Les ponts

Invitation pédagogique par Charles Sol

Vous avez sans doute emprunté un pont aujourd’hui.
Cherchez bien…

Était-ce un pont poutre ? Un pont en arc ? Un pont suspendu ? Ce pont n’a pas toujours existé. Comment faisaient les gens avant sa construction ?

D’ailleurs, savez-vous qu’il y a un pont dans le tableau de la Joconde ? Ce dossier interactif d’eduMedia a pour objectif d’ouvrir vos yeux d’enfant sur ces ouvrages d’art si discrets. Un pont est une invitation au voyage dans l’espace, mais aussi dans le temps.

Bon voyage !

Avant les ponts nous devions quand même franchir des obstacles et traverser des cours d’eau. Comment faisions-nous ?

Pour traverser une vallée, pas d’autres choix que de descendre dans la vallée puis de la remonter.
Une zone peu profonde d’un cours d’eau, ou une marée basse permet de franchir “à gué”.
Un tronc d’arbre effondré ou un barrage de castor peuvent permettre de traverser à pied sec.
Dans les contrées aux hivers rudes, comme au Canada, les rivières gelées constituent des « ponts de glace » naturels.
Le radeau fut sans nul doute la première embarcation humaine.
Les premiers ponts n’existent plus aujourd’hui. Ce furent des passerelles en lianes ou des structures en bois, qui ne pouvaient pas résister longtemps aux crues et aux intempéries.

Et les romains inventèrent la voûte.

Les structures en arcs révolutionnent l’architecture. C’est une prouesse technologique qu’il faut attribuer aux architectes de la Rome antique.

Le pont Aemilius à Rome est le plus ancien pont en arc connu. Il est certes très abîmé mais comment pourrait-il en être autrement quand on sait qu’il fut construit en 240 avant J-C. Le pont du Gard ou le grand Colisée, sont encore debout alors qu’ils approchent les 2000 ans. Pouvons nous être certain que le Golden Gate ou le viaduc de Millau seront debout en l’an 4000 ?

La technique de construction d’une voûte repose toujours sur le même principe : Il faut aligner avec précision des pierres parfaitement taillées (les voussoirs) sur une structure provisoire (un cintre). Entraînez-vous avec cette animation.

La largeur d’une voûte (son ouverture) ne dépasse pas la vingtaine de mètres. Pour traverser un large fleuve, il faut multiplier les voûtes. Cela impose de construire des piles au fond de l’eau. Comment les anciens réalisaient-ils une telle maçonnerie sans grues ?

Cette animation décrit comment les 17 arches du pont de pierre à Bordeaux furent construites au XIXe siècle sous le règne de Napoléon (le nombre 17 correspond d’ailleurs aux 17 lettres de NAPOLÉON BONAPARTE).

Fonctionnement général

Tous les ponts reposent sur le même principe physique : reporter vers les bords (où se trouvent les piles ou les culées), les efforts supportés par la travée centrale.

Cette animation illustre de façon originale comment ces efforts sont distribués vers les bords par l’entremise de poutres, de haubans ou d’un câble porteur.

De nos jours

Après plus de 2000 ans de constructions en pierres et en bois, la révolution industrielle apporte de nouveaux matériaux. L’Iron bridge (1780 - Angleterre) est le premier pont en métal. Il reprend la forme de l’arc mais il est en fonte.

Avec l’acier, de nouvelles formes sont possibles. Le pont Alexandre III (1900 - Paris) reprend lui aussi la forme d’un arc mais l’acier permet d’aplatir cet arc tout en résistant aux énormes forces de compression. Des poutres en acier assemblées en triangle forment une structure en treillis qui limite les déformations. Le pont de Québec (1916 – acier) est un pont de type cantilever qui témoigne de cette utilisation de treillis. Le béton armé permet aux ingénieurs de faire plus grand, plus léger et plus robuste. Le Golden Gate (1937 – béton, acier) est un pont suspendu de 2737 m de long. Le pont de Sydney (1932 - acier) est le plus grand pont en arc avec travée suspendue.

Cette courte vidéo résume en 2 minutes les 2000 ans d’histoire que nous venons de traverser au pas de course.

Ouvrage d’art ou œuvre d’art ?

Au même titre que les grandes pyramides ou la conquête spatiale, la construction des ponts témoigne du génie humain. Un génie qui est autant technologique qu’esthétique. Les grands ponts sont ainsi qualifiés d’ouvrages d’art. Leur beauté géométrique fut d’ailleurs une source d’inspiration pour de nombreux artistes.

Cliquez sur les vignettes pour découvrir certaines de ces œuvres.

Pont de Westminster,
Canaletto (1747)
Hodogaya,
Hiroshige (1833)
Sous le pont de Hampton Court,
Alfred Sisley (1874)
Pont de l’Europe,
Caillebotte (1876)
Le pont de l’Anglois,
Van Gogh (1888)
Nymphéas,
Claude Monet (1899)
Charing Cross Bridge,
Claude Monet (1903)
Queensborough Bridge,
Edward Hopper (1913)
Le Pont de glace à Québec,
Clarence Gagnon (1920)
Pont près de Wiesen,
Ernst Ludwig Kirchner (1926)

Glossaire

Acier : Alliage métallique constitué de fer (>98%) et de carbone (<2%).

Béton : Mélange de sables (graviers), ciment ou argile, eau et autres matériaux. La pâte obtenue peut être moulée ou coulée sur le chantier avant de se solidifier.
Béton armé : Béton renforcé avec un maillage de barres métalliques.

Aqueduc : Du latin aquae ductus (conduite d’eau). Peut caractériser toute canalisation d’eau. Le pont du Gard, construit par les romains au 1er siècle après J.-C. est la structure monumentale qui supporte l’aqueduc qui alimentait Nemausus (Nîmes) en eau potable.

Cantilever : Type de pont dont une partie est maintenue en porte-à-faux. Le pont de Québec, dont la travée centrale est soutenue par les deux consoles latérales, est un exemple de pont Cantilever.

Cintre : Structure temporaire qui permet de construire la voûte. Le cintre est supprimé en fin d’ouvrage.

Clé de voûte : Pierre taillée située au sommet de la voûte assurant sa cohésion.

Culée : Maçonnerie située à l’extrémité (sur la rive) destinée à supporter les forces de compression provenant du tablier (pont poutre) ou de la voûte (pont en arc).

Haubans : câbles en acier permettant de maintenir en place une poutre.

Pile : Piliers qui soutiennent le tablier du pont.

Portée : Distance entre deux piles ou entre une culée et la première pile.

Tablier : Partie quasiment plane du pont qui supporte le trafic.

Travée : Partie du pont située entre deux points d’appui (piles, culées). Un pont peut donc avoir plusieurs travées.

Treillis : Assemblage en triangle de poutres. Une structure en treillis permet de répartir les efforts dans toutes les directions d’une poutre à l’autre, afin de minimiser les déformations.

Voussoirs : Nom des pierres taillées qui forment un ouvrage en voûte de maçonnerie.

Voûte : Ouvrage architectural en forme d’arc.

“Les hommes construisent trop de murs et pas assez de ponts.”
Isaac Newton