Le pont d'Akashi - Oeuvre des superlatifs
Reliant la péninsule d'Awaji à Kōbe, le pont d'Akashi est à ce jour le pont suspendu le plus long du monde. Chronique d'une genèse et d'un accouchement qui se sont faits dans la douleur.
Jusqu'en 1955, une navette fluviale assurait la traversée du détroit d'Akashi, entre Awaji et Kōbe. Un drame humain allait changer la donne.
Pour franchir le détroit, le ferry Shiunmaru effectue quotidiennement la traversée, qui dure 45 minutes. Le 11 mai, le jour n'est pas encore levé (il est 6h40), et un épais brouillard gêne la visibilité, pourtant de nombreux bateaux naviguent déjà. Quelques minutes après le départ du ferry, une collision avec un autre bateau a lieu. Le bilan est lourd : 168 victimes, dont de nombreux enfants qui faisaient une sortie scolaire. Cette tragédie est le point de départ de l'érection d'une gigantesque oeuvre, qui allait mettre 43 ans à sortir de terre... ou plutôt de l'eau.
Le pont d'Akashi est sans conteste une construction magistrale, voici quelques chiffres qui en attestent. Il a nécessité plus de 30 ans de recherche, par des milliers d'ingénieurs. Sa réalisation a duré 10 ans, et mobilisé 2 millions d'ouvriers. Le projet a coûté l'équivalent de 3 milliards d'euros.
Au commencement était... la fondation
Le pont d'Akashi n'est pas le premier du genre : d'autres ponts suspendus permettent de franchir des fleuves ou des détroits. Les ingénieurs du pont japonais ont étudié ses prédécesseurs afin de s'approcher de la perfection et d'anticiper tout problème mettant en péril le pont et ses usagers.
Le pont de Brooklyn a été érigé en 1883. Il relie le quartier de Brooklyn à l'île de Manhattan et fait 457 mètres de long. Toujours aux Etats-Unis, le Golden Gate de San Francisco est le premier pont à dépasser le kilomètre de portée (1280 mètres entre les deux tours). Plus proche de nous, le pont Amber, en Grande-Bretagne, est ouvert en 1981 et s'étire sur 1410 mètres. Le pont Akashi et ses 2 km de traversée les surclasse donc. Cette différence de dimension est la première difficulté rencontrée par les ingénieurs : plus la longueur s'allonge, plus le pont devient lourd, et plus les risques sont grands de voir le pont s'affaisser ou se couper entre deux piliers. Ils partent dans l'inconnu, n'ayant aucun modèle de cette envergure sur lequel se baser.
Le total de la construction, comprenant les fondations, les pilones, le tablier et les câbles, approche les 200 000 tonnes. Pour rester droit, le pont doit supporter son propre poids, en plus du trafic. Comparativement aux autres ponts suspendus, la difficulté est encore plus grande car en plus du trafic très dense sur le détroit, les conditions climatiques exercent une pression constante sur la construction. Les fondations des autres ponts sont des cylindres remplis de béton, le poids de la matière suffisant à les maintenir sous l'eau. Mais le détroit d'Akashi est sujet à de nombreux courants violents et rapides, et la profondeur à certains endroits (110 mètres) rendent impossible l'application de ce procédé.
Les ingénieurs vont donc innover et mettre au point une technique encore jamais utilisée : les caissons vont être construits sur la terre ferme, et tractés dans l'eau. C'est chose faite en mars 1989, après dix mois d'élaboration. Les deux gigantesques caissons mesurent 70 mètres de haut, et ont un diamètre de 80 mètres.
Douze remorqueurs sont utilisés pour tirer chaque caisson de 15 000 tonnes. 38 heures seront nécessaires pour les poser à l'endroit voulu le plus précisément possible, car à cause du courant et de la marée, la marge d'erreur est infime. Ils sont posés à 60 mètres de profondeur, et leur maintien au sol se fait par remplissage d'eau (250 millions d'eau par cylindre en 8 heures). Finalement, cette première opération est une réussite : les caissons sont situés à seulement 10 centimètres de l'emplacement prévu.
Deuxième étape : pour rester fixes, les fondations doivent être en béton. Problème, elles sont déjà remplie d'eau. Si du béton ordinaire est coulé sur l'eau, la solidification n'aura pas lieu car il sera dissout, et les fondations ne seront jamais stables. C'est là le deuxième tour de force des ingénieurs, il vont devoir inventer une nouvelle sorte de béton, qui se durcit au contact de l'eau.
Deux Tour Eiffel en pleine mer
Une fois les fondations durablement installées, il faut désormais monter les deux pilônes. Chacun mesure 280 mètres de haut, presque la hauteur de la Tour Eiffel. Ils doivent être conçus pour résister à un tremblement de terre de 8,5 sur l'échelle de Richter, c'est-à-dire à la fois assez solide pour ne pas se casser, et assez flexible pour encaisser les chocs. La seule matière réunissant ces deux conditions est l'acier, mais le choix de ce matériau va faire exploser le coût du pont.
Chaque pilône est composé de 90 sections de 160 tonnes chacune, qui doivent être absolument plates. En effet, une erreur de 2 centimètres à la base d'un pilône peut, avec l'amplification du décalage, entraîner une chute des parties les plus élevées. Cette erreur de 2 centimètres et donc le maximum toléré sur l'ensemble de la hauteur d'un pilône, et le pari sera tenu. Chaque section en acier est poli au millimètre près, et 700 000 boulons assurent une solide fixation. 18 mois seront nécessaires à leur érection.
Pour s'assurer qu'ils supporteront le tablier et les câbles, d'intenses simulations sont effectuées en atelier. Les conditions climatiques sont testées sur des maquettes réduites du pont. Enfin, pour assurer de la stabilité de chaque pilône en cas de vents violents, les tests sont menés en situation réelle, avec des dizaines d'hommes se balançant ensemble à leur sommet !
Connecting pilône
Les câbles reliant les pilônes entre eux et à la terre ferme ont aussi fait l'objet d'intenses réflexions. Le câble principal, qui fait 1 mètre de diamètre, supporte 160 000 tonnes (3 fois le poids du Titanic). Nouvelle prouesse technique des ingénieurs du pont Akashi, le fil d'acier ultra-résistant est composé de 37 000 filins d'acier (un seul filin pouvant supporter trois tonnes). Au total, 300 000 kilomètres de câble seront utilisés, soit l'équivalent d'une distance de sept fois le tour de la Terre. L'innovation par rapport aux précédents ponts suspendus vient du nombre de câbles principaux utilisés : un seul de deux km de long par côté , au lieu de deux habituellement. La période de leur élaboration est très précipitée : les pilônes non reliés entre eux sont très vulnérables.
Les conditions climatiques empêchent de tirer le câble par les méthodes traditionnelles (voie maritime). C'est la voie des airs qui sera donc privilégiée. Un hélicoptère attache pour cela une corde en kevlar jusqu'au premier pilône. La manoeuvre, à 280 mètres d'altitude, est très périlleuse, notamment lorsqu'il se trouve au dessus du pilône, où les ingénieurs attachent la corde. Cette opération dure environ 10 minutes par pilône, période pendant laquelle l'hélicoptère doit lutter contre le vent pour rester stable. Au total le vol de l'appareil dure 84 minutes, c'est une réussite. A la corde ainsi déployée est raccordée une passerelle, qui permet aux ouvriers de se déplacer. Ils peuvent désormais installer le câble directeur qui soutiendra le tablier du pont. Cette étape durera 5 mois. Le câble installé est prévu pour résister aux intempéries, pendant plus de deux siècles. De chaque côté du pont, les câbles sont ancrés dans des blocs de béton de 350 000 tonnes et 40 mètres de haut (plus grand point d'ancrage du monde). Leurs fondations ont nécessité 6 mois de travail, et 232 000 m3 de béton.
Une tâche sous le tablier
Décembre 1994 : la dernière phase de la construction débute : la pose du tablier. La résistance aux forces naturelles est toujours dans les esprits des ingénieurs. Ils ont longuement étudié un autre pont qui s'est brisé après seulement 5 mois d'utilisation : le pont de Tacoma (Etats-Unis). En 1940, il fut construit pour relier les villes de Tacoma et Gig Harbor. Il n'avait pas été prévu pour résister aux vents violents, s'est mis à se balancer de gauche à droite, de plus en plus violemment. Le roulis s'est amplifié, et un effet d'accordéon s'est produit (dislocation du mouvement). Après deux heures de mauvais traitement, il s'est finalement brisé. L'expérience et les technologies récentes doivent assurer qu'une tel acte ne se reproduira pas, surtout en sachant que le détroit d'Akashi se trouve sur le passage d'un typhon. La maîtrise d'ouvrage a donc décidé de constituer la structure du tablier avec des poutrelles en triangle, forme géométrique la plus résistante et stabilisatrice. La pression exercée s'équilibre ainsi sur et sous le pont.
Les ingénieurs courent toujours contre la montre, depuis le début de la construction du pont. Jusqu'alors, les éléments ont été généreux et n'ont guère gêné l'avancement du chantier. Mais en janvier 1995 a lieu ce que tous redoutaient : Kōbe allait connaître une violent séisme, d'environ 7 de magnitude sur l'échelle de Richter, qui allait détruire 100 000 immeubles, tuer 40 000 personnes et en blesser 6 000 autres. Les voies de routières (routes, autoroutes, ponts) et ferroviaires sont alors sérieusement endommagées dans toute la région. Il s'agit du plus violent tremblement de terre au Japon depuis celui de Tokyo, en 1923, qui dévasta toute la ville.
L'attention se concentre bien sûr sur Kōbe et ses environs pendant plusieurs jours, avant que le pont ne revienne dans les esprits. A ce moment-là, on constate que la construction est toujours debout, les pilônes étant équipés d'amortisseurs et de balanciers pour résister aux secousses. Mais il était impossible de connaître l'ampleur des dégâts sous l'eau. La tension était à son comble, d'autant plus que l'épicentre du séisme n'était qu'à 4 km du pont. L'inspection sous-marine qui suivit révéla qu'une faille sous-marine s'était creusée à des dizaines de mètres de profondeur... juste entre les deux piliers. De nouveaux tests furent effectués, pour faire un état des lieux le plus fidèle possible. Un mois après le drame, les résultats sont enfin connus : les quatre fondations (deux en mer et deux sur terre) ne sont plus alignées, la pose du tablier devient impossible ! La longueur d'une extrémité à l'autre s'est allongée d'un mètre. La décision d'allonger les poutrelles est prise. Chacune devra être plus longue pour combler l'augmentation de distance, ce qui oblige les industries à toutes les refaire. En tenant compte des évaluations et de l'élaboration de nouvelles poutrelles, le chantier n'a été interrompu qu'un mois.
Le chantier reprend, les 290 sections du tablier sont posées une par une. Chacune pèse 100 tonnes, et leur surface est équivalente à un court de tennis. D'énormes grues (construites pour l'occasion) sont utilisées, elles peuvent porter jusqu'à 4 000 tonnes. Cette étape dure quinze mois, et le 18 septembre 1996 la dernière section est en place.
Travailler dur pour circuler facile
43 ans après l'accident de ferry, le Japon inaugure une oeuvre magistrale. Le 5 avril 1998, une grande fête est donnée sur le pont, des milliers de japonais se sont rassemblés pour fêter l'événement. Ce qui est une nouvelle façon de circuler pour nombre d'entre eux, est aussi une délivrance pour les habitants de la région. De 45 minutes en ferry, avec les risques qu'elle comporte, la traversée ne dure finalement que 5 minutes en voiture (route à 6 voies). Elle permet enfin aux habitants de l'île d'Awaji d'accéder aux hôpitaux et aux commerces du « continent ». Aujourd'hui 23 000 véhicules empruntent chaque jour le pont. Il est continuellement surveillé par des dizaines de caméras de surveillance et même par satellite, pour réagir rapidement en cas de catastrophe. Il n'a été fermé que trois fois en douze ans.
Jarodd
Sources :
- Reportage Superstructures — Le pont d'Akashi (Japon), série documentaire produite par Granada - Episode de 50 minutes réalisé par Jessica Bassett et coproduit par Darlow Smithson Production — 2006 - Diffusé sur France5 en mars 2007
- http://fr.wikipedia.org, consulté le 19/06/2007
Crédit images : photos de Flickr.com, sous licence Creative Commons, contrat Paternité 2.0
Image spé : http://www.flickr.com/photo_zoom.gne?id=34169641
pont_akashi_02.jpg : http://www.flickr.com/photo_zoom.gne?id=294192479
pont_akashi_03.jpg : http://www.flickr.com/photo_zoom.gne?id=294192690
Pour franchir le détroit, le ferry Shiunmaru effectue quotidiennement la traversée, qui dure 45 minutes. Le 11 mai, le jour n'est pas encore levé (il est 6h40), et un épais brouillard gêne la visibilité, pourtant de nombreux bateaux naviguent déjà. Quelques minutes après le départ du ferry, une collision avec un autre bateau a lieu. Le bilan est lourd : 168 victimes, dont de nombreux enfants qui faisaient une sortie scolaire. Cette tragédie est le point de départ de l'érection d'une gigantesque oeuvre, qui allait mettre 43 ans à sortir de terre... ou plutôt de l'eau.
Le pont d'Akashi est sans conteste une construction magistrale, voici quelques chiffres qui en attestent. Il a nécessité plus de 30 ans de recherche, par des milliers d'ingénieurs. Sa réalisation a duré 10 ans, et mobilisé 2 millions d'ouvriers. Le projet a coûté l'équivalent de 3 milliards d'euros.
Au commencement était... la fondation
Le pont d'Akashi n'est pas le premier du genre : d'autres ponts suspendus permettent de franchir des fleuves ou des détroits. Les ingénieurs du pont japonais ont étudié ses prédécesseurs afin de s'approcher de la perfection et d'anticiper tout problème mettant en péril le pont et ses usagers.
Le pont de Brooklyn a été érigé en 1883. Il relie le quartier de Brooklyn à l'île de Manhattan et fait 457 mètres de long. Toujours aux Etats-Unis, le Golden Gate de San Francisco est le premier pont à dépasser le kilomètre de portée (1280 mètres entre les deux tours). Plus proche de nous, le pont Amber, en Grande-Bretagne, est ouvert en 1981 et s'étire sur 1410 mètres. Le pont Akashi et ses 2 km de traversée les surclasse donc. Cette différence de dimension est la première difficulté rencontrée par les ingénieurs : plus la longueur s'allonge, plus le pont devient lourd, et plus les risques sont grands de voir le pont s'affaisser ou se couper entre deux piliers. Ils partent dans l'inconnu, n'ayant aucun modèle de cette envergure sur lequel se baser.
Le total de la construction, comprenant les fondations, les pilones, le tablier et les câbles, approche les 200 000 tonnes. Pour rester droit, le pont doit supporter son propre poids, en plus du trafic. Comparativement aux autres ponts suspendus, la difficulté est encore plus grande car en plus du trafic très dense sur le détroit, les conditions climatiques exercent une pression constante sur la construction. Les fondations des autres ponts sont des cylindres remplis de béton, le poids de la matière suffisant à les maintenir sous l'eau. Mais le détroit d'Akashi est sujet à de nombreux courants violents et rapides, et la profondeur à certains endroits (110 mètres) rendent impossible l'application de ce procédé.
Les ingénieurs vont donc innover et mettre au point une technique encore jamais utilisée : les caissons vont être construits sur la terre ferme, et tractés dans l'eau. C'est chose faite en mars 1989, après dix mois d'élaboration. Les deux gigantesques caissons mesurent 70 mètres de haut, et ont un diamètre de 80 mètres.
Douze remorqueurs sont utilisés pour tirer chaque caisson de 15 000 tonnes. 38 heures seront nécessaires pour les poser à l'endroit voulu le plus précisément possible, car à cause du courant et de la marée, la marge d'erreur est infime. Ils sont posés à 60 mètres de profondeur, et leur maintien au sol se fait par remplissage d'eau (250 millions d'eau par cylindre en 8 heures). Finalement, cette première opération est une réussite : les caissons sont situés à seulement 10 centimètres de l'emplacement prévu.
Deuxième étape : pour rester fixes, les fondations doivent être en béton. Problème, elles sont déjà remplie d'eau. Si du béton ordinaire est coulé sur l'eau, la solidification n'aura pas lieu car il sera dissout, et les fondations ne seront jamais stables. C'est là le deuxième tour de force des ingénieurs, il vont devoir inventer une nouvelle sorte de béton, qui se durcit au contact de l'eau.
Deux Tour Eiffel en pleine mer
Une fois les fondations durablement installées, il faut désormais monter les deux pilônes. Chacun mesure 280 mètres de haut, presque la hauteur de la Tour Eiffel. Ils doivent être conçus pour résister à un tremblement de terre de 8,5 sur l'échelle de Richter, c'est-à-dire à la fois assez solide pour ne pas se casser, et assez flexible pour encaisser les chocs. La seule matière réunissant ces deux conditions est l'acier, mais le choix de ce matériau va faire exploser le coût du pont.
Chaque pilône est composé de 90 sections de 160 tonnes chacune, qui doivent être absolument plates. En effet, une erreur de 2 centimètres à la base d'un pilône peut, avec l'amplification du décalage, entraîner une chute des parties les plus élevées. Cette erreur de 2 centimètres et donc le maximum toléré sur l'ensemble de la hauteur d'un pilône, et le pari sera tenu. Chaque section en acier est poli au millimètre près, et 700 000 boulons assurent une solide fixation. 18 mois seront nécessaires à leur érection.
Pour s'assurer qu'ils supporteront le tablier et les câbles, d'intenses simulations sont effectuées en atelier. Les conditions climatiques sont testées sur des maquettes réduites du pont. Enfin, pour assurer de la stabilité de chaque pilône en cas de vents violents, les tests sont menés en situation réelle, avec des dizaines d'hommes se balançant ensemble à leur sommet !
Connecting pilône
Les câbles reliant les pilônes entre eux et à la terre ferme ont aussi fait l'objet d'intenses réflexions. Le câble principal, qui fait 1 mètre de diamètre, supporte 160 000 tonnes (3 fois le poids du Titanic). Nouvelle prouesse technique des ingénieurs du pont Akashi, le fil d'acier ultra-résistant est composé de 37 000 filins d'acier (un seul filin pouvant supporter trois tonnes). Au total, 300 000 kilomètres de câble seront utilisés, soit l'équivalent d'une distance de sept fois le tour de la Terre. L'innovation par rapport aux précédents ponts suspendus vient du nombre de câbles principaux utilisés : un seul de deux km de long par côté , au lieu de deux habituellement. La période de leur élaboration est très précipitée : les pilônes non reliés entre eux sont très vulnérables.
Les conditions climatiques empêchent de tirer le câble par les méthodes traditionnelles (voie maritime). C'est la voie des airs qui sera donc privilégiée. Un hélicoptère attache pour cela une corde en kevlar jusqu'au premier pilône. La manoeuvre, à 280 mètres d'altitude, est très périlleuse, notamment lorsqu'il se trouve au dessus du pilône, où les ingénieurs attachent la corde. Cette opération dure environ 10 minutes par pilône, période pendant laquelle l'hélicoptère doit lutter contre le vent pour rester stable. Au total le vol de l'appareil dure 84 minutes, c'est une réussite. A la corde ainsi déployée est raccordée une passerelle, qui permet aux ouvriers de se déplacer. Ils peuvent désormais installer le câble directeur qui soutiendra le tablier du pont. Cette étape durera 5 mois. Le câble installé est prévu pour résister aux intempéries, pendant plus de deux siècles. De chaque côté du pont, les câbles sont ancrés dans des blocs de béton de 350 000 tonnes et 40 mètres de haut (plus grand point d'ancrage du monde). Leurs fondations ont nécessité 6 mois de travail, et 232 000 m3 de béton.
Une tâche sous le tablier
Décembre 1994 : la dernière phase de la construction débute : la pose du tablier. La résistance aux forces naturelles est toujours dans les esprits des ingénieurs. Ils ont longuement étudié un autre pont qui s'est brisé après seulement 5 mois d'utilisation : le pont de Tacoma (Etats-Unis). En 1940, il fut construit pour relier les villes de Tacoma et Gig Harbor. Il n'avait pas été prévu pour résister aux vents violents, s'est mis à se balancer de gauche à droite, de plus en plus violemment. Le roulis s'est amplifié, et un effet d'accordéon s'est produit (dislocation du mouvement). Après deux heures de mauvais traitement, il s'est finalement brisé. L'expérience et les technologies récentes doivent assurer qu'une tel acte ne se reproduira pas, surtout en sachant que le détroit d'Akashi se trouve sur le passage d'un typhon. La maîtrise d'ouvrage a donc décidé de constituer la structure du tablier avec des poutrelles en triangle, forme géométrique la plus résistante et stabilisatrice. La pression exercée s'équilibre ainsi sur et sous le pont.
Les ingénieurs courent toujours contre la montre, depuis le début de la construction du pont. Jusqu'alors, les éléments ont été généreux et n'ont guère gêné l'avancement du chantier. Mais en janvier 1995 a lieu ce que tous redoutaient : Kōbe allait connaître une violent séisme, d'environ 7 de magnitude sur l'échelle de Richter, qui allait détruire 100 000 immeubles, tuer 40 000 personnes et en blesser 6 000 autres. Les voies de routières (routes, autoroutes, ponts) et ferroviaires sont alors sérieusement endommagées dans toute la région. Il s'agit du plus violent tremblement de terre au Japon depuis celui de Tokyo, en 1923, qui dévasta toute la ville.
L'attention se concentre bien sûr sur Kōbe et ses environs pendant plusieurs jours, avant que le pont ne revienne dans les esprits. A ce moment-là, on constate que la construction est toujours debout, les pilônes étant équipés d'amortisseurs et de balanciers pour résister aux secousses. Mais il était impossible de connaître l'ampleur des dégâts sous l'eau. La tension était à son comble, d'autant plus que l'épicentre du séisme n'était qu'à 4 km du pont. L'inspection sous-marine qui suivit révéla qu'une faille sous-marine s'était creusée à des dizaines de mètres de profondeur... juste entre les deux piliers. De nouveaux tests furent effectués, pour faire un état des lieux le plus fidèle possible. Un mois après le drame, les résultats sont enfin connus : les quatre fondations (deux en mer et deux sur terre) ne sont plus alignées, la pose du tablier devient impossible ! La longueur d'une extrémité à l'autre s'est allongée d'un mètre. La décision d'allonger les poutrelles est prise. Chacune devra être plus longue pour combler l'augmentation de distance, ce qui oblige les industries à toutes les refaire. En tenant compte des évaluations et de l'élaboration de nouvelles poutrelles, le chantier n'a été interrompu qu'un mois.
Le chantier reprend, les 290 sections du tablier sont posées une par une. Chacune pèse 100 tonnes, et leur surface est équivalente à un court de tennis. D'énormes grues (construites pour l'occasion) sont utilisées, elles peuvent porter jusqu'à 4 000 tonnes. Cette étape dure quinze mois, et le 18 septembre 1996 la dernière section est en place.
Travailler dur pour circuler facile
43 ans après l'accident de ferry, le Japon inaugure une oeuvre magistrale. Le 5 avril 1998, une grande fête est donnée sur le pont, des milliers de japonais se sont rassemblés pour fêter l'événement. Ce qui est une nouvelle façon de circuler pour nombre d'entre eux, est aussi une délivrance pour les habitants de la région. De 45 minutes en ferry, avec les risques qu'elle comporte, la traversée ne dure finalement que 5 minutes en voiture (route à 6 voies). Elle permet enfin aux habitants de l'île d'Awaji d'accéder aux hôpitaux et aux commerces du « continent ». Aujourd'hui 23 000 véhicules empruntent chaque jour le pont. Il est continuellement surveillé par des dizaines de caméras de surveillance et même par satellite, pour réagir rapidement en cas de catastrophe. Il n'a été fermé que trois fois en douze ans.
Jarodd
Sources :
- Reportage Superstructures — Le pont d'Akashi (Japon), série documentaire produite par Granada - Episode de 50 minutes réalisé par Jessica Bassett et coproduit par Darlow Smithson Production — 2006 - Diffusé sur France5 en mars 2007
- http://fr.wikipedia.org, consulté le 19/06/2007
Crédit images : photos de Flickr.com, sous licence Creative Commons, contrat Paternité 2.0
Image spé : http://www.flickr.com/photo_zoom.gne?id=34169641
pont_akashi_02.jpg : http://www.flickr.com/photo_zoom.gne?id=294192479
pont_akashi_03.jpg : http://www.flickr.com/photo_zoom.gne?id=294192690
Commentaires
#1 Monsieur pue du qule pont d'aka qui chie !!xD