Voûte de pont en maçonnerie

Voûte de pont en maçonnerie

La voûte est l’élément constitutif principal des ponts en maçonnerie, construits depuis la période romaine jusqu’à la fin du XIXe siècle, supportant toutes les charges appliquées sur l’ouvrage.

Une voûte en plein cintre

Sommaire

Terminologie

Coupe-voute.svg
Coupe-voute-2.svg

La voûte est délimitée géométriquement, dans un plan vertical, longitudinal par la ligne d’extrados, située à l’extérieur, et la ligne d’intrados, à l’intérieur. La ligne d’intrados est concave et peut présenter des points anguleux, à la clé en particulier, comme c’est le cas pour les voûtes ogivales. La ligne d’extrados peut, quant à elle, présenter des points d’inflexion, au droit des appuis souvent. Dans le plan transversal, les sections de la voûte sont rectangulaires[M 1].

Une voûte repose sur des extrémités, souvent appelées retombées, prolongées elles-mêmes par le corps des piles ou des culées sur lesquelles elle s’appuie[M 1].

Les points d'intersection de la ligne d'intrados avec ces verticales s'appellent les naissances ou les reins. La distance qui sépare les culées s'appelle l'ouverture.

La ligne qui joint les naissances s'appelle ligne des naissances ou corde. Elle est presque toujours horizontale.

La distance verticale qui sépare la ligne d'intrados de la ligne des naissances, mesurée au milieu de celle-ci, s'appelle la flèche. Elle se représente par la lettre "f".

Caractéristiques des voûtes

Intrados

La forme des voûtes (ou arches) a varié selon les périodes. On distingue plusieurs types de voûtes selon la courbe affectée par la ligne d’intrados[1] [2]:

  • La voûte en plein cintre est constituée d’un demi-cercle complet,
  • La voûte en arc de cercle ou segmentaire est constituée d’un demi-cercle incomplet,
  • L’ogive est formée de deux arcs de cercle se coupant à la clef,
  • L’anse de panier est formée d’un certain nombre d’arcs de cercle, avec des centres et des rayons différents et se raccordant aux points de passage de l’un à l’autre.
  • L’ellipse est une courbe mathématique spécifique.
Frise chronologique des caractéristiques des voûtes de ponts en maçonnerie
Période romaine Moyen Âge Renaissance XVIIe siècle
XVIIIe siècle
XIXe siècle
intrados Plein cintre
Arc de cercle
Ogivale
Anse de panier
Ellipse
Plus grande portée 32 m à Narni
en Italie
54,26 m
Vieille-Brioude
31,70 m Pont de
Toulouse
48,75 m Pont de
Lavaur
62 m Pont de
Gournoir
Surbaissement
(arc de cercle)
faible faible faible 1/15,4
Nemours
1/8 à 1/10
Appareil de la voûte Pleine épaisseur
Plusieurs rouleaux
A anneaux superposés
Par redents décalés
Par appareils spécifiques
Cintres A fermes triangulaires
retroussés
A appuis multiples
Rigides

Caractéristiques géométriques d’une voûte

Caractéristiques d’une voûte

Une voûte se définit par son ouverture et son surbaissement[M 2]. Si l'ouverture de la voûte est désignée par "2a" et la flèche par "f", le surbaissement de la voûte, désigné par la lettre σ, est le rapport flèche/ouverture soit :  \sigma = \frac{f}{2a}

La ligne d'intrados

Connaissant l'ouverture et la flèche, on peut déterminer la ligne d'intrados.

S'il s'agit d'un arc de cercle, on rappelle à ce sujet la formule bien connue:  R= \frac{a^2 +f^2}{2f}

S'il s'agit d'un arc de parabole ou d’un arc d'ellipse on peut construire la ligne d'intrados soit d'une façon précise, à partir de l'équation de la courbe, soit d’une façon approchée en traçant l'arc de cercle qui s'en rapproche le plus.

L'épaisseur de la voute

Il reste alors à déterminer l'épaisseur de la voûte. Celle-ci se définit à partir de certaines sections remarquables:

  • celle du milieu ou section de clef,
  • celles des naissances de la voûte, appelées sections des naissances,
  • celles qui sont situées à mi-hauteur de la flèche, appelées sections aux reins.

Les caractéristiques d'un pont en maçonnerie ne peuvent se déterminer par les seules règles de la statique, mais seulement par approximations successives, à partir de dimensions choisies a priori que l'on vérifie; on dit que l'ouvrage est hyperstatique.

Puisque l'étude comporte un tâtonnement, on conçoit l'intérêt qui s'attache à choisir au départ, des dimensions aussi voisines que possible de celles qui seront en définitive retenues. On y parvient aisément grâce à la longue expérience que l'on a de ces ouvrages, qui a permis d'établir des formules empiriques donnant les épaisseurs à prévoir pour les sections remarquables des voûtes: clef, reins et naissances, ainsi que pour les culées et les piles.

Épaisseur à la clef

Plusieurs formules permettent de déterminer l'épaisseur à la clef (e0). Celles établies par Croizette-Desnoyers en 1885 sont :

Type de voûte Surbaissement
(flèche/ouverture)
Ponts-routes Ponts-rails
Voûte en plein cintre[3]
 \textstyle\frac{1}{2}
e0 = 0,15 + 0,15  \textstyle\sqrt2R e0 = 0,20 + 0,17  \textstyle\sqrt 2R
Voûte en arc de cercle[3]
\textstyle \frac{1}{4}
e0 = 0,15 + 0,15  \sqrt 2R e0 = 0,20 + 0,17 \textstyle\sqrt 2R
 \textstyle\frac{1}{6}
e0 = 0,15 + 0,14 \textstyle\sqrt 2R e0 = 0,20 + 0,16 \textstyle\sqrt 2R
\textstyle \frac{1}{8}
e0 = 0,15 + 0,13 \textstyle\sqrt 2R e0 = 0,20 + 0,15 \textstyle\sqrt 2R
 \textstyle\frac{1}{10}
e0 = 0,15 + 0,12 \textstyle\sqrt 2R e0 = 0,20 + 0,14 \textstyle\sqrt 2R
\textstyle \frac{1}{12}
e0 = 0,15 + 0,11 \textstyle\sqrt 2R e0 = 0,20 + 0,13 \textstyle\sqrt 2R
Voûte en arc d'ellipse[4] e0 = 0,15 + 0,15 \textstyle\sqrt 2R e0 = 0,20 + 0,17 \textstyle\sqrt 2R

Épaisseur aux reins

Paul Séjourné conseille la formule : e1 = λ.e0 avec pour λ les valeurs suivantes :

Type de voûte Valeur de λ Commentaires
Voûte en plein cintre λ = 2 Cette valeur est un peu forte pour les voûtes de faible ouverture, inférieure à 8 m
Voûte en arc d'ellipse λ = 1 + 2σ σ étant le surbaissement
Voûte en arc de cercle λ = 2 pour \sigma >= \frac{1}{4}
λ = 1 + 12σ2 pour \sigma < \frac{1}{4}

Épaisseur aux naissances

Pour les voûtes peu surbaissées (\textstyle\sigma >= \textstyle\frac{1}{4}), il n'y a généralement pas lieu de connaître l'épaisseur aux naissances qui se confond pratiquement avec les reins, les culées commençant à partir de ceux-ci.

Pour les voûtes surbaissées (\textstyle\sigma < \textstyle\frac{1}{4}), on utilisera la formule suivante donnée par Paul Séjourné :

e2= (1 +12σ2). e0

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

Sur les autres projets Wikimedia :

  • Structurae - Base de données et galerie internationale d'ouvrages d'art

Notes et références

Notes

Ouvrages utilisés

  1. a et b p. 11
  2. p. 37

Autres sources

  1. Marcel Prade - Les ponts monuments historiques – Editions Brissaud – ISBN 2903442819
  2. Jean Mesqui, Répertoire des ponts routiers antérieurs à 1750. Tome 1, p. 26-29, SETRA, Direction des Routes, Ministère de l'Équipement, Bagneux, 1975
  3. a et b R est le rayon de l'intrados
  4. R est le rayon de l'arc de cercle qui aurait la même ouverture et le même surbaissement que l'arc d'ellipse


Bibliographie

De très nombreux ouvrages traitant partiellement ou en totalité du sujet des ponts en maçonnerie ont été écrits. La liste ci-après, classée par ordre chronologique de parution, recense les plus significatifs et ceux qui ont servi de source à l'article.

Histoire

  • Charles Duplomb, Histoire générale des ponts de Paris, Paris, Impr. Mersch, 1911. 
  • Éric Maré, The bridges of Britain, Londres, B.T. Batsford, 1954. 
  • Wolfgang W. Wurster, Joachim Ganzert, Eine Brücke bei Limyra in Lykien, Berlin, German Archaeological Institute, 1978, 288–307 p. (ISBN 0003-8105) 
  • Mao Yisheng, Les ponts de Chine, Beijing (Chine), Éditions en langues étrangères, 1980. 
  • Sous la direction de Guy Grattesat, Ponts de France, Paris, Presses des Ponts et Chaussées, 1982, 294 p. (ISBN 2-85978-030-0) 
  • Marcel Prade, Les Ponts, Monuments historiques, Poitiers, Brissaud, 1986 (ISBN 2-902170-54-8) 
  • Marcel Prade, Ponts et Viaducs au XIXe siècle, Poitiers, Brissaud, 1988, 407 p. (ISBN 2-902170-59-9) 
  • Marcel Prade, Les grands ponts du Monde, Poitiers, Brissaud, 1990 (ISBN 2-902170-68-8) 
  • Marcel Prade, Ponts remarquables d'Europe, Poitiers, Brissaud, 1990 (ISBN 2-902170-65-3) 
  • Bernard Marrey, Les Ponts modernes - 20ème siècle, Paris, Picard, 1995, 280 p. (ISBN 27084-0484-9) 
  • Collectif, Troisième conférence internationale sur les ponts en arc, Paris, Presses des Ponts et Chaussées, 2001, 360 p. (ISBN 2-85978-345-4) 
  • Angia Sassi Perino, Giorgio Faraggiana, Les ponts, Paris, Gründ, août 2004, 184 p. (ISBN 2-7000-2640-3) 
  • Marc Giraud et Pascal Bejui, Paul Séjourné, génie des grands viaducs, La Roche Blanche (63) (France), La Régordane, août 2010, 208 p. (ISBN 978-2-906984-89-9) 

Conception et réalisation

XVIIe siècle
XVIIIe siècle
XIXe siècle
XXe siècle
  • Fernand de Dartein, Études sur les ponts en pierre remarquables par leur décoration antérieurs au XIXe siècle., Paris, Librairie polytechnique Beranger, 1912 
  • Paul Séjourné, Grandes voûtes, Bourges, Impr. Vve Tardy, 1913-1916. 
  • Auguste Jouret, Paul Séjourné, Lyon, Impr. réunies, s.d. v. 1946. 
  • Encyclopédie pratique du Bâtiment et des Travaux Publics - Tome I, Paris, Librairie Aristide Quillet, 1952, 989 p. 
  • Encyclopédie pratique du Bâtiment et des Travaux Publics - Tome II, Paris, Librairie Aristide Quillet, 1952, 1035 p. 
  • Encyclopédie pratique du Bâtiment et des Travaux Publics - Tome III, Paris, Librairie Aristide Quillet, 1952, 1016 p. 
  • Roger Valette, La construction des ponts., Paris, Dunod, 1958. 
  • Dragos Radenkovic, Théorie des charges limites. Séminaire de Plasticité, J. MANDEL Ed. P.S.T. Min. Air, n° 116, pp. 129-142., 1962 
  • Derrick Beckett, Bridges, Londres, Paul Hamlyn, 1969. 
  • O. Coussy, J. Salençon, Analyse de la stabilité des ouvrages en terre par le calcul à la rupture. Annales des Ponts et Chaussées, 4ème trimestre, 1979 - pp. ?-35., 1979 
  • P. Rivière, Evaluation de la stabilité des ponts maçonnerie., Angers, Laboratoire Régional d'Angers. C.E.T.E. de l'Ouest. France., 1980 
  • Les ponts en maçonnerie, Bagneux, Ministère des Transports, Direction des routes, 1982, 333 p. 
  • Guy Grattesat, Conception des ponts, Eyrolles, 1984 
  • Anne Bernard-Gély, Jean-Armand Calgaro, Conception des ponts, Paris, Presses des Ponts et Chaussées, 1994, 360 p. (ISBN 2-85978-215-X) 
  • Jean Salençon, De l'élasto-plasticité au calcul à la rupture, Paris, Éditions de l'école polytechnique, avril 2002 (ISBN 2-7302-0915-8) 
  • Guide technique, Cours d'eau et ponts, Bagneux, SETRA, 2007, 170 p. (ISBN 978-2-11-094626-3) 

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Voûte de pont en maçonnerie de Wikipédia en français (auteurs)

Игры ⚽ Поможем сделать НИР

Regardez d'autres dictionnaires:

  • Bandeau de voute de pont en maçonnerie — Bandeau de voûte de pont en maçonnerie Le bandeau d’une voûte de pont en maçonnerie est la surface vue des extrémités de la voûte. C est une sorte de plate bande curviligne, comprise entre I intrados et un extrados souvent fictif[1] . Sommaire 1… …   Wikipédia en Français

  • Bandeau de voûte de pont en maçonnerie — Le bandeau d’une voûte de pont en maçonnerie est la surface vue des extrémités de la voûte. C est une sorte de plate bande curviligne, comprise entre I intrados et un extrados souvent fictif[1]. Sommaire 1 Types de bandeaux 2 Chronologie …   Wikipédia en Français

  • Pont en maçonnerie — Un pont à voûtes en maçonnerie, usuellement appelé pont en maçonnerie ou pont en pierre ou pont voûté, désigne une technique de fabrication des ponts, mais constitue surtout une des grandes familles de ponts qui a été mise en œuvre de l’Antiquité …   Wikipédia en Français

  • Pont de Beaugency — Pays France Région Centre Département …   Wikipédia en Français

  • Pont de la Paix (Plauen) — Pont de la Paix (pont du Syratal) Pays …   Wikipédia en Français

  • Pont (ouvrage d'art) — Pont Pour les articles homonymes, voir Pont (homonymie) …   Wikipédia en Français

  • Pont des Pierres — Le pont des pierres de 1910 Pays …   Wikipédia en Français

  • Pont vouté en béton — Pont voûté en béton Un pont à voûtes en maçonnerie, usuellement appelé pont en maçonnerie désigne une technique de fabrication des ponts, mais constitue surtout une des grandes familles de ponts qui a été mise en œuvre de l’Antiquité jusqu’à la… …   Wikipédia en Français

  • Pont Séjourné — Pays France Région Languedoc Roussillon …   Wikipédia en Français

  • Pont Antoinette — Le pont Antoinette (dit Pont de l Aiguillou), côté nord, 2005 Pays   …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”