D’une longueur de 67 mètres, la passerelle pèse environ 160 tonnes, dont 130 tonnes d’acier. La charpente du tube est une résille complexe de géométrie variable retranscrivant l’intensité des efforts dans l’ouvrage.

Le communiqué de presse réalisé conjointement entre BTuA (Bernard Tschumi urbanistes Architectes) et HDA | Hugh Dutton Associés est téléchargeable ici. Toutes les photos de la passerelle, depuis la fabrication en usine jusqu’à la réception de l’ouvrage, sont également disponibles sur flickr.

You can find an English report about this footbridge here.

Voici un post pour essayer de retranscrire l’expérience que nous avons vécue sur le chantier lors des opérations de pose et de montage de la passerelle de La Roche sur Yon au-dessus des voies de chemin de fer, pendant deux nuits et deux jours, dont nous avions déjà dit ici. Cette opération venait finaliser un projet dont la conception architecturale (groupement Hugh Dutton Associés – Bernard Tschumi urbanistes Architectes), les études d’ingénierie (HDA) et la fabrication (Renaudat Centre Constructions) se sont déroulées sur plus de deux ans à partir de la phase de consultation des entreprises. Quelques travaux secondaires liés à l’habillage de la passerelle ou aux reprises éventuelles, ainsi que des épreuves de charge validant les calculs sur le comportement global de l’ouvrage restent encore à faire.

De par sa conception, l’ouvrage possède un comportement très particulier. En effet, la forme finale de la passerelle ainsi que le choix des sections de la résille sont issus d’un processus itératif d’optimisation globale sur l’ouvrage sollicité dans sa position finale. C’est pour cette raison que, comme nous l’avons expliqué dans un précédent post, la conception de l’ouvrage est le reflet direct de son comportement. Par le processus d’optimisation, la variation de l’espacement des cerces sur la longueur a été définie au moyen d’une fonction inverse liée au calcul de l’effort de cisaillement que subirait une poutre continue sur 3 appuis sous l’effet de son poids propre. Le choix des sections a été quant à lui défini à partir des variations du moment fléchissant sur la longueur de cette même poutre : sur le tube de la passerelle, les zones subissant des efforts de traction sont constituées de ronds pleins ; les zones comprimées sont composées de profils en T ou en H. Selon l’intensité de l’effort, l’aire de la section varie.

Détermination de l’espacement des diaphragmes selon la variation de l’effort tranchant

Partie du modèle de calcul montrant la variation des profilés utilisés (logiciel Straus 7)

Pour des problèmes de fabrication, de transport et de pose la passerelle a été réalisée en 5 tronçons. Pour la pose et le montage final sur site, 3 tronçons ont été assemblés par boulonnage d’un côté des voies de chemin de fer, les 2 autres ont été assemblés de la même manière de l’autre côté. Ce découpage de l’ouvrage a nécessité des études très importantes sur les phases provisoires (tronçon seul sur 2 appuis, tronçons pré-assemblés, levage des tronçons avec la grue…) car chacune des phases correspond à un schéma statique de l’ouvrage différent, avec une répartition des efforts internes variant. Comme l’ouvrage a été optimisé à partir d’un schéma statique basé sur le comportement final de l’ouvrage (tube continu sur ses 3 appuis), les phases provisoires ont représentées des situations à risque important. En effet, des barres internes, initialement dimensionnées pour reprendre des efforts de traction (ronds pleins de 20 mm ou 40mm) se sont retrouvées parfois fortement comprimées dans les phases provisoires de pose et de levage. Ceci pouvait donc amener ces éléments, présentant un très fort élancement vis-à-vis du flambement (>300 sur certains éléments), à des situations de déformations irréversibles par plastification de certaines barres.

Ainsi, à partir des études précises de chacune des phases intermédiaires, différents systèmes de renforcement provisoires ont été placés sur la passerelle (butons pour empêcher le rapprochement excessif de certaines cerces, cavaliers constitués de profils en tube carrés pour couper les longueurs de flambement, liaisons de certaines croix). Ces éléments temporaires ont pu être retirés à la fin de la pose complète de l’ouvrage.

C’est donc avec une très grande attention que s’est déroulée la manipulation des tronçons lors du levage. Pour ne pas couper les voies du train et ne pas altérer le trafic, ces opérations ont du être programmées de nuit (nuits du 30/11 au 1/12 et du 1/12 au 2/12). La nuit du 2/12 au 3/12 a été prévue comme sécurité si des imprévus se produisaient.

Lors de la première nuit, le planning prévoyait de poser les tronçons 123 pré-assemblés sur les poteaux d’une des extrémités, ainsi que sur les poteaux de l’appui intermédiaire. Dans un premier temps, les tronçons 123, trop éloignés de la grue de principale de 800T, ont été rapprochés de celle-ci. Une seconde grue de capacité plus faible a été associée à la première pour ce « saut de puce ». Les poteaux de l’extrémité de la passerelle ont ensuite été assemblés au sol sur le tronçon 1 avec leurs axes d’articulation. Après un essai de levage, les déformations des tronçons 123 sous leur poids propre ont été mesurées pour vérifier la conformité des calculs. Ce point d’arrêt a pu être levé par le responsable des travaux dont la signature conditionnait la suite des opérations. La grue principale seule a alors déposé ce gros colis de 107T dans sa position finale, à 6 m de hauteur sur ses 2 paires de poteaux. Les poteaux du bout de la passerelle ont été fixés dans un premier temps au niveau des chapes métalliques en attente sur les fondations, puis leur croix de contreventement latéral ont été assemblées. Les poteaux ont ensuite, de la même manière, été fixés au niveau de l’appui central. Un contreventement longitudinal provisoire a été placé entre les poteaux, assurant ainsi une stabilité de l’ensemble déjà posé. Enfin, pour clore cette première nuit, l’escalier oblique de l’extrémité au niveau du tronçon 1 a été placé et fixé au sol et à l’ouvrage en partie haute.

La journée qui a suivi a été principalement consacrée à la préparation de la grue principale pour les opérations du soir. Son démontage et remontage de l’autre côté des voies ont donc été réalisés. La journée a également été consacrée à la préparation des différentes parties devant être posées durant la nuit suivante.

Lors de la seconde nuit, l’entreprise de montage a réalisé l’aboutage des tronçons 45 d’un poids de 62T sur les tronçons 123 par boulonnage des cerces de jonction. Ces tronçons 45 ont été ensuite assemblés sur les poteaux de l’autre extrémité de la passerelle. Au préalable, un essai de levage a permis de valider les prédictions faites par les calculs et comme la nuit précédente, le responsable des travaux a signé les fiches de contrôle autorisant la suite du montage. Le planning prévoyait la pose des 2 autres escaliers, mais les quelques retards accumulés au fur et à mesure n’ont pas permis ces deux opérations.

Le lendemain et la nuit suivante l’escalier intermédiaire (sur le quai central) ainsi que l’escalier côté gare ont été installés. Ce dernier, articulé et non glissant en pied, a été conçu pour assurer la stabilité longitudinale de l’ensemble de l’ouvrage. Les contreventements provisoires ont pu être enlevés à la suite de ces opérations.

Dans les jours qui viennent, des épreuves sous charges statiques vont être réalisées afin de valider définitivement les calculs de prédiction du comportement de l’ouvrage. Cette procédure est nécessaire pour délivrer l’autorisation d’ouverture de la passerelle au public. L’ouvrage, en accord avec la norme française, sera chargé sur la totalité et alternativement sur chacune de ses travées au moyen de containers en plastique remplis d’eau, afin d’obtenir une charge répartie sur le plancher de 350 kg/m² (représentant l’effet d’une foule importante). Notons que l’ouvrage a été dimensionné à partir d’une charge statique de 500 kg/m² (foule très dense). Après les épreuves statiques, des essais permettant des mesures dynamiques des vibrations de l’ouvrage sollicité par l’effet de la marche d’un piéton seront effectuées.

La réception et l’ouverture de la passerelle au public se dérouleront fin janvier, début février.

English text here.

Finalement, après beaucoup d’attente, la passerelle de La Roche sur Yon dont nous avions dejà parlé se lève sur les voies ferrés entre lundi 30 novembre et aujourd’hui. Voilà alors un petit post pour partager des photos des opérations de montage.

Comme indiqué sur le site de la Mairie,

« A réalisation exceptionnelle, travaux exceptionnels » : ceux-ci vont se dérouler de nuit, au moyen d’une grue de 600 tonnes.
Ce n’est plus qu’une question de jours pour que les Yonnais découvrent au-dessus des voies la nouvelle passerelle.

Pierre Regnault, le Maire de la Roche sur Yon, explique sur son blog que

“ la belle “chrysalide” s’est élevée dans les airs, légère comme un “papillon”. Aussitôt les techniciens ont verrouillé les pieds porteurs avec de gros rivets (voir photos du diaporama). Puis, avec la seconde grue l’escalier qui, en plus de jouer sa fonction d’escalier, rigidifie et “tient” en quelque sorte la passerelle en équilibre sur ses pieds.”

La passerelle a été conçue par Bernard Tschumi (BTuA) et Hugh Dutton ( HDA ).

Ci-dessous, un extrait de l’émission du journal réalisé par Canal15 ou on peut respirer l’ambiance de ces nuits et ou on “rencontre” les acteurs principales de l’opération. Parmi eux, les ingénieurs Pierre et Pierluigi.

English version here.

La passerelle de La Roche sur Yon est en cours de réalisation et sa pose définitive est imminente. L’ouvrage d’une longueur totale d’environ 70 m a du être, pour des raisons de transport et de levage, conçu en 5 tronçons boulonnables les uns avec les autres. En l’état actuel des choses, l’ensemble des morceaux de l’ouvrage a été préfabriqué en atelier (soudés, peints). Ils sont aujourd’hui déposés de part et d’autre des voies de chemin de fer de La Roche sur Yon, aux abords de l’endroit où l’ouvrage sera en position finale, à environ 6 m du sol, boulonné sur ses trois paires de pieds et relié aux différents escaliers et ascenseurs. Les dernières mises au point de la procédure de pose et des essais réglementaires avant ouverture au public se déroulent actuellement.

Le programme pour l’extension de la ligne TGV vers le Sud de la France inclut la traversée de La Roche sur Yon en Vendée. La ville modernise la gare et remplace l’ancienne passerelle piétonne qui traverse les voies de chemin de fer, datant de 1890. En collaboration avec Bernard Tschumi, HDA a été co-missionné comme architecte pour la conception et le dimensionnement de la nouvelle passerelle. La ville est séparée en deux parties par les voies de chemin de fer : le centre historique, où se trouve le ‘Pentagone’ planifié et construit par Napoléon et la partie contemporaine avec ses infrastructures modernes (stade, école, quartiers résidentiels…). L’ambition de la ville n’est pas seulement de créer un lien symbolique entre les deux quartiers, mais de célébrer dans l’unité l’arrivée du TGV.

La Roche sur Yon est le lieu de naissance de Robert le Ricolais, ingénieur, architecte, poète et peintre, connu pour ses recherches théoriques sur les structures en treillis et en tenségrité au cours des années 50. Cet héritage, à la fois intellectuel et historique, a inspiré la conception de la nouvelle passerelle piétonne en essayant d’obtenir un maximum de légèreté. Durant la phase de conception, HDA a développé les concepts architecturaux dans un souci parallèle d’optimisation de la structure et de cohérence avec le site. Le design de cette résille diagonale n’est pas sans rappeler l’ancienne passerelle rivetée, démontée à ce jour.

Le concept d’optimisation de la structure, guidée par un souci de gain matière, trouve son origine dans la compréhension claire du comportement global de l’ouvrage. Au niveau des appuis de la passerelle (deux appuis aux extrémités et un central), les forces internes sont principalement des efforts de cisaillement de direction verticale, et, à mi-travée, les forces internes deviennent principalement des efforts de flexion horizontaux. La transition entre les appuis de l’ouvrage est assurée par la présence de cerces verticales qui permettent de recréer des liens assurant le transfert des efforts de cisaillement ; la variation de l’espacement de ces anneaux ayant été définie à partir de l’évolution linéaire du cisaillement dans la longueur de la passerelle. La nature des forces internes entre cerces est de plus soulignée par l’emploi de diagonales en T ou H pour la compression et en ronds pleins fins pour la tension. Le résultat architectural est l’expression des forces naturelles.

Il est intéressant de considérer que le processus d’optimisation structurelle, qui a permis de gagner plusieurs tonnes d’acier, n’est pas seulement guidé par des soucis pratiques, esthétiques et économiques, mais aussi par une problématique écologique. Depuis les analyses initiales, où l’ensemble des diagonales en acier de l’ouvrage étaient de sections identiques, jusqu’à l’obtention de l’équarrissage final, le tonnage global de la passerelle a considérablement pu être diminué grâce à des analyses itératives ayant permis notamment de remplacer les éléments en traction par des barres rondes très affinées. Associé au fait que l’acier lui-même est un matériau recyclable, l’optimisation par la méthode itérative développée, ayant généré des gains matière très importants, a fortement contribué à l’amélioration des performances de l’ouvrage en terme de qualité architecturale, mais également en termes d’impacts environnementaux.

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