LES INFRASTRUCTURES DE FRANCHISSEMENT À L’ÈRE DE LA TRANSITION ÉCOLOGIQUE
Des premiers ponts en acier du XIXe siècle à l’émergence des passerelles cyclables et piétonnes contemporaines, l’histoire des ponts témoigne de la transformation des infrastructures sous l’effet des avancées technologiques majeures, des enjeux sociaux et environnementaux, et de la recherche d’une mobilité plus durable. Au-delà du seul franchissement, ces ouvrages réinventent aujourd’hui le paysage urbain, favorisent le lien social en rapprochant les hommes, et intègrent pleinement les préoccupations écologiques et l’évolution des usages.
De la révolution industrielle aux premiers grands ponts
La construction du pont de Coalbrookdale (T.F. Pritchard, 30,60 m, 1779, Angleterre), ou Iron Bridge, a marqué le passage des ponts en pierre aux ponts en acier, ouvrant la période héroïque des grands ouvrages de franchissement, en particulier des infrastructures ferroviaires nécessaires à la mobilité industrielle naissante. La création d’un réseau de communication capable de réduire les barrières terrestres et de rapprocher les villes, en particulier de réconcilier les centres de production et de vente, était le socle de la transformation économique en cours qui allait changer et conduire à la société moderne.
Les magnifiques ponts suspendus tels que le Menai Bridge (T. Telfort, 177 m, 1826, Pays de Galles), ou le plus tardif et plus ambitieux, l’Avon Bridge (I. K. Brunel, 214 m, 1830-1846, Angleterre), n’étaient pas adaptés au passage des trains car trop sensibles aux charges asymétriques et au déplacement d’une charge ponctuelle telle qu’une lourde locomotive. L’ingénierie a donc exploité de nouvelles théories mathématiques pour calculer les structures en acier afin de créer de nouveaux types de structures et de permettre le passage de trains plus longs et plus rapides.
L’évolution technique et le territoire
En France, les viaducs de Gustave Eiffel (viaducs de Rouzat et de Neuvial en 1870 et viaduc du Garabit en 1879), bien que plus tardifs, montrent, avec leurs poutres treillis d’une cinquantaine de mètres portées par des arcs ou des piles, la difficulté inhérente à la construction basée sur des systèmes réticulaires. Le Britannia Tubular Bridge (1850, Pays de Galles) consacre l’expression emblématique de la nécessité d’augmenter la portée et la capacité portante des ponts. Pour y parvenir, l’ingénieur anglais Robert Stephenson transpose la théorie des plaques – initialement développée pour les coques en acier des navires –, pour construire d’énormes poutres en caisson de 140 m de portée à l’intérieur desquelles le train lui-même peut désormais passer.
Isambard Kingdom Brunel issu, comme Stephenson, du milieu de la construction navale, avait donné naissance au Royal Albert Bridge (1859, Angleterre), conçu comme la combinaison d’une arche et d’une caténaire pour créer des poutres en fuseau de 138 m de portée pour supporter des charges plus importantes tout en utilisant moins d’acier, avec l’avantage de réduire les coûts par rapport aux travaux de son illustre confrère.
L’apogée de ce récit européen est le Firth of Forth Bridge (B. Baker et J. Fowler, 1890, Écosse), une poutre Gerber qui permet de passer d’une poutre sur deux appuis à une poutre encastrée, sans être pénalisé par les tassements des piles, couvrant ainsi une portée de 521 m avec une rigidité maximale qui, dit-on, permettait le passage des trains sans réduction de vitesse, au profit d’une utilisation de plus en plus libre de l’espace.
Vers une esthétique des ponts
Dans les années suivantes, un développement continu à petits pas, a conduit à la réalisation de ponts de plus en plus ambitieux et de plus en plus longs, en utilisant également d’autres matériaux comme le béton, mais sans changer de paradigme. Le chant du cygne de cette lutte contre l’impossible – être capable de construire ce qui était jusqu’alors techniquement irréalisable – est représenté par le pont de Normandie (M. Virlogeux, 1994). Ce qui est exceptionnel dans ce pont à haubans, ce n’est pas sa portée de 856 m, bien inférieure à celle des derniers ponts suspendus de l’époque, mais celle d’avoir, d’un seul coup, doublé la portée libre pour ce type de pont. Après cela, il n’y a pas grand-chose à signaler en termes de changement radical, de paradigme technique ou d’approche de l’aménagement du territoire. C’est dans ces mêmes années, en 1990 exactement, que Calatrava, avec le projet lauréat du concours pour l’East London Crossing, clôt définitivement le chapitre de l’ingénierie de la nécessité et ouvre celui de l’esthétique des ponts en faisant prévaloir la forme sur le contenu structurel et technologique : l’acte de traverser étant désormais dérisoire par rapport à ce qui est techniquement possible. Les passerelles parisiennes de Solférino et Simone de Beauvoir sont l’expression et la matérialisation de cette tendance, tout comme les ponts routiers tels que le viaduc de Millau (Foster & Partners, 2004), le pont Érasme (Ben van Berkel, 1996, Pays-Bas) et le pont de l’Alamillo (Caltrava, 1992, Espagne).
L’humanisme low-tech : l’exemple de Toni Rüttimann
Le thème de la relation des infrastructures avec le territoire, même s’il n’est plus d’une grande actualité, reste présent et s’est développé au cours des dernières décennies selon de nouvelles formes et de nouvelles logiques. En 2002, Toni Rüttimann a secoué l’élite des ingénieurs en présentant publiquement ce qui avait été fait en Amérique du Sud au cours des quinze années précédentes. Rüttimann, étudiant en ingénierie à l’ETH de Zurich, a préféré se consacrer à des activités humanitaires plutôt que de terminer ses études universitaires. À ce moment-là, il avait déjà construit 180 passerelles dans des endroits reculés d’Amérique latine afin de relier des villages inaccessibles dont le contact avec le monde était autrement extrêmement difficile. Sa carrière s’est ensuite poursuivie en Asie, en participant à la construction de plus de 800 ponts au total, contribuant ainsi à améliorer les conditions de vie de quelque deux millions de personnes. Ce qui est encore plus remarquable, c’est que ces ponts ont été construits sans fonds, sans ouvriers spécialisés, uniquement avec des matériaux recyclés trouvés sur place, comme des tuyaux provenant d’installations industrielles désaffectées, des câbles provenant de téléphériques miniers désaffectés et assemblés avec l’aide directe de la population locale qui a pu ainsi se libérer de la dépendance technologique et économique de l’Occident. Ces réalisations ont permis de résoudre le problème des innombrables jours de marche nécessaires pour traverser une rivière ou une gorge infranchissable et atteindre rapidement des lieux importants comme les hôpitaux où les écoles. Pour comprendre l’ampleur de son travail technique, il faut rappeler que, pour ces faibles moyens, la plus longue passerelle suspendue qu’il ait jamais construite mesure 264 m (1989, Río Aguarico, Équateur).
En effet, Rüttimann était en avance sur son temps, au-delà de la seule action humanitaire qu’il a menée. Il avait déjà compris que le réemploi est une option réaliste, que la décroissance et le low-tech sont des options viables,
Renaissance des ponts suspendus et la démocratisation de la montagne
Le thème du « cheminement » suspendu, un parcours qui ne permet qu’à une personne ou un peu plus de passer, comme celui du Río Aguarico, est en train de retrouver une seconde jeunesse en Europe, dans un contexte totalement différent de celui de son origine, l’Himalaya. Il ne s’agit plus d’expansion territoriale, mais de redécouverte de la nature pour permettre l’accès à des chemins inaccessibles, même à ceux qui ne sont pas des sportifs ou des alpinistes.
Le pont himalayen ou tibétain a toujours existé, bien avant l’Antiquité, et remonte à la préhistoire sous sa forme la plus simple : le pont de liane. Au cours des quinze dernières années, on a assisté en Europe à une prolifération de ces ponts pour relier les pics et les sommets, créer des passages au-dessus des vallées, mais surtout pour offrir une nouvelle perception et une nouvelle jouissance de la nature, une démocratisation de l’expérience naturelle, et pour permettre au plus grand nombre ce qui n’était auparavant possible qu’à une minorité. Dans cette prolifération, les ponts tibétains se sont allongés : 100 m, 200 m, puis 494 m pour la passerelle Charles Kuonen (2017, Zermatt, Suisse), 516 m pour la passerelle 516 Arouca (2021, Portugal), et enfin, les 721 m du Sky Bridge (2022, Dolní Morava, République tchèque).
Au-delà de la simplicité intellectuelle d’un système de caténaires, l’augmentation drastique de la capacité portante entraîne de nouveaux problèmes tels que la longueur et la résistance des câbles d’acier, qui doivent désormais davantage à la technologie des téléphériques qu’à celle des ponts. La stabilité latérale au vent devient une priorité et nécessite désormais des contre-câbles latéraux également orientés vers le bas pour minimiser les problèmes de vibrations verticales et/ou l’utilisation d’autres solutions telles que l’ancrage des câbles aux fondations au moyen d’amortisseurs, comme dans le cas de la passerelle Charles Kuonen mentionnée plus haut.
Les nouveaux défis fonctionnels et esthétiques des passerelles urbaines
De manière générale, plutôt que de parler de redécouverte du territoire, on observe surtout une autre façon de circuler sur celui-ci, tant en altitude qu’en plaine où les habitudes sociales et de transport changent, surtout après le Covid, où l’utilisation des véhicules à énergie fossile laisse place à la mobilité douce et non polluante de la bicyclette. Ce qui est bien pour les voitures et les piétons n’est plus adapté aux vélos ; le territoire ne change pas mais son nouvel usage modifie l’approche et le sens de l’espace. L’espace-temps est raccourci : on est plus rapide à vélo qu’à pied. L’espace physique en revanche est allongé, surtout lorsque le terrain est accidenté, ce qui oblige le vélo à emprunter des itinéraires à faible pente et donc très longs et envahissants dans le paysage. La courte promenade habituelle se transforme en un long ruban qui vit dans la ville et la campagne. Foster, qui a toujours été un précurseur, tant en termes d’esthétique architecturale que d’utilisation de l’espace, comme dans le cas de l’urbanité verticale, avait déjà entrevu ce changement dans la mobilité et, en 2013, avait déjà proposé avec le Sky Cycle un réseau cyclable de 220 km de long à 15 m du sol, qui devait s’étendre sur l’ensemble du territoire londonien. Le projet est resté une utopie, mais on commence à voir des signes de changement. Le Bicycle Snake (2014, Copenhague, Danemark), conçu par Dissing+Weitling, permet de passer d’une rive à l’autre de la rivière Sydhavnen, permettant ainsi aux 12 000 cyclistes quotidiens de coexister avec les piétons locaux qui se promènent sur le parvis du centre commercial situé sur l’île intermédiaire. La passerelle surélevée serpente sinueusement en hauteur, passant à côté et au-dessus des piétons dans une coexistence respectueuse et se faufilant entre les bâtiments, passant même au-dessus du bassin faisant face au centre commercial. Elle devient un objet organique et vivant qui anime le lieu ; sa longueur de pas moins de 190 m permet de différencier les deux voies altimétriques et de partager le même espace sans mélange d’usages.
Plus globale encore est l’approche de la future passerelle cyclable de Nyon, conçue par Explorations Architecture, avec la collaboration de l’artiste Xavier Veilhan. Celle-ci, divisée en deux parties à cheval sur la gare, a la double fonction de permettre et de faciliter le passage rapide du trafic local d’un bout à l’autre de la ville, tout en intégrant le parcours d’une piste cyclable qui fait le tour du lac Léman, offrant une jouissance naturaliste nouvelle et inédite de ce territoire. La légère pente de l’ensemble du tracé, ainsi que la nécessité de s’adapter au talus de la voie ferrée qu’il longe, ne permet pas de suivre l’empreinte du chemin existant sur le terrain. La piste cyclable, répondant aux contraintes territoriales, prend donc la forme d’une passerelle surélevée d’au moins 600 m de long, mais caractérisée par des portées structurelles de seulement 20 m, dans une logique de minimisation du geste structurel, du matériau et de l’impact sur le territoire. La structure des piliers et des fermes est constituée d’un système réticulaire neutre qui devient le support de l’œuvre de l’artiste parisien qui, par ses variations de couleurs, transforme la délicate et discrète architecture d’Explorations en une œuvre d’art territoriale à l’échelle du complexe urbain.
Vers une architecture du réemploi et de la sobriété
La récente passerelle Lucie Bréard, à Saint-Denis, à la fois piétonne et cyclable, également conçue par Explorations Architecture, se confronte à la question de la longueur du cheminement vis-à-vis d’une hauteur au-dessus du sol tout à fait banale mais rendue critique par la circulation des vélos. Ici, l’extrême longueur du parcours est résolue en un chemin plié et incurvé sur lui-même de part et d’autre du canal, mais ce qui est encore plus intéressant, c’est la partie centrale qui traverse le cours d’eau : l’annonce du concours demandait de remplacer le pont tournant défectueux par une passerelle surélevée qui n’entraverait pas le trafic fluvial.
Au lieu de cela, la solution adoptée consiste à réutiliser le pont existant, à le démonter et à le repositionner à une hauteur supérieure et dans une position fixe, économisant ainsi d’abord les opérations de démolition et de démontage, puis l’utilisation d’une nouvelle structure en acier au profit d’une émission de C0² parcimonieuse et d’un bilan ACV beaucoup plus favorable !
Ce que Rüttimann avait prédit et démontré de manière embryonnaire, selon une logique humanitaire, est devenu, 20 ans plus tard, une réalité dans notre contexte urbain. Il aura fallu le Covid et la prise de conscience des conséquences du réchauffement global pour franchir ce pas !
LA PASSERELLE LUCIE-BRÉARD (SAINT-DENIS)
UNE PASSERELLE COMME LIEU
La traversée du canal Saint-Denis au niveau du Grand Stade n’était pas aisée pour les personnes à mobilité réduite et les cyclistes. La passerelle limitrophe de Marc Mimram n’est accessible que par un escalier et les cyclistes ne peuvent plus utiliser le pont tournant pour véhicules – situé dans le périmètre du site – car il n’est plus opérationnel depuis de nombreuses années.
Explorations Architecture a appréhendé les complications inhérentes à la démolition du pont tournant et s’est écarté du « brief » en proposant sa réutilisation, évitant ainsi le démontage de pas moins de 240 tonnes d’acier, avec l’avantage de construire sans nouvel apport d’énergie (soudage, transformation, transport) au profit d’une empreinte carbone sobre.
Le projet s’est donc développé autour de cette transformation, du changement de système statique et de portée ainsi que des caractéristiques géométriques de l’ouvrage existant. Par leur longueur, les rampes d’accès se referment sur elles-mêmes pour créer deux nouveaux espaces urbains sur les deux rives : d’une part, une aire de jeux pour enfants ; d’autre part, un jardin, tout en réaménageant ainsi les deux rives. La passerelle est ainsi devenue, grâce à sa largeur dictée par la structure d’origine, une place surélevée s’étendant entre les deux quartiers de La Plaine – Stade de France et Francs Moisins – Bel Air.
La réutilisation du large pont existant, à l’inverse de la construction d’une passerelle étroite, a ainsi permis la création d’un espace urbain à cheval sur deux quartiers tout en respectant une approche écologique et frugale.
PASSERELLE VËLODUKT, ESCH-SUR-ALZETTE/BELVAL (LUXEMBOURG), JIM CLEMES ASSOCIATES
MATÉRIAUX À FAIBLE EMPREINTE CARBONE ET INSERTION PAYSAGÈRE
Cette passerelle VëloDukt pour cyclistes et piétons relie Esch-sur-Alzette au quartier d’Esch-Belval, au Luxembourg. Inaugurée fin 2022, cette piste cyclable surélevée – qui s’élève à 7,50 m et s’étire sur 1,2 km, en passant par l’usine Belval d’ArcelorMittal et la gare centrale – a été conçue par l’atelier Jim Clemes Associates. « Elle permet une circulation fluide et sécurisée, au travers d’un paysage contrasté, témoin d’un riche passé sidérurgique, indique l’architecte Jim Clemes. Si sa structure reflète le choix des matériaux, des teintes utilisées et de l’ordonnancement de ses composants, l’ouvrage réinterprète, de manière contemporaine, le langage architectural et émotionnel de ce lieu si particulier. »
La conception durable de cette passerelle a requis l’utilisation de matériaux de construction à faible empreinte carbone. Si les piles de support du tablier sont en béton, ArcelorMittal a fourni, pour la charpente métallique, des profilés de la gamme XCarb®, produits à partir de 100 % de ferraille recyclée – dont certains sont en acier autopatinable Arcorox® –, avec des sources d’énergie renouvelable (éolienne et solaire). Cet acier spécial, qui détient une empreinte carbone réduite de 0,3 tonne de CO² par tonne de produit, est certifié par une déclaration environnementale de produit (EPD). Le plancher de l’ouvrage compte des profils acier standard (IPE 200 et IPE 600), et sa sous face, 340 tonnes de poutres longitudinales HL 100 épissées en T et 200 tonnes de profils courbes. « Les teintes de recouvrement de la piste, les laquages chatoyants de certaines structures et l’acier autopatinable participent à l’intégration du projet dans son contexte. »
PASSERELLE DE CHISWICK PARK (LONDRES)
Économie de matière
Les architectes londoniens de Useful Studio ont conçu une passerelle piétonne venant franchir une voie ferrée pour relier un parc d’activités à un pôle de transport multimodal.
Une conception spécifique menée avec l’objectif de réduire au maximum le volume de matériaux nécessaires à la réalisation de l’ouvrage, conformément à la philosophie de l’agence promouvant un design fonctionnel, éthique et intelligent.
La section des trois arcs composant le pont n’est ainsi pas constante : elle est directement proportionnée aux efforts structurels nécessaires en chaque point de l’ouvrage. Il résulte de ce travail une silhouette extrêmement élancée et d’une grande légèreté.
Compte tenu des contraintes de maintenance de la passerelle inhérentes à la présence des installations ferroviaires, une stratégie « zéro entretien » a été élaborée, se traduisant notamment par l’utilisation majoritaire d’acier autopatinable dans la structure de l’ouvrage.
La passerelle est composée de cinq parties qui ont été assemblées hors site, y compris les finitions et les installations électriques, afin de minimiser l’impact des travaux et de réduire la durée du chantier.
