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Le pont Raymond Barre à Lyon

Remarquable ouvrage en arc, le pont Raymond Barre permettra à la fin de l’année 2013 de relier deux quartiers dynamiques de Lyon : le quartier de la Confluence, entre Rhône et Saône, et celui de Gerland. Il s’agit du 25è pont à Lyon et du 16è franchissement du Rhône, mais surtout du premier ouvrage d’art construit depuis 30 ans dans la troisième ville de France.

 

Cet ouvrage destiné aux modes doux (tram, piétons, cycles) franchit élégamment le fleuve en dégageant une portée principale de 150 m. Il s’agit d’un pont apparenté à un bow-string, aux arcs inclinés et non contreventés, dont la hauteur dépasse 17 m au-dessus du tablier et de longueur totale 262m.

Signal architectural fort

Sous maîtrise d’ouvrage du SYTRAL (Syndicat Mixte des transports pour le Rhône et l’agglomération lyonnaise), il est construit dans la cadre du projet d’extension de la ligne de tramway T1 vers le quartier de Gerland. Ce prolongement de 2,3 km sera mis en service en février 2014 et proposera 4 nouveaux arrêts, dont un aux abords du musée des Confluences se situant à proximité du nouvel ouvrage d’art. Le projet global est piloté sous la maîtrise d’œuvre d’EGIS Rail, l’exploitation de la ligne sera assurée par Keolis avec participation de Sytral.

Le franchissement du Rhône, d’une largeur de 200 m, constituait un projet dans le projet, avec une équipe dédiée. Les attentes du maitre d’ouvrage et les contraintes du lieu étaient nombreuses : porte d’entrée de la ville, entre le quartier de la Confluence en pleine urbanisation et le parc des berges, ce site est emblématique avec, en rive droite, le futur musée à l’architecture avant-gardiste. La typologie du site, les contraintes techniques et d’exploitation pour l’insertion du tracé de l’extension de tramway et les risques à intervenir sur le pont voisin « Pasteur », reconstruit après la 2e guerre mondiale, justifient la construction d’un nouvel ouvrage indépendant, pour lequel le Sytral affiche la volonté d’un signal architectural fort. Ainsi un concours de maîtrise d’œuvre a été lancé pour répondre à toutes ces problématiques et c’est le groupement Setec TPI, Setec ALS, Alain Spielmann Architecte qui a été désigné lauréat en juin 2010.

La conception en arc, assez courante sur les nombreux ouvrages d’art franchissant le large fleuve, a été retenue pour s’insérer harmonieusement avec le milieu environnant. Cependant le groupement lauréat voulait se différencier de cet ouvrage en proposant un seul appui en rivière ce qui permettait également de limiter la hauteur de l’arc à 17,5 m au-dessus du tablier. Le choix d’une travée unique, sans appui en rivière aurait entraîné une hauteur d’arc doublée et des appuis sur berges trop importants. Les contraintes fonctionnelles liées au passage du tramway (le tracé de la ligne dessine une parabole) ont conduit à un pont en biais par rapport à l’axe du Rhône, en écho au pont ferroviaire métallique sur la Saône. Le planning des études a été très réduit pour respecter la date de mise en service de la ligne ; les travaux de construction ont été attribués fin 2011 sur appel d’offres au groupement Bouygues TP Régions France, associés aux constructeurs métalliques Matière et Zwahlen & Mayr.

 

Description de l'ouvrage

 La géométrie de l’ouvrage est assez complexe, proche de l’arc mais avec une interprétation moderne : il s’agit d’un pont avec deux arcs principaux, situés au-dessus du tablier. Sa typologie s’apparente ainsi à un fonctionnement de pont bow-string, mais en réalité il s’agit plutôt d’un fonctionnement mixte entre un bow-string et un pont en arc dans lequel le tablier serait supporté par l’arc. En effet, la structure principale est constituée d’un tablier et de deux arcs inclinés vers les extérieurs de 10° par rapport à la verticale. Le tablier est encastré dans l’appui sur la pile P1, dans le fleuve, et simplement posé sur la pile P2, proche du quai du parc des Berges, fonctionnant ainsi en arc auto-ancré. Au niveau de P1, l’arc passe donc sous le tablier en créant une zone particulière triangulée fonctionnant en cantilever.

De part et d’autre des deux piles, deux travées isostatiques franchissent respectivement 51 m et  37 m pour rejoindre les culées. Dans sa coupe transversale, le tablier principal dédié à la plate-forme tramway est constitué de deux caissons trapézoïdaux en acier à âme inclinée, faisant fonction de tirants. Dans la travée principale, ils sont reliés tous les 4 m par des entretoises en PRS à hauteur constante qui supportent un platelage orthotrope. 

Pour les travées de rive et la zone triangulée, les deux caissons latéraux sont reliés par un caisson fermé à dalle orthotrope, raidis par des diaphragmes également espacés de 4 m.

Les circulations des piétons et cyclistes se feront sur une structure en encorbellement latéral coté aval. Celle-ci est constituée de consoles en PRS de hauteur variable qui s’encastrent dans le caisson aval et qui supportent des longerons.

Les deux arcs inclinés sont formés de caissons aux dimensions et épaisseurs variables, de sorte que leur section optimise la répartition de matière vis-à-vis de l’intensité des efforts. A la naissance de l’arc, le caisson est plus haut que large ; c’est l’inverse à la flèche de l’arc, ce qui contribue également à une esthétique très poussée. Les épaisseurs d’acier varient de 20 à 70 mm et sont de nuance S 460 pour les arcs. Enfin, les suspentes sont rayonnantes, espacées de 8 m en accroche sur les caissons du tablier et formées de câbles clos en acier galvanisé, de diamètre 55 mm côté amont et 75 mm côté aval.

 

La fabrication de la charpente métallique

Pour assembler ce meccano® très particulier les deux entreprises de construction métallique attributaires, à savoir Matière disposant de 2 ateliers de fabrication en France et Zwahlen & Mayr, basé en Suisse, se sont répartis le travail à part égale concernant les travaux en usine. Chaque société a fabriqué un arc, une des deux travées de rive, et 50% de la travée principale et des consoles. Le transport sur site de tous ces éléments a nécessité côté suisse environ 60 convois exceptionnels, optimisés pour en diminuer le nombre. En usine, après toutes les opérations de pré-assemblage par soudage, fermeture des caissons et mise en peinture, un montage à blanc est réalisé pour valider le schéma de fabrication.

Sur le chantier, l’assemblage est réalisé uniquement par la société Matière, mais en 2 endroits différents. Alors que la travée côté culée C3 (de longueur 37 m) est mise en place in situ, tout le reste de l’assemblage se fait sur la terre ferme, à quelques centaines de mètres de l’emplacement définitif de l’ouvrage. Dans un premier temps, tous les éléments des tirants sont assemblés, en partant de la pile P2 vers P1, puis a lieu le montage des arcs avec 2 grues simultanées et enfin l’assemblage de la zone triangulée. En parallèle de ces trois étapes, les dalles orthotropes et encorbellements sont posés progressivement.

La grande travée bow-string, devenue une seule gigantesque pièce de 2 500 tonnes a été convoyée par voie fluviale début septembre 2013 jusqu’à son emplacement définitif. La travée T1, courbe et de largeur variable sera amenée en un seul tenant dans quelques semaines, pour se positionner du côté du musée des Confluences.

 

Quelques chiffres 

Tonnage d’acier : 3 300 tonnes (travées T1 : 500 t, T2 : 2500 t, T3 : 300 t

Longueur totale de l’ouvrage : 262 m

Délai du marché : 40 mois

Délai d’exécution : 27 mois

Soudure : 12 300 heures ; 8,3 t

Coût de la construction du pont : 20 M€

 

 

En savoir plus

Présentation par Matière, fabrication et montage de la charpente métallique

ConstruirAcier est une association loi 1901 dont l'objectif est de promouvoir l'architecture et la construction métallique. Représentant l'ensemble de la filière acier, elle a vocation à faire connaître les atouts de l'utilisation des aciers auprès des architectes, bureaux d'études, ingénieurs, enseignants, étudiants et dans les ouvrages de construction de bâtiments et de travaux publics.