75 permettant de relier Clermont-Ferrand à Béziers, ce projet a nécessité treize ans d'études techniques et financières. Les études ont commencé en 1988 et l’ouvrage a été inauguré le 17 décembre 2004, seulement trois ans après la pose de la première pierre. Conçu par Michel Virlogeux et ses équipes pour ce qui concerne le tracé et les principes de franchissement, l’ouvrage a été dessiné par l’architecte Norman Foster. D’un coût de 320 millions d’euros, il a été financé et réalisé par le groupe Eiffage dans le cadre d’une concession, la première de ce type puisque sa durée est de 75 ans.

L’ouvrage est actuellement le pont le plus haut du monde avec l'ensemble pile-pylône le plus haut au monde (P2 : 343 m) et les deux piles les plus hautes au monde (P2 : 245 m et P3 : 221 m). Son tablier qui culmine à 270 mètres au-dessus du Tarn est également le plus haut pour un ouvrage routier et le plus long pour un pont haubané (2 460 mètres). L'ouvrage est composé de piles minces et dédoublées sur leur partie supérieure et d’un tablier métallique très fin avec seulement sept points d’appui au sol.

Le viaduc a permis de développer les activités commerciales et industrielles de la région aveyronnaise. Le tourisme autour du viaduc est très développé et sa construction a suscité l’intérêt de nombreuses personnalités politiques.

Histoire

L'autoroute A75

L’autoroute A75 fait partie des quatre grands itinéraires nord-sud pour traverser la France avec les autoroutes A6 et A7 qui passent par la vallée du Rhône, les autoroutes A10 et A62 qui traversent le sud-ouest de la France et l'axe Vierzon-Limoges-Brive-Toulouse avec l'A20. Cet itinéraire, en complément de l'A71 d'Orléans à Clermont-Ferrand, permet d'ouvrir une quatrième voie à travers la France et de délester l‘axe rhodanien très utilisé par les camions pour relier le nord de l'Europe à la péninsule Ibérique et les vacanciers pour rejoindre les bords de la Méditerranée. Elle désenclave le Massif central et la ville de Clermont-Ferrand en les ouvrant sur le sud. À une plus grande échelle, elle facilite le transit entre l’Europe du nord et la région parisienne d’une part et l’Espagne et l’ouest de la façade méditerranéenne d’autre part. Sa construction a commencé en 1975 et sera achevée en 2011 avec la mise en service de la liaison Pézenas-Béziers.

Le Tarn est une rivière qui coule d'est en ouest, au sud du Massif central, coupant donc l'axe nord-sud et formant une brèche de plus de 200 mètres difficile à franchir. Avant le viaduc, ce franchissement se faisait par un pont situé en fond de vallée, dans la ville de Millau. Millau était alors un très gros point noir routier, connu et redouté. Des kilomètres d'embouteillages se formaient chaque année au moment des grands flux estivaux. Ces ralentissements font perdre tous les avantages de l'A75, dite autoroute d'aménagement du territoire et entièrement gratuite sur 340 kilomètres.

Treize ans d’études et de concertation

Si les avantages d’un franchissement autoroutier de la vallée du Tarn sont indéniables, plusieurs difficultés viennent émailler l’histoire du viaduc. Les premières difficultés à résoudre sont techniques : les dimensions de la brèche à franchir, les vents violents de plus de 200 km/h, les conditions climatiques et sismiques, nécessitent d’avoir recours à un ouvrage de dimensions exceptionnelles et soulèvent en outre quelques difficultés de réalisation.

1988-1991 - Choix du tracé

Études préliminaires

Les études préliminaires visant à déterminer le tracé de l’autoroute pour franchir la vallée du Tarn sont confiées au CETE Mediterranée, service de l’État, et sont réalisées en 1988-1989. Elles aboutissent à la proposition de quatre options de tracés :

• une option dite « grand Est » passant à l’est de Millau et franchissant à grande hauteur les vallées du Tarn et de la Dourbie par l’intermédiaire de deux grands ponts (portées de 800 à 1 000 m) dont la construction s'avère difficile. Bien qu’elle soit plus courte et plus favorable pour le trafic de transit, cette option est abandonnée car elle ne permet pas de desservir correctement Millau et sa région de façon satisfaisante puisqu’il faut utiliser la longue et sinueuse descente existante de La Cavalerie ;
• une option dite « grand Ouest », empruntant la vallée du Cernon et plus longue que la précédente d’une douzaine de kilomètres. Elle n’est pas retenue car elle présente des impacts importants sur l’environnement notamment, au droit des villages pittoresques de Peyre et de Saint-Georges-de-Luzençon et elle est plus onéreuse ;
• une option dite « proche de la RN9 » desservant bien Millau mais présentant des difficultés techniques et ayant un fort impact sur le milieu bâti existant ou projeté, également abandonnée ;
• une option dite « médiane » à l’ouest de Millau bénéficiant d’une assez large approbation locale mais présentant des difficultés de réalisation d’ordre géologique, notamment au niveau du franchissement de la vallée du Tarn. Les investigations des experts concluent à la possibilité de les surmonter.

Cette dernière option est choisie par décision ministérielle le 28 juin 1989. Il faut encore choisir entre deux familles de solutions locales pour franchir le Tarn :

• une famille « haute », faisant appel à un viaduc de 2 500 m passant à plus de 200 m au-dessus du Tarn ;
• une famille « basse », descendant dans la vallée, franchissant le Tarn grâce à un ouvrage de 600 m puis atteignant le Larzac par un viaduc de 2 300 m prolongé par un tunnel.

Après de longues études et des consultations locales, la famille « basse » est abandonnée, notamment parce que le tunnel aurait traversé une nappe phréatique, et à cause de son coût, de l’impact sur l’urbanisation et de l’allongement de trajet qu'elle implique. Moins longue, moins chère et offrant de meilleures conditions de sécurité pour les usagers, la famille « haute » apparaît la plus intéressante. Le choix est arrêté par décision ministérielle le 29 octobre 1991. Ce choix aboutira à l'ouverture d'une enquête publique prescrite par arrêté préfectoral du 4 octobre 1993. La commission d'enquête rend ses conclusions le 7 février 1994.

Opposition

Plusieurs associations se sont manifestées contre le projet comme la WWF, France Nature Environnement, la Fédération Nationale des Associations d'Usagers des Transports (FNAUT) ou encore Agir pour l'environnement. Plusieurs élus politiques ont également critiqué le projet, comme le président de la région Auvergne Valéry Giscard d'Estaing. Des élus locaux, soutenus par les Verts et le Parti écologiste, avaient de même proposé début 1996 un contre-projet moins coûteux.

Les opposants ont avancé différents arguments :

• le tracé plus à l'ouest sera un meilleur tracé : plus long de trois kilomètres mais trois fois moins cher avec ses trois ouvrages d'art classiques ;
• l'objectif du viaduc ne sera pas atteint : du fait du péage, le viaduc sera peu emprunté et le viaduc ne sera pas la solution aux célèbres embouteillages de Millau ;
• l'équilibre financier sera impossible : les revenus du péage ne permettront jamais le retour sur investissement et la société concessionnaire devra être soutenue par des subventions ;
• la réalisation technique sera imparfaite, donc dangereuse et peu pérenne : les piles ne seront pas solides du fait qu'elles s'assoient sur la marne de la vallée du Tarn ;
• le viaduc est une déviation : la diminution du passage des touristes à Millau freinera l'économie de la ville de Millau.

Déclaration d’utilité publique

Le projet est déclaré d'utilité publique, après avis du Conseil d'État, par décret en date du 10 janvier 1995 signé par le Premier ministre Édouard Balladur, et cosigné par le ministre de l'Équipement, des transports et du tourisme, Bernard Bosson, et par le ministre de l'Environnement, Michel Barnier.

1991-1996 - Choix de l’ouvrage

Le tracé retenu nécessite la construction d’un viaduc d’une longueur de 2 500 m. De 1991 à 1993, la division « Ouvrages d’art » du Sétra, dirigée par Michel Virlogeux, réalise des études préliminaires et vérifie la faisabilité d’un ouvrage unique franchissant la vallée. Compte tenu des enjeux techniques, architecturaux et financiers, la direction des routes met alors en compétition des bureaux d’études et des architectes afin d’élargir la recherche des solutions possibles. En juillet 1993, 17 bureaux d’études et 38 architectes se portent candidats pour la réalisation des premières études. Avec l’aide d’une commission pluridisciplinaire, la direction des routes sélectionne huit bureaux d’études pour les études techniques et sept architectes pour les études architecturales.

En février 1994, un collège d’experts, présidé par Jean-François Coste, identifie sur la base des propositions des architectes et des bureaux d’études, cinq familles de solutions. La compétition est relancée : cinq couples architecte-bureaux d’études, constitués des meilleurs candidats de la première phase, sont formés et chacun d’eux approfondit l’étude d’une famille de solutions.

Le 15 juillet 1996, Bernard Pons, ministre de l’Équipement, entérine la proposition du jury constitué d’élus, d’hommes de l’art et d’experts et présidé par le directeur des routes, à l’époque Christian Leyrit. 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 est retenue.

Le groupement retenu affine les études de 1996 à 1998. À cette fin, il met en place un comité technique (animé par Bernard Gausset et Michel Virlogeux), supervisant des équipes d’études spécialisées affectées à chacun des domaines spécifiques : étude au vent, tablier en béton, tablier en métal, piles, géotechnique et équipements.

Après des essais en soufflerie, la forme du tablier est remaniée et le dessin des piles fait l’objet de minutieuses mises au point. Les études de détail ayant été menées à leur terme, les caractéristiques définitives de l’ouvrage sont approuvées à la fin de l’année 1998.

1998-2001 - Financement du projet

Choix d'un concessionnaire

La construction d’un tel ouvrage soulevait en outre des difficultés financières. L’État hésitait à investir deux milliards de francs de l’époque (320 millions d’euros). C’est ainsi qu’il abandonna l’idée d’une autoroute totalement gratuite pour recourir au péage sur le viaduc. Mais ce recours au privé amena à son tour des difficultés d’ordre politique. Ainsi le président du Conseil général de l’Aveyron, Jean Puech, ne partage pas cette idée de recourir au péage.

C’est finalement Jean-Claude Gayssot qui, paradoxalement pour un ministre communiste, prend la décision de recourir au privé en signant le 20 mai 1998 le décret de mise en concession. Il est accompagné dans sa décision par la ministre de l’Aménagement du territoire et de l’environnement Dominique Voynet qui signe le document à contrecœur.

L'enquête publique est alors lancée et se déroule du 16 décembre au 26 janvier 1998. La commission d’enquête rend un avis favorable au projet le 28 février 1999. L'instruction mixte, à savoir l'ensemble des procédures internes de consultations des différentes administrations, s'achève le 31 août 1999 et le projet est finalement déclaré d'utilité publique, après avis du Conseil d’État, par décret cosigné par les ministres Jean-Claude Gayssot et Dominique Voynet le 23 novembre 1999.

Un avis de publicité est alors lancé par le gouvernement aux niveaux français et européen avec une remise de candidatures pour le 24 janvier 2000. Quatre consortiums répondent à l’appel d’offres :

• le groupement Compagnie Eiffage du Viaduc de Millau (CEVM), avec Eiffage agissant pour le compte des entreprises Eiffage Construction et Eiffel ;
• le groupement mené par l'espagnol Dragados, avec Skanska (Suède) et Bec (France) ;
• le groupement Société du viaduc de Millau, comprenant les sociétés françaises ASF, Egis, GTM, Bouygues Travaux Publics, SGE, CDC Projets, Tofinso et l'italienne Autostrade ;
• le groupement mené par la Générale Routière, avec Via GTI (France) et Cintra, Nesco, Acciona et Ferrovail Agroman (Espagne).

La Compagnie Eiffage du viaduc de Millau est finalement pressentie au terme de cette procédure. Mais il faut attendre la signature de l'ordonnance du 28 mars 2001 ratifiée par la loi du 5 novembre 2001 modifiant le régime des concessions autoroutières pour signer cette convention de concession entre l'État et la Compagnie EIFFAGE du viaduc de Millau. M. Jean-Claude Gayssot, ministre de l'équipement, des transports et du logement pour l'État et Jean-François Roverato, président-directeur général la Compagnie Eiffage du viaduc de Millau la signent le 27 septembre 2001. Elle est approuvée par décret n^o 2001-923 du 8 octobre 2001 du Premier ministre Lionel Jospin. Le viaduc de Millau est ainsi le premier aménagement autoroutier à entrer dans le cadre de la réforme de 2001. Il est financé par des fonds privés dans le cadre d'un contrat de concession : l'ouvrage est la propriété de l'État français, les dépenses pour la réalisation et l'exploitation de l'ouvrage sont à la charge du concessionnaire, les revenus du péage sont attribués au concessionnaire.

Durée de la concession

La concession de l’ouvrage prendra fin le 31 décembre 2079. Cette durée de concession, de 78 ans et 2 mois, est exceptionnellement longue en comparaison des concessions autoroutières habituelles, en raison du nécessaire équilibre de l'opération. Il a souvent été dit qu’il était impossible de prévoir tous les aléas inhérents à la construction de l’autoroute sur une durée aussi longue ou que celle-ci risquait de conférer au concessionnaire une « rente de situation » par la perspective d’une sur-rentabilité.

Sur le premier aspect, il ne s’agit bien entendu pas de tout prévoir sur 78 ans, pas plus que sur 35 ou 40 ans. Il s’agit simplement de prendre en compte un état d’imprévision en appréciant les risques éventuels et les jaugeant au vu des événements passés. Cette durée est en outre un facteur de sécurité qui permet d’étaler dans le temps les charges d’amortissement.

Quant au risque de sur-rentabilité, les parties ont mis en œuvre un dispositif de fin anticipée de la concession. Ainsi l’article 36 du cahier des charges prévoit que l’État peut demander qu’il soit mis un terme à la concession sans aucune indemnité, moyennant un préavis de 24 mois, dès lors que le chiffre d’affaires réel cumulé, actualisé à fin 2000 au taux de 8 %, dépasse trois cent soixante-quinze millions d'euros. Cette clause ne peut s’appliquer qu’à partir du 1^er janvier 2045.

Bien que la concession ne porte que sur 78 ans, le concessionnaire a dû concevoir et réaliser le viaduc pour une durée d’utilisation de projet de 120 ans. La durée d’utilisation de projet est la durée pendant laquelle le viaduc doit pouvoir être utilisé comme prévu, en faisant l’objet de l’entretien et de la maintenance escomptés mais sans qu’il soit nécessaire de faire des réparations majeures.

Coût global

Cinq ans après avoir retenu la solution de Norman Foster, le concessionnaire est retenu et les travaux peuvent commencer. Le coût de réalisation de l'ensemble des travaux est évalué à près de 400 millions d'euros. Aucune subvention publique n’a été nécessaire pour l’équilibre, mais le décompte total ne prend pas en compte l’ensemble des travaux réalisés par l’État pour aménager les abords.

Les acteurs

L'architecte du viaduc est le britannique Sir Norman Foster.

Le consortium de construction du pont comprend la société Eiffage TP pour la partie béton, la société Eiffel pour le tablier métallique, la société Enerpac pour le poussage hydraulique du tablier, la société Appia pour l'emploi du revêtement bitumeux sur le tablier et la société Forclum pour les installations électriques. C'est en fait tous les métiers du groupe Eiffage qui ont participé au chantier.

La seule entreprise d'un autre groupe ayant eu un rôle « noble » sur ce chantier est « Freyssinet », filiale du groupe Vinci spécialisée en précontrainte, qui s'est vue confier la mise en place et la mise en tension des haubans, la filiale de précontrainte du groupe Eiffage s'étant chargée de la précontrainte des têtes de piles.

La maîtrise d'œuvre a été confiée à la SETEC, branche Travaux publics et industriels, et en partie à l'ingénierie SNCF.

La technique du tablier en acier et le poussage hydraulique du tablier (solution lauréate issue du concours « Mise au point et étude complète de la solution métallique lancée ») ont été conçus par le bureau d'ingénieurs liégeois Greisch (BEG) dont les études d'exécution comprenaient les calculs généraux et calculs de résistance aux vents de 225 km/h, les calculs des phases de lançage, le dimensionnement et le calcul du tablier, des pylônes et du haubanage, le dimensionnement des équipements, la conception des méthodes d'exécution et des ouvrages provisoires. Enfin, en suivant une procédure déjà appliquée pour de multiples ponts et viaducs haubanés par ses ingénieurs, Greisch assura sur place une assistance aux opérations de lançage, de montage et de mise en œuvre des haubans sous le contrôle en temps réel du centre de calcul de l'université de Liège en Belgique.

Trois ans de construction

La première pierre est posée le 14 décembre 2001 et le viaduc est mis en circulation le 16 décembre 2004, soit trois ans seulement après le début des travaux.

Janvier 2002 – mars 2002 : fondations des piles

Les travaux de creusement des puits de fondation sur lesquels reposeront les sept piles du viaduc commencent dès janvier 2002.

Après ferraillage, les puits sont bétonnés et une semelle de trois à cinq mètres d'épaisseur est coulée pour les sept piles. Chaque opération nécessite le coulage en une seule fois de 2 000 m³ de béton sur une trentaine d’heures. D’une surface de 200 mètres carrés à la base, équivalente à la surface d’un terrain de tennis, les piles se termineront à leur sommet avec une surface de seulement 30 m².

Mars à novembre 2002 : construction des culées

De mars à juin 2002 a lieu la construction de la culée C8, côté plateau du Larzac au Sud, puis de juin à novembre 2002 est construite la culée C0. C’est à partir de ces culées que seront ensuite lancés les éléments de tablier. Les caissons sont soudés les uns aux autres à l'arrière des éléments déjà lancés, sur une plateforme en arrière des culées, sur une longueur de 171 mètres. Chaque partie de tablier est ensuite lancée dans le vide puis est appuyée sur une appui provisoire ou définitif.

Avril 2002 à décembre 2003 : construction des piles

Chaque pile fait l’objet d’un chantier spécifique, avec ses propres équipes et son chef de pile. Au début de l’été 2002, six fûts de piles ont déjà commencé et 23 000 m³ ont déjà été coulés. L’avancement se fait à raison de 25 mètres cubes à l’heure. Chaque « levée » de béton, correspondant à une élévation de quatre mètres de la pile, réclame 200 m³ et est programmée tous les trois jours, car il faut compter deux jours et demi de mise au point. Le coulage commence en milieu d’après-midi pour se terminer vers deux heures du matin.

En juillet 2002, près de huit cents personnes sont déjà intervenues sur le site, mais certaines sont déjà parties : trois cents peuvent y être comptabilisées en cet été 2002. En hiver 2002, on en compte alors près de cinq cents : plus de trois cents ouvriers en génie civil, environ cent ouvriers sur le tablier en construction derrière les culées et 80 cadres et ingénieurs.

La verticalité des piles est assurée grâce à des guidages laser et GPS. Le 21 février 2003, la P2 dépassait 141 mètres et faisait tomber le record de France détenu par les viaducs de Tulle et de Verrières. Le 12 juin, elle atteint la hauteur de 183 mètres, battant ainsi le record du monde des 176 mètres du viaduc de Kochertal en Allemagne. Le 20 octobre 2003, elle culmine à 245 mètres.

Le jeudi 20 novembre 2003, les sept piles sont achevées. À cette occasion, un tube de cuivre a été glissé dans les dernières strates de béton de la pile P3. Il contient les noms des 537 personnes qui ont travaillé à l’érection des piles et une pièce commémorative de 1,5 euros édité lors du lancement de la monnaie européenne, avec un beffroi côté face et un viaduc côté pile. Le 9 décembre est organisé un grand feu d’artifice.

2004 : construction des chaussées et mise en service

Pendant le printemps 2004, un test du complexe d’étanchéité a eu lieu à Rivesaltes (Pyrénées-Orientales) sur un caisson témoin. Fin juillet, un essai grandeur nature de pose d'enrobé a été réalisé sur le tablier lui-même.

D’avril à septembre 2004 ont été mises en œuvre les plaques d’étanchéité. Dans un premier temps, un lé d’un mètre de largeur a été mis en œuvre manuellement, de part et d’autre de l’ouvrage, sur la rive de la chaussée. À partir de la mi-juillet les machines d’application des sociétés Sacan et Siplast Icopal ont pris le relais pour assurer la pose de l’étanchéité sur la section courante de l’ouvrage.

Les enrobés ont été mise en œuvre du 21 au 24 septembre 2004 par la société Mazza, filiale d’Appia, associée avec plusieurs sous-traitants et de nombreuses autres filiales du groupe.

Les essais de chargement statique (21 cas de chargement au total nécessitant l’utilisation de 32 camions de 30 t environ) et dynamiques consistant en deux « lâchers » de câbles de 100 t chacun, pour simuler une rupture de haubans, se sont déroulés entre le 17 et le 25 novembre 2004.

L’ouvrage est inauguré par le Président de la République Jacques Chirac le mardi 14 décembre 2004 puis mis en service le 16 décembre 2004 à 9 h 00.