Viaduc de la Waschmühl

Définition de la mission

Dans le cadre de l'élargissement à six voies de l'autoroute BAB A6 Mannheim-Saarbrücken, le pont Waschmühltal, classé monument historique, doit être remis en état et élargi. Pour cela, il fallait construire un nouvel ouvrage à côté du pont historique en arc de grès.

Le pont de la vallée de Waschmühl, construit entre 1935 et 1937 avec le concours de l'architecte Paul Bonatz, est considéré comme une synthèse réussie entre l'ingénierie, l'architecture et l'aménagement du paysage et a été inscrit sur la liste des monuments historiques en 1984.

En raison de la situation particulière et de l'importance conceptuelle du pont autoroutier conçu par Paul Bonatz, un concours sur invitation a été organisé. Le jury s'est prononcé comme suit sur le projet gagnant &ndash ; une poutre continue surplombant le pont:

„Le projet se démarque clairement du pont en arc historique existant par sa forme et sa construction. Mais il reprend en même temps la structure de l'ouvrage existant et souligne son rythme et sa conception. Le nombre réduit de piliers et la superstructure élancée grâce à l'enjambement permettent une vue largement dégagée sur l'ouvrage existant. D'une part, l'adaptation à l'ouvrage existant est remarquablement réussie, d'autre part, le nouvel ouvrage représente une construction autonome marquante de conception moderne.“

Description de la construction et choix des matériaux

Au centre du processus de conception ayant abouti à ce résultat se trouvait la confrontation avec le pont existant de la vallée de Waschmühl, dans l'optique première d'un traitement approprié de l'ouvrage existant et du respect de la qualité et de la conception du pont de Paul Bonatz. L'objectif principal était de créer un ouvrage d'art ayant sa propre identité, qui s'intègre dans l'espace paysager et qui constitue le pendant approprié du monument historique Waschmühltal. Pour ce faire, les principes de conception et de construction suivants ont été appliqués:

• Construction semi-intégrale :
  • absence d'appuis (à l'exception des zones de culées)
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  • Liaison rigide en flexion entre les piliers en béton armé et la superstructure (mixte) en acier
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  • Des systèmes de cadres résistants à la flexion dans le sens longitudinal et transversal qui permettent de réaliser des piliers extrêmement minces (réduction de la longueur de flambement)
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• Poutre continue surplombée :
  • Système statique de la poutre continue voûtée sur quatre travées
    (44,90 m &ndash ; 68,10 m &ndash ; 68,10 m &ndash ; 45,55 m)
  • Résolution de la voûte au moyen de pylônes en acier et d'éléments de traction en acier comme surtension
• Superstructure en forme de caisson :
  • Deux poutres de renfort sous forme de caissons creux soudés de manière étanche et de traverses espacées de 3,25 m
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  • Dalle de roulement en béton coulé sur place de 35 cm d'épaisseur
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  • Effet de liaison uniquement dans le sens transversal
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• Mise en œuvre et assemblage adaptés au matériau
  • Eléments de traction fortement sollicités (surtension) sous forme de faisceaux de torons parallèles à haute résistance
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  • Grille de poutres en acier de construction-soudé
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  • Réalisation d'un angle de cadre résistant à la flexion via des éléments de construction en acier avec goujon à tête et goujon en béton
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• Lecture
  • Mât avec raidisseurs placés vers l'extérieur &ndash ; transparence et visibilité
  • Séparation des matériaux entre les poteaux (béton) et la superstructure des longerons (acier) &ndash ; le fonctionnement de la poutre continue apparaît clairement
  • La faible inclinaison des „câbles&ldquo ; &ndash ; démarque la poutre enjambée du type de structure haubanée
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  • Faisceau de torons parallèles avec ancres fixes en haut du pylône et ancres de tension en bas de la superstructure (visibles) - pertinence de la suspension
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  • Vue de dessous du pont principalement marquée par la grille de poutres &ndash ; effet architectonique élégant
  • Piliers en vue avec tirage vers le bas &ndash ; analogue aux piliers du pont en arc
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La fabrication a été réalisée de manière conventionnelle par montage à la grue. Après la fabrication du tablier, les câbles torsadés ont été introduits et tendus à la force de précontrainte nécessaire (réglage du système par fabrication à commande d'effort).

Une performance d'ingénierie particulière

A une époque où les ressources se raréfient, les questions relatives à la durabilité des ouvrages prennent de plus en plus d'importance. Le tablier n'agit en adhérence que dans le sens transversal et peut donc être remplacé sans mesures supplémentaires ni risques. Un renforcement ultérieur de la structure en acier au moyen d'éclisses est possible sans problème. La formation des câbles de haubanage a été réalisée avec des ancrages plus grands, de sorte que des torons supplémentaires pourraient être installés si nécessaire. Dans la zone des angles du cadre résistants à la flexion, il existe également un potentiel de renforcement via une approche des chevilles en béton possible en temps voulu. Le facteur décisif pour assurer la longévité du pont reste cependant la construction sans appuis. Les ponts intégraux se caractérisent par un haut degré de robustesse (durabilité, entretien, sécurité structurale, redondance) et ouvrent en outre de nouvelles possibilités en termes de conception et de design.

En résumé, on peut retenir que la construction du nouveau pont de la vallée de Waschmühl est une solution de conception qui a recherché une confrontation d'égal à égal avec le monument historique existant.

La symbiose harmonieuse n'a pas été obtenue par la voie d'une subordination, mais plutôt dans le sens d'une attitude intérieure commune qui s'engage à respecter la culture architecturale. Malgré toutes les différences dans la conception et la forme de la structure porteuse, il en résulte un haut degré d'harmonie complémentaire.

Le nouveau pont constitue un pendant clair et convaincant à l'ouvrage existant, ce qui est évident à bien des égards :

• Le nouveau pont a été conçu en forme de barre, ce qui lui donne un aspect léger et filigrane. Il correspond ainsi au principe de construction du pont Waschmühltal de Paul Bonatz, qui avait créé une construction légère et filigrane pour un pont en arc.
• A un arc sollicité en compression, dont la structure porteuse se trouve sous le tablier, s'oppose une construction sollicitée en traction, dont la structure porteuse a été placée au-dessus du tablier.
• Des matériaux différents ont également été choisis en fonction des différents principes porteurs. La construction sollicitée en compression a été réalisée à l'époque en utilisant du béton damé et des blocs de grès, tandis que la construction sollicitée en traction utilise des éléments de traction très résistants.
• Le pont Waschmühltal existant est un ouvrage qui s'intègre dans le paysage, mais qui l'occupe aussi clairement. Le nouveau pont représente un net contraste dans la mesure où il laisse délibérément la vallée libre.

Rapport explicatif de Leonhardt, Andrä und Partner Beratende Ingenieure VBI AG pour la soumission au Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis 2015.