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Rion-Antirion le titan PARASISMIQUE

Philippe Donnaes

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- Ce viaduc multihaubané, qui reliera en 2004 le Péloponnèse au continent, est conçu pour résister à des vents de 250 km/h. En cas de séisme exceptionnel, ses piles géantes pourraient se déplacer de 2 mètres sur le fond marin, et le tablier se métamorphoser en balançoire géante.

Un lien fixe qui relierait le sud et le nord de la Grèce. Un pont qui franchirait le détroit de Corinthe en rattachant le Péloponnèse à la Grèce continentale. Les Grecs y songeaient, paraît-il, depuis l'Antiquité ! Or ce rêve séculaire est aujourd'hui une quasi-réalité puisque le groupe Vinci achève la construction d'un viaduc de 2 883 m, dessiné par l'architecte Berdj Mikaëlian, et qui reliera les agglomérations de Rion (sur la rive du Sud) et d'Antirion au Nord, à quelques kilomètres de la ville de Patras. L'ouvrage réalisera l'interconnexion de deux axes routiers clés, et permettra d'effectuer en 5 minutes un trajet qui s'effectue actuellement par ferries, moyennant une durée de traversée d'environ 45 minutes. « Les travaux pourraient, sous réserve d'une météo favorable, être achevés en juin 2004, pour une mise en service dès septembre », révèle Jean-Paul Teyssandier, le directeur général de Gefyra, concessionnaire de l'ouvrage, alors que la date de livraison initiale est fixée au 24 décembre.

Un défi à Poséidon

Le projet constitue aussi une performance technique remarquable. D'abord parce que cet ouvrage est l'une des premières structures de type multihaubané au monde (quatre pylônes) - avec Ting Kau à Hong-Kong (trois) et Millau en France (sept) - et l'un des plus importants projets de génie civil européen en cours de réalisation. Ensuite et surtout « parce qu'il se situe dans une zone très difficile qui combine trois contraintes géologiques majeures, révèle Alain Pecker, le PDG de Géodynamique et Structure. Des terrains de très médiocre qualité tout d'abord - il s'agit principalement d'un mélange d'argile, de limon et de sable - pour lesquels les sondages ne laissent augurer aucune présence de rochers sains avant 500 m de profondeur ! Le caractère maritime du chantier ensuite, les travaux se déroulant dans 65 m d'eau en moyenne, et l'aspect sismique omniprésent ». Cette région est en effet, au plan tellurique, la plus active en Europe « et nous sommes susceptibles, contrairement à d'autres projets du même type, de rencontrer des failles tectoniques actives ». « L'ouvrage est donc un véritable défi à Poséidon qui est également le dieu des tremblements de terre », comme aime à le rappeler dans un clin d'oeil mythologique, Gilles de Maublanc, le directeur de projet de Dumez-GTM (groupe Vinci).

Une période de retour de 2 000 ans

Sur le papier, le viaduc, dimensionné pour résister à des vents de 250 km/h ainsi qu'à la collision d'un pétrolier de 180 000 tonnes, a été conçu pour encaisser des séismes supérieurs à 7 sur l'échelle de Richter et pouvant développer des accélérations du sol de 0,5 g. À ces caractéristiques, qui correspondent à celle d'un événement sismique d'une période de retour de 2 000 ans, viennent s'ajouter des contraintes sévères au niveau du spectre de réponse des fonds marins. « Nous avons choisi, eu égard aux hypothèses découlant de l'emplacement des failles en fond de mer, de leur distance par rapport au pont et des lois d'atténuation, un spectre d'accélération pouvant monter jusqu'à 1,2 g sur une période d'amplitude très longue de 1,2 s », explique Jean-Paul Teyssandier. La seule solution technique capable de répondre à ce cocktail sismo-géologique consistait donc à réaliser des piles à large embase simplement posées sur le fond - une conception se traduisant par des structures capables de se déplacer chacune de 2 m sous l'effet d'un tremblement de terre majeur ! - à condition de pouvoir préalablement améliorer les performances des terrains sur les vingt premiers mètres (voir encadré p. 59).

Des piles de 90 mètres de diamètre

Ce résultat a été obtenu au moyen d'un système innovant, constituant une première mondiale en la matière, les couches supérieures du sous-sol marin étant renforcées au moyen d'inclusions métalliques rigides : 800 tubes d'acier creux de 25 à 30 m de longueur (diamètre de 2 m), régulièrement espacés de 7 m et enfoncés (battus) à l'emplacement des futures piles de 227,20 m de haut. Ces dernières (au nombre de quatre) sont constituées d'une assise énorme de 90 m de diamètre - soit la longueur d'un terrain de football - et 13 m de hauteur, - sans doute les appuis les plus gros jamais réalisés pour un pont. Ces derniers sont formés d'une dalle (radier) de 1,10 m d'épaisseur sur laquelle sont coulés, autour d'un noyau central, 32 voiles rayonnants de raidissement. Ces "pattes d'éléphant" géantes ont été préfabriquées deux par deux, dans une cale sèche ensuite mise en eau, puis remorquées vers un site plus profond sur lequel se poursuit l'élévation en flottaison, selon des techniques offshore. Une fois atteinte la hauteur de 60 m au-dessus du niveau de la mer, les piles sont remorquées jusqu'à leur position définitive, puis échouées avec une précision drastique, le centre devant s'inscrire dans un cercle de 20 cm de diamètre ! Leur construction s'achève par la réalisation des quatre jambes inclinées, en béton armé, au sommet desquelles s'insère la tête métallique de 35 m de hauteur où viennent s'intégrer les ancrages des haubans disposés en nappes centrales. Détail pratique : ces têtes cyclopéennes, pesant chacune 400 t, ont été montées en seulement deux opérations « afin de limiter au maximum les interventions de soudage », explique Gilles de Maublanc. D'où la nécessité de mettre en oeuvre des moyens de levage maritimes musclés, les deux éléments étant positionnés au moyen d'une barge portuaire - ayant fait le voyage depuis les Pays-Bas - équipée d'une grue spectaculaire capable de lever 220 t à 175 m de hauteur ! Quant aux ancrages des haubans, « ils sont équipés de dispositifs spéciaux qui limitent les risques de déformations plastiques locales », explique Jérôme Stubler, le directeur technique de Freyssinet. Ces systèmes fusibles, qui en configuration normale dissipent les efforts de vibrations courants - induits notamment par le vent -, autorisent une amplitude de mouvement plus importante tout en restant dans les limites élastiques de l'acier des torons.

L'OUVRAGE

- Longueur totale 2 883 m - Viaduc multihaubané 2 252 m - Hauteur totale pile-pylône 227,20 m dont 65 m sous l'eau - Diamètre des embases 90 m - Coût : 771 millions d'euros dont 628 pour les travaux - Nombre de haubans 368 unités (8 x 23 paires)

Des accélérations de 100 g pour tester les fondations

- « La qualité médiocre des terrains et les contraintes sismiques à prendre en compte nous ont obligés à mettre au point, pour les piles du pont, une technique de fondation innovante », explique Alain Pecker, PDG de Géodynamique et Structure. L'absence de rochers sains à moins de 500 m excluait toute possibilité d'ancrage, donc d'exécution de pieux. Résister au cisaillement La construction de caissons préfabriqués enfoncés par havage était également impossible, « le fond marin recelant une couche de graviers de quelques centimètres d'épaisseur que nous n'étions pas certains de pouvoir franchir ». À une telle profondeur, « le compactage dynamique ou le recours à des colonnes ballastées était inenvisageable ». Quant à la solution de substitution de terrains sur une vingtaine de mètres, elle aurait tout bonnement obligé, en raison des pentes de terrain, à draguer tout le détroit sans parler des problèmes de recyclage des matériaux ! L'idée était donc d'augmenter la résistance du sol au cisaillement et de travailler en frottement au moyen d'un bon coefficient de friction, et ce en le clouant au moyen d'inclusions métalliques afin, qu'en cas de séisme, le glissement demeure prépondérant par rapport aux forces de soulèvement qui auraient tendance à faire basculer les piles. Les difficultés à modéliser l'interaction fondation-sol ont nécessité des essais préalables dans la centrifugeuse du LCPC (Laboratoire central des Ponts et Chaussées) de Nantes, les maquettes au 1/100 étant soumises à une gravité artificielle de 100 g !

DES AMORTISSEURS GÉANTS DE 5 MÉGAJOULES

- Le tablier continu du pont est entièrement suspendu sur toute sa longueur, un système de bracons fusibles en acier, situés au niveau des piles, assurant la tenue transversale sous conditions normales et vent extrême. En cas de séisme exceptionnel (un tous les 2 000 ans...), ces jambes métalliques remplaçables cèdent par plasticité en libérant ainsi le tablier qui se métamorphose alors en une véritable balancelle de 2 252 m. Dans cette configuration, les mouvements d'oscillation sont limités par l'intermédiaire d'amortisseurs géants (quatre par pylône) de 12 m de longueur et 1 m de diamètre - mis au point par Freyssinet et l'entreprise italienne FIP. Chacun d'eux autorise une course de 2,46 m d'amplitude en étant capable de dissiper une énergie atteignant 5 mégajoules, soit, au total, pour l'ensemble du pont, une puissance correspondant au dixième de la production d'une centrale nucléaire de 120 MW ! « Ces structures sont de type hydraulique, explique Jérôme Stubler, directeur technique de Freyssinet, car des dispositifs élastoplastiques classiques, comme ceux que nous avons installés pour le pont sur le Tage (Lisbonne), étaient inenvisageables. » Ils auraient tout bonnement conduit à accoucher de véritables monstres sur le plan dimensionnel. Côté conception, aucun banc n'étant suffisamment puissant pour pouvoir tester ces amortisseurs, « les vérifications se sont déroulées sur des maquettes, dans un laboratoire spécialisé de l'université de San Diego, aux États-Unis ».

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