Les ponts constituent un élément essentiel de tout réseau de transport. Lorsqu’ils surplombent un cours d’eau, ils sont pleinement exposés aux effets des inondations et autres glissements de terrain ; en cas de catastrophe naturelle, ces infrastructures sont souvent les premières touchées. En règle générale, leur réparation demande des semaines, voire des mois de travail. Au-delà de ces dégâts matériels onéreux, les perturbations engendrées sur le plan de la mobilité affectent plus largement la productivité économique et la capacité de la population à accéder à des services essentiels. Avec le changement climatique, les pluies se feront plus intenses et plus fréquentes dans certaines régions, et les ponts seront soumis à des risques croissants : la hausse des précipitations fera grossir les cours d’eau, qui occasionneront davantage de dégâts sur les ponts, en particulier ceux conçus pour résister à des tempêtes de moindre intensité.
La culée est la partie d’un pont située à chacune de ses extrémités et qui soutient le poids du tablier. Lorsque le chenal principal est obstrué par des débris, l’eau peut s’infiltrer sur les côtés de l’édifice, où elle rencontre moins de résistance. Elle risque alors d’endommager les culées, qui sont souvent les premières parties du pont à céder.
Généralement, la construction d’un pont nécessite l’installation de piles pour les fondations des culées. Lent et coûteux, ce procédé requiert des matériaux, des équipements et des compétences spécialisés.
Il existe néanmoins une autre solution, qui semble prometteuse : les culées en terre renforcée par armatures géosynthétiques (ou GRS, pour Geosynthetic Reinforced Soil). Cette technique permet de construire rapidement des culées résistantes en utilisant des matériaux disponibles localement et sans équipement spécialisé. Avec la GRS, la construction d’un pont peut s’effectuer en cinq jours seulement (a) (Von Handorf, 2013) pour un coût 30 à 50 % inférieur aux méthodes conventionnelles (Tonkin et Taylor, 2016).
Les culées GRS sont conçues à partir de « géogrilles », des treillis haute densité composés de polyéthylène (plastique). En associant des couches de terre et des géogrilles, on crée des fondations robustes qui supportent le tablier du pont. La construction peut être réalisée à l’aide d’engins de terrassement et de compactage de base, et divers matériaux de remblayage disponibles sur place, choisis selon les recommandations des spécialistes en géotechnique.
Cette vidéo illustre parfaitement la façon dont les géogrilles peuvent largement améliorer la résistance d’un sol. En les plaçant entre deux couches de terre soigneusement compactée, ce système de renforcement permet de développer les propriétés du sol, au point qu’il supportera le poids du tablier d’un pont.
Grâce à cette technique, les culées sont construites rapidement, pour un coût significativement inférieur, sans entretien du joint de chaussée. Autre avantage : ce système présente une résistance plus élevée aux risques sismiques. Comme pour tout type de soutènement, la protection contre l’érosion par l’eau revêt ici une importance critique, mais avec un système bien pensé (comme une couche de roches), une culée GRS offrira autant de résistance dans ces conditions qu’une structure à piles.
Dernièrement, des experts de la Banque mondiale en transports et en gestion du risque de catastrophe ont évalué la possibilité de recourir à la technologie de ponts GRS au Sri Lanka, où plus de 50 % des édifices montrent des signes de détérioration significatifs. J’ai constaté avec eux que le granulat local convenait parfaitement comme matériau de remblayage pour les culées GRS, car il est économique, disponible et présente peu de risques. Notre équipe a réalisé plusieurs études de conceptualisation pour un échantillon de quatre ponts et conclu que la technique GRS pourrait réduire les coûts de 30 à 50 %, tout en raccourcissant les délais de construction et en améliorant la résistance (Tonkin and Taylor, 2016). Une demande de financement a été déposée pour piloter ces constructions.
Alors que cette technologie apparaît clairement prometteuse au Sri Lanka, de nombreux autres pays pourraient en faire bon usage et en tirer profit de la même manière. Je ne peux qu’encourager les gouvernements, les donateurs et les ingénieurs à prendre sérieusement en considération l’emploi de culées GRS pour la construction ou le remplacement d’un pont.
Les ponts constituent des liens essentiels dans tout réseau de transport, et la solution GRS, robuste et efficace, peut protéger et rétablir la mobilité des populations. Les culées GRS sont un exemple encourageant de technologie alliant efficacité et coût réduit. Elles démontrent que les innovations techniques, qui s’affranchissent des cadres de réflexion classiques, peuvent largement contribuer à protéger les infrastructures et les activités économiques contre les effets dévastateurs du changement climatique.
La récente étude de la Banque mondiale sur l’utilisation de culées GRS au Sri Lanka a été menée grâce à l’appui de la Facilité mondiale pour la prévention des risques de catastrophes et le relèvement GFDRR) (a).
Sources :
- Tonkin et Taylor (2016), Design and construction of geosynthetic reinforced soils in bridge abutments in Sri Lanka, Banque mondiale
- Von Handorf, C. (9 avril 2013), GRS-IBS: The 5 day wonder, Precast Solutions, NPCA
