Technologie Et Montage Du Pont Suspendu

TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

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Lamine CISSE, 4ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

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exÅxÜv|xÅxÇàá • Je remercie Allah Le miséricordieux qui m’a toujours ouvertes ses portes et qui ne m’a jamais abandonné • A mon père Sadibou Cissé et ma mère Fatou Ndiaye pour leur soutien, conseils, encouragements et qui n’ont aucun ménagé effort pour ma réussite. • A mes frères Pape T-mac, Badou, Cheikh (Shaqui), Samba, Mohamed Naby qui compte énormément pour moi. • A mon oncle Kader qui est comme un père pour moi et que j’admire beaucoup • Aux Inspecteurs de spécialités Boubacar Diallo et Khar Mbow pour ses 2 années passées ensemble. • A mon encadreur Mandir Diakhaté pour les efforts consentis pour m’aider à réaliser ce mémoire • Au doyen Joseph Pina qui ne ménage aucun effort pour satisfaire mes curiosités • Aux professeurs Ibrahima Diop, Goumbala, Gomis, Augustin Ndiaye, Salif Sow, Ndoye qui sont une source de motivation • A Mor Talla Diallo, ancien directeur de l’ENSETP, maitre de conférences en Sciences de l’éducation • A Fathym, la palomita, source d’inspiration • Mes voisins de chambres, Alioune fané, Ndiaga Ndiaye, Djibril Diallo et Ismaila Kane • Tous mes promotionnaires du Lycée Technique Maurice Delafosse, du G15 et de l’ENSETP • ‘’Wa couloirou jump’’ Mécanombed, Yague, Mawdo, Bous, Beuz, Demba Vibes, Weezy, grand Kane, Jean, Samba, Diouf… • A Makhou, Biggie, Guirane, Chériff Diouf, Badou Sonko, Mo Nestor, Wix, Franck, Régis, Antoine, Aubin, Fatou, Laye Seck 44… • Tous ceux qui de près ou de loin et dont je n’ai pas pu citer les noms, big thanks à vous. ‘’PEOPLE NEVER HOOT BAD PLAYERS’’

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Table des matières CONTEXTE ............................................................................................................................... 8 INTRODUCTION....................................................................................................................... 9 Le pont suspendu ............................................................................................................... 11

I1-

2-

3-

4-

5.

6. II1-

III-

Les deux grandes familles de matériaux ......................................................................... 13 1.1-

Ponts en bois ........................................................................................................... 13

1.2-

Ponts en acier et en béton........................................................................................ 13

Typologie des ponts suspendus ....................................................................................... 13 2.1-

Selon la forme ......................................................................................................... 13

2.2-

Selon la rigidité ....................................................................................................... 14

Comportement structural .............................................................................................. 14 3.1-

Analyse de la structure ........................................................................................... 14

3.2-

Fondations .............................................................................................................. 15

Les pylônes ..................................................................................................................... 15 4.1-

Forme des pylônes .................................................................................................. 15

4.2-

Hauteur des pylônes ................................................................................................ 16

4.3-

Principe de construction de ces pylônes.................................................................... 17

Câbles ............................................................................................................................ 17 5.1-

Généralités .............................................................................................................. 17

5.2-

Constitution des câbles ............................................................................................ 18

5.3-

Socles d'ancrage ...................................................................................................... 19

5.4-

La tension dans les câbles......................................................................................... 20

Tablier ........................................................................................................................... 21 Erection d’un pont suspendu.......................................................................................... 22 Méthodes d’érection ....................................................................................................... 22 1.1-

Encorbellement ....................................................................................................... 22

1.2-

Poutre de lancement ............................................................................................... 23

1.3-

Le poussage............................................................................................................. 24

Actions sur le pont ......................................................................................................... 25

1-

Bilan des forces .............................................................................................................. 25

2-

Résistance a la rupture ................................................................................................... 25

3-

Actions sur les structures ............................................................................................... 27 3.1-

Valeurs caractéristiques du poids propre................................................................ 27 Lamine CISSE, 4ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

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TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP 3.2-

Dispositions complémentaires particulières pour les ponts ..................................... 27

3.3-

Poids propre des constructions (cas usuels) ............................................................. 27

3.4-

Poids des équipements ............................................................................................ 27

4-

Actions dues à l’eau........................................................................................................ 28

5-

Charges de construction ................................................................................................. 29 5.1-

Charges de construction Qca...................................................................................... 29

5.2-

Charges de construction Qcb ..................................................................................... 30

5.3-

Charges de construction Qcc ...................................................................................... 30

5.4-

Charges de construction Qcd ..................................................................................... 30

5.5-

Charges de construction Qce ..................................................................................... 30

5.6-

Charges de construction Qcf ...................................................................................... 31

6-

Actions Accidentelles...................................................................................................... 31

7-

Analyse aérodynamique ................................................................................................. 31

IV1-

V-

7.1-

La résonance ............................................................................................................ 31

7.2-

Allée de tourbillons de Karman ................................................................................ 32

7.3-

Flottement............................................................................................................... 33

7.4-

Amélioration du design du pont ............................................................................... 35

7.5-

Instabilité sismique .................................................................................................. 35

Matériaux nécessaires .................................................................................................... 36 L’Acier ........................................................................................................................... 36 1.1-

Acier à Haute Performance..................................................................................... 37

1.2-

Les aciers thermomécaniques ................................................................................. 37

1.3-

Les tôles profilées en long ....................................................................................... 37

1.4-

Les aciers auto-patinables ....................................................................................... 38

1.5-

Influence de la température .................................................................................... 38

Le soudage des aciers à hautes performances ................................................................. 39

1-

La soudabilité métallurgique............................................................................................ 39

2-

Leur comportement actuel vis à vis du soudage................................................................ 40

3-

Aciers S460M .................................................................................................................. 41 3.1-

Procédés de soudage les plus utilisés ........................................................................ 41

3.2-

Le risque de fissuration à froid en Zone Fondue ........................................................ 41

3.3-

Le risque de fissuration à froid en Zone Affectée Thermiquement ............................. 41

3.4-

Caractéristiques mécaniques du joint ....................................................................... 41

3.4.1- Zone fondue .......................................................................................................... 41

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TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP 3.4.2- Zone Affectée Thermiquement ............................................................................... 42 3.5- Chaudes de retrait ........................................................................................................ 42 4-

Aciers S690 Q .................................................................................................................. 43 4.1-

Procédés de soudage les plus utilisés ........................................................................ 43

4.2-

Le risque de fissuration à froid en Zone Affectée Thermiquement ............................. 43

4.3-

Le risque de fissuration à froid en Zone Fondue ........................................................ 44

4.4- Caractéristiques mécaniques du joint ......................................................................... 45 4.4.1- Zone Fondue .......................................................................................................... 45 4.4.2- Points particuliers .................................................................................................. 45 4.4.3- Zone Affectée Thermiquement ............................................................................... 45 4.4.4- Chaudes de retrait ................................................................................................. 46 5VI-

Résumé ........................................................................................................................... 46 Les autres matériaux ....................................................................................................... 46

1-

Le Béton :....................................................................................................................... 46

2-

Le Béton armé ................................................................................................................ 47

3-

Le Béton précontraint .................................................................................................... 47

4-

Autres Matériaux : ......................................................................................................... 48

CONCLUSION A LA PARTIE SCIENTIFIQUE ETCHNIQUE .............................................. 49 INTRODUCTION A LA PARTIE PEDAGOGIQUE ............................................................... 51 Propriétés des métaux ........................................................................................................ 52

I1-

Justification du thème par rapport au dossier documentaire et au programme ............. 52

2-

Fiche pédagogique .......................................................................................................... 53

3-

Fiche de déroulement ..................................................................................................... 55

4-

Document professeur ..................................................................................................... 60

5-

Document élève .............................................................................................................. 66

II-

Désignation des aciers .................................................................................................... 72

1-

Justification du thème par rapport au dossier documentaire et au programme ............. 72

2-

Fiche pédagogique .......................................................................................................... 73

3-

Fiche de déroulement ..................................................................................................... 74

4-

Document professeur ..................................................................................................... 76

5-

Document élève .............................................................................................................. 78

CONCLUSION A LA PARTIE PEDAGOGIQUE .................................................................... 80 Bibliographies / Web graphie .................................................................................................... 81

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CONTEXTE

C

'est en Amérique que va naître le pont suspendu moderne. Un juge, James Finley, a l'idée d'un pont suspendu avec des chaînes en fer forgé. Le pont Jacob's Creek est achevé en 1802, à l'ouest de la Pennsylvanie. James Finley, devant le succès de cette formule qui permet un pont peu coûteux et facile à construire, va déposer un brevet. Une première génération de ponts voit le jour à partir de 1810. La portée se situe entre 15 et 50 mètres maximum. Mais l'utilisation des ponts fait apparaître un problème d'oscillation : le pont entre facilement en résonance, et la pression qui s'exerce sur les chaînes le fait céder. En réalité, le savoir-faire américain en ingénierie et dans la qualité du fer forgé est bien trop faible. Le développement des ponts est limité en taille, et en charge. De nombreux accidents interrompent le succès naissant du pont suspendu. La technique va alors franchir l'Atlantique, pour trouver de nouveaux adeptes chez les Britanniques, qui possèdent une énorme avance dans la métallurgie. Les chaînes sont considérablement améliorées. En conséquence, les ponts suspendus deviennent très ambitieux. Les premiers ponts britanniques sont construits vers 1815, les dimensions ne cessent de croître. En 1826, le célèbre ingénieur Thomas Telford construit le pont suspendu de Menai (Menai Bridge), de 125 mètres de portée. C'est alors le plus grand pont du monde, la plupart des ponts de l'époque se situant entre 70 et 100 mètres de portée. Le pont suspendu est le seul moyen pour atteindre de telles longueurs, le pont devient monument à la gloire du progrès, en pleine révolution industrielle européenne. En 1823 est construit à Genève la passerelle de Saint-Antoine, puis dès 1932 à Fribourg le grand pont suspendu dont les câbles en fils tréfilés à 87 kilos de rupture, et utilisés à 27 kilos (fils parallèles) permettent d'atteindre 273 mètres de portée. De nombreux ponts légers sont ainsi construits : Bercy et Constantine à Paris (101 mètres), Gray, Châteaulin, La RocheBernard, etc., mais ces ouvrages étaient très mobiles et les charges de circulation devaient y être limitées. Ils subirent une éclipse en France jusqu'au moment où la création de la poutre de rigidité permit de réaliser des ouvrages d'une tenue comparable à celle des ponts en charpente. Avec la révolution Industrielle du 19e siècle, l’acier n'avait pas la résistance à la tension pour supporter de grandes charges. Avec la venue d'acier au carbone qui a une haute résistance à la tension, beaucoup de grands ponts ont été construits en développant les idées de Gustave Eiffel. Les dernières trois décennies du 20e siècle ont vu une période de construction de pont à grande échelle en Europe et en Asie. La recherche se concentre en utilisant des ordinateurs, automatisation, et nouvelles matières pour améliorer la conception, la construction et l’entretien.

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INTRODUCTION

A

vec le développement des moyens de transport et de la société industrielle, les ouvrages se sont multipliés à travers le monde. L’utilisation des moyens maritimes ou aérien pour le franchissement de rivières, fleuve, ou autres cours d’eaux n’est plus qu’une alternative avec la construction des ponts. Des ponts sont construits pour permettre une liaison directe entre deux endroits distants. Chaque type de pont a une particularité propre différente l’une de l’autre. On note quatre grands types de ponts : le pont en poutre, le pont en arc, le pont haubans et le pont suspendus. Ce dernier fera l’objet de ce mémoire. La particularité d’un pont en poutre est surtout construite dans le cadre des courtes distances environ 150 à 400 mètres. Le pont haubans n’est différent du pont suspendu que dans son design, qui est plus beau du faites qu’il nécessite moins de câbles. Quant au pont en arc, qui peut avoir une portée pouvant aller jusqu'à 750 mètres présente l’inconvénient des tonnes de poutres que nécessite sa construction. A l’instar du pont haubans, en poutre ou en arc, le pont suspendu peut avoir une longueur pouvant aller jusqu’à 4 km. De par son rapport qualité-prix et sa longueur, il se trouve que le pont suspendu métallique présente des avantages comparés au pont en béton qui nécessite pour sa construction des tonnes de ciments et de béton. Et avec, le développement de nouveaux types d’aciers de construction, moins lourds et ayant des caractéristiques mécaniques très élevés, le pont suspendu se positionne comme un ouvrage d’art de grande envergure. Le pont suspendu, ce grand inconnu au Sénégal. Il n’existe pas de pont suspendu au Sénégal. Mais cependant le seul pont métallique que l’on note ici, est un pont en poutre qui se trouve Saint louis 510 m. A noter qu’avec le développement des infrastructures notées ces dernières années dans la région de Dakar, des ponts suspendus auraient pu être construit. Liaison Dakar-Gorée (3,5 Km), un projet qui est aux archives depuis longtemps ou encore la liaison Dakar-Diamniadio (36 Km) où un viaduc peut être construit sur toute la distance. Le principe du pont suspendu est simple ; sa plate forme est soutenue par des suspentes qui sont reliées à un câble de suspension accroché aux pylônes. Ce qui nous renvoie à nous poser un bon nombre de questions sur sa technologie. Pourquoi le pont suspendu ? Quels sont les avantages et inconvénients qu’il présente ? Comment éviter la rupture des câbles ? Quels sont les types d’aciers que l’on utilise ? Quels sont les charges qui entre en action dans sa construction ?... Dans ce mémoire, nous essaieront d’apporter des réponses à ces questions.

.

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PARTIE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE 10

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I-

Le pont suspendu

Figure 1 Le pont du Bosphore à Istanbul, Turquie

U

n pont suspendu est un type de pont où les éléments porteurs principaux sont accrochés à des câbles de suspension.

Suspendu à deux endroits élevés au-dessus d'un fleuve ou d'une gorge, les ponts suspendus simples suivent un arc de haut en bas. L’avènement des nouveaux matériaux et des nouvelles conceptions a menée au développement d’un pont suspendu doté d’une plate forme, un pont moderne capable de porter les véhicules et le rail léger. Des câbles porteurs principaux (ou des chaînes) soutiennent la structure, ces câbles sont suspendus entre les tours, et les câbles verticaux de bretelle supportent le poids de la travée, sur laquelle le trafic croise. Cet arrangement permet à la structure d’être à niveau ou de courber légèrement vers le haut. Les câbles de suspension doivent être ancrés à chaque extrémité du pont, puisque n'importe quelle charge appliquée au pont est transformée en tension en ces câbles principaux. Les câbles principaux continuent au delà des piliers aux appuis de la structure, et continuent plus loin aux raccordements avec des ancres dans la terre. La chaussée est soutenue par les câbles ou les tiges verticaux de bretelle, appelés les cintres.

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Figure 2 Structure d’un pont suspendu

•

Travée latérale: portion entre deux pylônes, située aux extrémités du pont.

•

Travée centrale: portion entre deux pylônes, située au centre du pont.

•

Pylône latéral: construction verticale ressemblant à une tour située sur le côté, qui généralement sert à supporter les câbles d'un pont suspendu ou à haubans.

•

Base du pylône: partie inférieure très résistante du pylône.

•

Suspente: câble de soutien.

•

Tablier: plate-forme du pont.

•

Câble porteur: ensemble de fils tressés qui supportent le pont.

•

Pylône: construction verticale ressemblant à une tour qui généralement sert à supporter les câbles d'un pont suspendu ou à haubans.

•

Poutre de rigidité: longeron raidisseur.

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1- Les deux grandes familles de matériaux 1.1-

Ponts en bois

C’est principalement grâce au chemin de fer que la construction de ponts en bois prit un nouvel essor. En effet, il s’agissait de construire ces ponts rapidement, ce que les techniques de maçonneries ne permettaient pas. 1.2-

Ponts en acier et en béton

L’usage de l’acier, pour les membres verticaux de la structure du pont, marqua une évolution fondamentale. On construisit donc des ponts en fonte (acier (acier avec 2 à 4%de carbone). Grâce à l’invention de puddlage, puddlage les constructions en fer forgé permettaient une économie ie de matériel et de poids car cette matière est plus souple et plus malléable que la fonte.

2- Typologie des ponts suspendus 2.1-

Selon la forme

Les ponts suspendus se présentent sous trois formes : 13 •

Les ponts à travée suspendue unique avec câble d'ancrage direct sur rive (travée de rive, si elle existe, franchie par des tabliers en charpente), donnant des travées de rives réduites

Figure 3 Pont suspendu à travée unique, avec ancrage sur les rives par des câbles d'ancrage. •

Les ponts à trois travées suspendues (travées centrale et de rives), forme normale du pont suspendu qui doit être un ouvrage de grande portée, donc à travée de rive importante ante et qu'il faut également suspendre.

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Figure 4 Pont à trois travées suspendues (pont du détroit d'Akashi) •

2.2-

Les formes avec l'une ou l'autre disposition de rive, mais à travées multiples correspondant aux très longs ponts, ou à ceux permettant des appuis intermédiaires faciles

Selon la rigidité

•

Les ponts suspendus flexibles, soutenus par des câbles ou chaînes parfaitement flexibles;

•

Les ponts suspendus rigides où le câble flexible est remplacé par deux poutres rigides articulées chacune avec une culée.

3- Comportement structural 3.1-

Analyse de la structure

Figure 5 Pont Severn

Les forces principales dans un pont suspendu sont la tension dans les câbles principaux et la compression dans les piliers. Elles sont également stabilisées par les câbles principaux, les pylônes peuvent être rendus tout à fait minces.

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Dans un pont suspendu, les câbles suspendus par l'intermédiaire des pylônes supportent la plate-forme de la route. Le poids est transféré par les câbles aux pylônes, qui transfèrent à leur tour le poids à la terre. Assumant un poids négligeable par rapport au poids de la plate-forme et des véhicules qu’il soutient, les câbles principaux d'un pont suspendu formeront une parabole. On peut voir la forme de l'augmentation constante du gradient du câble avec la distance linéaire (de plateforme). Cette augmentation de gradient à chaque raccordement avec la plate-forme fournie une force ascendante de soutien de filet. Combiné avec les contraintes relativement simples placées sur la plate-forme réelle, ceci rend le pont suspendu beaucoup plus simple à concevoir et analyser qu'un pont à haubans, où la plate-forme est en compression.

3.2-

Fondations

L'établissement du projet des fondations d'un pont est primordial à sa construction. Il faut savoir que se sont sur ces fondations que va reposer la totalité du poids de l'acier, des câbles, des travées, du tablier, et des poutres de fondation elles-mêmes. Ces fondations doivent être encastrées ou ancrées solidement et profondément dans la roche sous l'eau. La méthode de fabrication des fondations du pont dépendra donc de l'environnement dans lequel il sera construit, c'est-à-dire sur terre ou sous l'eau, sur terrain meuble ou ferme, sur pente, crevasse. Sur terre ferme, peu de problèmes sont à craindre. La méthode la plus courante consiste à creuser jusqu'à la roche puis à couler du béton. Les quelques problèmes parfois rencontrés sont résolus (infiltrations d’eau souterraines (opérations d’étanchéité) ou instabilités (apport de structures en béton supplémentaires). En ce qui concerne les constructions sous-marines les techniques sont beaucoup plus élaborées pour atteindre les fonds sans être gêner par la pression et les infiltrations. 4- Les pylônes 4.1-

Forme des pylônes

Les facteurs intervenant dans la forme des pylônes sont la largeur du tablier, le tirant d'air dégagé par celui-ci et le choix du mode de suspension : suspension latérale ou axiale. Les pylônes sont construits en béton à l'aide de coffrages grimpants, car ils sont nettement plus économiques que les pylônes en acier. De plus, le béton se prête plus facilement à une recherche dans les formes.

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Figure 6 Double mât latéral indépendant, double mât latéral entretoisé, pylône en Y renversé et en V renversé. 4.2-

Hauteur des pylônes

La hauteur des pylônes varie d'un projet à un autre. Elle a une influence sur la quantité de câbles et sur l'effort de compression induit dans le tablier par leur inclinaison. 16

Figure 7 Vue d'en haut d'un pylône

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4.3-

Principe de construction de ces pylônes

Pour permettre une érection correcte des pylônes, il faut une fondation résistante et parfaitement à niveau. D'abord, le sommier des piles en béton a été préparé et nivelé avec une grande précision car les conséquences seraient catastrophiques pour la suite des travaux. Sur ce support viennent des plaques d'acier d’environ 12,5cm d'épaisseur, soudées à des goujons d'acier d’environ 2cm de diamètre, eux même ancrés dans le béton de la pile. La précision est maintenant inférieure au millimètre. Une fois la partie inférieure fixée, on installe une plate forme d'acier comportant un mécanisme hydraulique qui lui permettait de grimper le long des jambes du pylône au fur et à mesure que leur construction progressait. Elle est assez résistante pour supporter deux grues destinées à hisser les éléments d'acier nécessaires à la construction de ses jambes par sections de 15m soudées sur place. Parfois, il n'y a qu'une seule grue. 5. Câbles Les câbles constituent l'élément porteur essentiel des ponts suspendus. Ils sont choisis car ils font travailler l'acier uniquement en traction, ce sont donc des éléments économiques comparés aux autres modes de construction. 5.1-

Généralités 17

Figure 8 Vue d'ensemble d'un câble Un câble est généralement constitué de plusieurs torons disposés régulièrement en hélice autour d'une âme centrale, en une ou plusieurs couches superposées. Un toron est composé de plusieurs fils d'aciers disposés régulièrement en hélice autour d'une âme centrale, en une ou plusieurs couches superposées. Un câble peut être composé d'un seul toron. Il s'agit alors d'un câble mono toron ou d'un câble hélicoïdal.

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5.2-

Constitution des câbles

Figure 9 Coupe droite du collier et du toron porteur

Anciennement, et encore actuellement pour les ponts de grande taille, les câbles sont assemblés sur le chantier. Les câbles sontt réalisés par simple juxtaposition des fils, ces fils sont son ensuite liés par ligature afin de les serrer et essayer de fermer le câble contre les entrées d'eau. La suspension (en acier non galvanisé) est constituée de chaque côté de l'ouvrage d'un faisceau à section hexagonale comprenant 37 torons de 72,6 mm de diamètre. diamètre. Chacun des torons unitaires comprend 6 couches de fils ronds de 4,1mm de diamètre (127 fils) recouvertes recouvertes par 2 couches de fils de 4,5 mm d'épaisseur. Chaque toron est relié aux massifs d'ancrage par l'intermédiaire de 3 tiges d'ancrages après passage passage au travers du collier d'épanouissement. Pour les grands ponts il est impossible ou très difficile d'employer des câbles préfabriqués en usine à cause de l'encombrement de ceux ci, en effet le diamètre de ces câbles peut atteindre plus d'un mètre sur une une longueur de plus de 1000 mètres. Les câbles sont donc assemblés sur le chantier.

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Figure 10 Suspentes Chacun des faisceaux est enserré par 64 colliers supportant une suspente constituée par deux câbles à double brins de 56 mm de diamètre. Ces câbles sont constitués de 139 fils ronds de 4,1 mm de diamètre. Les suspentes sont espacées de 9,95 m d'axe en axe. Les faisceaux des câbles s'appuient sur les pylônes par l’intermédiaire de selles d'inflexion fixes. 5.3-

Socles d'ancrage

Pour éviter l'allongement des câbles après leur mise en place, on pratique une opération appelée précontrainte qui consiste à tirer sur les câbles plusieurs fois jusqu'à ce qu'ils reviennent trois fois de suite à la même longueur

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5.4-

La tension dans les câbles

Figure 11 La tension dans les câbles Les forces de tension s'appliquant sur les câbles résultent encore une fois du poids du tablier, mais aussi du fait que les câbles soient attachés aux pylônes (ainsi F' a une même direction, une même valeur mais un sens opposé à F, ce qui tend à étirer les câbles, tel l'élongation de l'élastique, voir figure 11). La force de tension étant répartie proportionnellement sur les câbles, plus il y a de suspentes, moins chacune d'entre elles doit supporter une force élevée, et donc moins il y a de chance qu'il y ait rupture. Pour maîtriser les phénomènes de vibrations, Il existe des amortisseurs internes et externes placés à la base des câbles

Figure 12 Amortisseur interne

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Figure 13 Amortisseur interne IRD

6. Tablier Il existe deux moyens couramment utilisés pour monter le tablier. La première méthode consiste à amener les caissons par la route et de les mettre en place à l'aide de grues. Dans le second cas, on amène les éléments préfabriqués du tablier par péniches. Ces embarcations sont elles-mêmes équipées de grues et apportent les caissons à la bonne hauteur. Le reste du montage s'effectue de la même manière dans les deux cas. On commence par les deux extrémités en même temps afin que les efforts soient symétriques. Les caissons sont amenés à la bonne hauteur, emboîtés dans ceux déjà mis en place et enfin, suspendus. On progresse de cette manière pour arriver jusqu'au centre du pont où les deux parties se rejoignent. Le montage du tablier pose principalement deux problèmes. Le premier est lié au fait qu'on commence par les extrémités du pont. Lorsqu'on progresse de la sorte, les pylônes sont sollicités vers l'extérieur du pont (ce qui n'est pas leur but initial). Ce problème disparaît lorsque le tablier est totalement terminé. Cependant la résistance des pylônes doit être légèrement augmentée afin de pouvoir supporter ces efforts latéraux (même si ceux-ci disparaissaient lorsque le tablier est totalement achevé). Le second problème est né de ce que les raidisseurs du tablier ne peuvent être montés que lorsque le tablier est totalement terminé. De ce fait, pendant tout le montage du tablier, le pont est très vulnérable aux oscillations provoquées par le vent. Pour y remédier, on a recours à des renforts temporaires qui sont démontés dès que le tablier est en place. Les raidisseurs définitifs sont alors disposés tout au long du tablier. Le pont est alors capable de résister au vent.

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II-

Erection d’un pont suspendu 1- Méthodes d’érection

Les méthodes de construction sont influencées par la nature de l'ouvrage, le coût, le choix du constructeur, et surtout les caractéristiques géographiques. Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour un même ouvrage. Un viaduc est constitué par des piles et un tablier. Les éléments constituant la pile d'un viaduc sont soit préfabriquées dans une usine, soit coulées successivement en place. Les piles doivent s'appuyer sur une couche géologique stable. Le tablier est constitué de voussoirs, là aussi préfabriqués ou coulés en place. En général, l’autoroute comporte un viaduc par sens de circulation. Une autre solution, permettant parfois de gagner du temps et de l’argent, consiste à constituer un seul et même ouvrage pour les deux sens de circulation grâce à un caisson bicellulaire. 1.1-

Encorbellement

22

Figure 14 Vue schématique d'un encorbellement Tous les voussoirs du viaduc sont pressés les uns aux autres par des câbles de précontrainte qui peuvent être placés pendant l’assemblage ou bien dès la fin de la construction. Des mesures sont faites tous les jours pour contrôler que le tablier reste bien conforme à ce qu’il devra être une fois terminé. Suite à ces mesures, des corrections sont éventuellement faites. La rigueur du travail et des contrôles permettent des erreurs infimes de trois ou quatre centimètres. Une fois construit et au fil des années, les ouvrages d’art font l’objet de mesures régulières visant à prévenir les mouvements de l’ouvrage causés, en Lamine CISSE, 4ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

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particulier, par les mouvements du sol. Si ces mouvements se confirment et que l’ouvrage est en péril, des solutions peuvent être apportées. On peut rajouter des câbles de précontraintes au viaduc. Un viaduc peut également être conçu pour résister aux séismes.

1.2-

Poutre de lancement

Le premier voussoir est fixé sur le sommet de la pile. Le deuxième voussoir vient ensuite se fixer provisoirement au premier avec des barres horizontales. Le troisième voussoir est lui fixé de la même façon, de l'autre côté de la pile pour rétablir l’équilibre. Les voussoirs présents de chaque côté du premier élément placé sur la pile vont être fixés de manière définitive par des câbles de précontrainte. L’opération, en rétablissant continuellement l'équilibre de chaque côté de la pile, est répétée jusqu'à la jonction des chantiers voisins. Le dernier élément est fait sur mesure.

23

Figure 15 Vue schématique d'une poutre de lancement La partie réalisée soutient la partie en suspension dans le vide, tant que la pile suivante n'est pas atteinte. Le principe est répété autant de fois que nécessaire, de pile en pile.

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1.3-

Le poussage

Le poussage consiste à construire l’ouvrage sur le rebord de plateau et à pousser au fur et à mesure le tablier du viaduc sur les piles. Des vérins soulèvent le tablier pesant plusieurs centaines de tonnes puis d’autres vérins le poussent sur une vingtaine de centimètres. Les vérins de soulèvement se déplacent avec le tablier en glissant sur une semelle spéciale. Les vérins horizontaux arrivés en bout de course font revenir les vérins de soulèvement. L’opération est répétée autant de fois que nécessaire

24

Figure 16 Vue schématique du poussage

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III-

Actions sur le pont

1- Bilan des forces La résistance à la rupture d’un câble d’un pont suspendu est à peu prêt égale à 170 daN/mm2. Si ce câble a un diamètre de 20 cm environ :
    ’      â

•

Rg =

•

Rg =  

•

Fmax = Rg x surface

•

Fmax = Rg x π x (  ) 2

•

Fmax = 170 dan x π x (

•

Fmaxt = 5.3407075111 x 107 Newtons

 




 

)2

2- Résistance a la rupture Un corps devient instable si son état d’équilibre subit une perturbation. Dans le cas de l’instabilité des ponts suspendus, les interactions entre les forces aérodynamiques oscillantes et les structures peuvent provoquer des vibrations importantes et désastreuses. La largeur du tablier est un élément essentiel quant à la stabilité du pont. Le vent engendre des effets très importants sur le tablier des ponts suspendus qui offrent une surface portante relativement conséquente au vent. Il est donc nécessaire dans ce cas d’améliorer la rigidité du tablier. Une grande activité de recherche dans le domaine de la stabilité aéro-élastique des ponts suspendus a pris naissance, suscitant ainsi l’attention de nombreux ingénieurs. Il a été constaté que certains ponts suspendus se mettent à vibrer dans certains vents, alors que d’autres sont parfaitement insensibles à ces forces aérodynamiques. Ces vibrations spéciales ne sont excitées que dans une gamme de vitesses étroite. Le vent peut entraîner deux type de forces : les forces de portances (qui sont dirigées suivant la verticale) et les forces de traînées (qui sont dirigées suivant une horizontale parallèle au vent et dans le même sens que ce dernier). La forme des tabliers étant relativement grossière (formes non profilées), l’air ne peut pas s’écouler de manière laminaire, formant une couche d’air autour du tablier (cette couche s’appelle « couche limite »), qui se décolle de manière périodique et provoque des Lamine CISSE, 4ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

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tourbillons en aval du pont. Il en résulte des oscillations, oscillations, qui peuvent provoquer des instabilités où l’amplitude de vibration vibr croît jusqu’à la rupture. .

Figure 17 oscillations d'un pont 26

De ces déplacements naissent trois déformations : • Une torsion du tablier. • Une flexion verticale due au soulèvement du tablier. • Une flexion latérale due au recul du tablier dans le sens du vent. Par calcul, on peut déterminer la fréquence et l'amplitude des oscillations et on dispose de suffisamment d'informations pour configurer le pont afin afin qu'il résiste au vent. Laa théorie pure ne suffit plus à faire des prévisions du comportement des ponts dans le vent. De plus, aucun des divers phénomènes d’aérodynamique in stationnaire ne se prête à une mise en équation exacte et les coefficients nécessaires nécessaires à des calculs prévisionnels ne peuvent donc être obtenus qu’à l’aide d’expérience en soufflerie. En effet, plus la longueur du pont est importante et plus on peut craindre des problèmes d’instabilité au vent. C’est pourquoi, des expériences en soufflerie soufflerie sur des maquettes de ponts permettent de compléter efficacement les études théoriques. Par ailleurs certains paramètres du pont suspendu sont importants du point de vue constructif mais le sont moins si on s’intéresse à son comportement dynamique. Lee modèle réduit qui permettra d’étudier le comportement du pont dans le vent au moyen en d’une soufflerie pourra être nettement simplifié par rapport au pont réel. Ce sont des études expérimentales qui permettent de détecter d’éventuels problèmes face aux forces aérodynamiques. Des D études ont montré la sensibilité aux vents tourbillonnants autour des extrémités supérieurs des pylônes. Les ingénieurs ont donc mis en place des Lamine CISSE, 4ème ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

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pylônes de sections cruciformes équipés d’amortisseur de vibration (dispositifs comportant des pendules qui oscillent dans une direction opposé à celle du pylône). Les spécialistes ont trouvé qu'un type particulier de torsions du tablier (lié à certains vents) peut provoquer l’écroulement d’un pont s'il ne possédait pas d'amortissement. C'est à nouveau grâce à une étude en soufflerie que les ingénieurs ont décidé de concevoir une travée renforcée qui ne présente pas de résonance. Des plaques de stabilisation verticales sont installées. Elles permettent d'amortir les oscillations. Les risques de résonance sont encore réduits par des grilles posées sur la partie centrale et sur les deux côtés du pont.

3- Actions sur les structures IL concerne le poids volumique, le poids propre, les charges d'exploitation des bâtiments 3.1-

Valeurs caractéristiques du poids propre

Les valeurs caractéristiques du poids propre (P), des dimensions et du poids volumique doivent être déterminées conformément à l'EN 1990, 4.1.2. 3.2-

Dispositions complémentaires particulières pour les ponts

Pour les parties non structurales, telles que le ballast sur les ponts-rails, ou le remblai sur les structures enterrées telles que les buses, et si le matériau est présumé se consolider, se saturer ou changer par ailleurs de propriétés en cours d'usage, il convient de prendre en considération les valeurs caractéristiques inférieure et supérieure du poids volumique. 3.3• • 3.4• • • •

Poids propre des constructions (cas usuels) Structures en béton armé et précontraint : dimensions nominales, 25kN/m3. Structures métalliques : dimensions nominales, 77 à 78,5 kN/m3 – Adopter 78 kN/m3 Poids des équipements Pour la plupart des équipements, poids moyens ou nominaux. Pour les revêtements des ponts routiers, fourchette de : ± 20% si rechargement prévu, + 40% ;- 20% si rechargement non prévu. Le poids nominal des réseaux de conduites est tolérancé de ± 20%. Les valeurs caractéristiques du poids de ballast pour un pont ferroviaire sont obtenues en ajoutant ou retranchant 30% à l'épaisseur totale nominale, à spécifier.

L’Eurocode donne une information pratique sur les poids volumiques, de telle sorte que le produit du poids volumique indiqué par la hauteur de stockage donne pour les matériaux en vrac une valeur unitaire de la charge avant toute redistribution. Pour certains produits, comme les métaux et les liquides, il y a une forte influence des conditions de stockage. Lamine CISSE, 4ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

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La charge doit alors être évaluée en tenant compte pour les métaux des vides effectifs et pour les liquides de leur conditionnement et de leurs conditions de stockage.

4- Actions dues à l’eau Intensité de la force horizontale totale Fwa (N) exercée par les courants sur la surface verticale :

F wa =

1 2 k ρ wa h b v wa 2

28

vwa :

vitesse moyenne de l'eau rapportée à sa profondeur, exprimée en m/s

rwa :

masse volumique de l'eau, exprimée en kg/m3

h: profondeur de l'eau, sans prendre en compte la profondeur d'affouillement local, exprimée en m b:

largeur de l’obstacle, exprimée en m

k:

coefficient de forme

k = 1,44 pour un obstacle de section carrée ou rectangulaire en plan, k = 0,70 pour un obstacle de section circulaire en plan. NOTE : Fwa peut être utilisée pour vérifier la stabilité des piles de ponts et des batardeaux, etc. Une formulation plus précise peut être utilisée pour Fwa pour le projet individuel. Le cas échéant, il convient de représenter l'accumulation potentielle de débris par une force Fdeb (N) et de la calculer pour un obstacle de forme rectangulaire par exemple, à partir de l'expression : 2 Fdeb = kdeb Adeb vwa

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kdeb :

paramètre de masse volumique des débris, exprimé en kg/m3

vwa :

vitesse moyenne du débit d'eau, exprimée en m/s

Adeb : aire d'obstruction créée par les débris piégés et le cintre, exprimée en m2 La valeur recommandée de kdeb est égale à 666 kg/m3.

5- Charges de construction Il y a lieu de représenter les charges de construction dans les combinaisons d’actions par une action variable unique Qc comprenant, lorsqu’il y a lieu :

Qca Qcb Qcc

6 catégories de charges

Qcd Qce Qcf Le groupe de charges à prendre en compte dépend du projet particulier. 5.1-

Charges de construction Qca Charges dues au personnel d’exécution, à l’encadrement et aux visiteurs, avec un équipement de chantier léger

Représentées par une charge uniformément répartie Valeur recommandée : qca, k = 1,0 kN/m2 Charges de construction Qca (+ Qcf) en cours de bétonnage

Charges dues au personnel d’exécution, à l’encadrement et aux visiteurs, avec un équipement de chantier léger, en cours de bétonnage. Les actions à prendre en compte simultanément en cours de bétonnage peuvent comprendre, s’il y a lieu, le poids du personnel d’exécution avec équipement de chantier léger Lamine CISSE, 4ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

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(Qca), des coffrages et des éléments porteurs (Qcc) ainsi que le poids du béton frais (qui est un exemple de charge Qcf).

5.2-

Charges de construction Qcb

Stockage d’éléments déplaçables (par ex. matériaux pour les bâtiments et de construction, éléments préfabriqués, et équipements)

Représentées par une charge uniformément répartie et une charge concentrée. Les valeurs caractéristiques recommandées sont : qcb, k = 0,2 kN/m2 Fcb, k = 100 kN 5.3-

Charges de construction Qcc

Matériels non permanents en position de fonctionnement en cours d’exécution, soit fixes (par ex. panneaux de coffrage, échafaudages, cintres, machines, conteneurs) soit déplaçables (par ex. équipages mobiles, poutres de lancement et avant-becs, contrepoids).

En l’absence de toute information pour le projet considéré, le modèle recommandé est une charge uniformément répartie de valeur caractéristique recommandée : qcc, k = 0,5 kN/m2 5.4-

Charges de construction Qcd

Machines et équipements lourds déplaçables, généralement à roues ou à chenilles (par ex. grues, ascenseurs, véhicules, chariots élévateurs, générateurs, vérins, dispositifs de levage lourds) 5.5-

Charges de construction Qce

Accumulation de matériaux de rebut, par exemple excédent de matériaux de construction, déblais ou matériaux de démolition (ne concerne que les bâtiments)

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5.6-

Charges de construction Qcf

Charges dues à des parties d'une structure en phases provisoires (en cours d'exécution) avant que les actions de calcul finales ne développent leurs effets, telles que les charges dues aux opérations de levage. 6- Actions Accidentelles Les actions accidentelles telles que les chocs dus à des véhicules de construction, grues, équipements ou matériaux de construction en cours de déplacement (par exemple benne de béton frais), et/ou la défaillance locale d’appuis définitifs ou provisoires, y compris les effets dynamiques, pouvant entraîner l'effondrement des éléments structuraux porteurs, doivent être prises en compte lorsqu’il y a lieu. Il est recommandé de définir et de prendre en compte, le cas échéant, l'action due aux chutes d'équipements sur ou à partir d'une structure, y compris les effets dynamiques. Il faut évaluer les effets des actions décrites dans les paragraphes ci-dessus afin de déterminer la possibilité de déclencher un mouvement de la structure ; il faut aussi déterminer l'ampleur et l'effet de tout mouvement de ce genre, et d’évaluer la possibilité d'un effondrement progressif. 7- Analyse aérodynamique 31

Il est nécessaire de commencer par étudier le comportement des vents à l'endroit où le projet prend place. Les données nécessaires sont : • • •

l'intensité du vent sa direction sa fréquence

Ces données ne sont cependant par récoltées à l'endroit même où se tiendra le pont, mais dans les stations météos, aéroports,... environnants. Elles sont ensuite approximées sur le site précis. Le choix des conditions de vent pour l'étude aérodynamique du pont est donc fortement dépendant de cette approximation. 7.1-

La résonance

L'étude du phénomène de résonance est très importante lors de la construction d'un pont. Une maquette sera nécessaire pour chaque pont afin de déterminer les éventuelles instabilités dues notamment aux vents. La résonnance est l'état dans lequel se trouve un système mécanique qui, en réponse à une force appliquée, vibre à une fréquence voisine ou égale à la fréquence naturelle du système. La fréquence naturelle, ou fréquence de résonance, est celle à laquelle le système vibrerait s'il était excité ponctuellement. Lamine CISSE, 4ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

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Un pont suspendu, dont le tablier est maintenu par des câbles, peut effectuer des oscillations verticales, transversales ou de torsions. À chacun de ces types d'oscillations, correspond une période propre. Si le pont oscille à la même fréquence qu'une de ses fréquences propres, il entre en résonance. La force excitatrice (ici le vent, ou le trafic) fournit continuellement de l'énergie à la structure au moment précis pour que l'oscillation soit renforcée. Alors, l'amplitude de l'oscillation augmente théoriquement indéfiniment, mais la rupture (dans notre cas) intervient bien avant. Dans d'autres cas, de l'énergie peut être perdue comme chaleur, son, lumière,... de manière à ce que l'énergie reçue par le système soit égale à celle qu'il dissipe ou la structure peut changer de dynamique, ce qui entraîne une différence entre la fréquence de résonance et la fréquence de la force excitatrice (donc on évite la résonance). En revanche, si elles ne sont pas à la fréquence de résonance ou à l'une de ses harmoniques, les vibrations d'un système ont tendance à s'amenuiser rapidement et finissent par disparaitre (amortissement). Pour éviter que la structure entre en résonance, on en modifie sa masse et sa rigidité. Accroître sa rigidité permet d'augmenter sa fréquence de résonance tandis qu'une augmentation de sa masse a pour effet de réduire cette même fréquence. On peut également installer divers dispositifs d'amortissement. 7.2-

Allée de tourbillons de Karman

32

Figure 18 Allées de tourbillons da Karman Une allée de tourbillons de Karman est un motif périodique de tourbillons causés par la séparation instable d'un écoulement autour de corps peu profilés. Une allée de tourbillons ne peut s'observer qu'à l'intérieur d'un intervalle donné. Généralement entre un système de tourbillons attaché à l'obstacle et la turbulence. Lorsqu'un tourbillon se détache, un écoulement dissymétrique se forme autour du corps, ce qui modifie la distribution des pressions. Cela signifie que la séparation alternée des tourbillons peut créer sur ce corps une portance périodique, cause de vibrations. Si la fréquence de séparation est voisine de la fréquence propre d'une structure, cela crée une Lamine CISSE, 4ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

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résonance. C'est cette vibration forcée qui, à la fréquence correcte, fait «chanter» les lignes électriques ou celles de téléphone, augmente à certaines vitesses les vibrations des antennes des voitures. Dans divers problèmes techniques, ce phénomène peut avoir des conséquences beaucoup plus dommageables (rupture de ponts suspendus, écroulement de cheminées. L'expérience montre que la fréquence f de détachement des tourbillons dépend essentiellement des grandeurs suivantes : • • • •

7.3-

une dimension D caractéristique de l'obstacle, la vitesse V de l'écoulement loin de l'obstacle, la masse spécifique ρ du fluide, sa viscosité dynamique µ. Flottement

Le flottement est une vibration spontanée qui a lieu quand une surface de portance plie sous une charge aérodynamique. Les forces fournissant l'énergie au mouvement sont dans ce cas contrôlées par le mouvement lui même. Le vent crée une force de portance qui agit excentriquement, ce qui provoque un moment de torsion, qui, lui, modifie l'angle d'attaque et donc la force de portance créée par le vent augmente (figure 19). Une fois que la charge se réduit, la déflection se réduit, la structure reprend sa forme originale, la charge initiale réapparait et le cycle recommence. Les mouvements qui apparaissent sont des mouvements de flexion et de torsion. Si ces deux mouvements agissent à des fréquences semblables et en concordance de phases, la réaction devient catastrophique. Les amplitudes augmentent rapidement sans aucune autre limite que la destruction de l'ouvrage, soit par fatigue, soit à cause d'une oscillation trop importante. Ces deux modes de rupture sont liés. En effet, l'accumulation de fatigue tend à diminuer le point de rupture de la structure. Dans des cas extrêmes, la structure étant élastique, elle revient plus loin que son point de départ lorsque la charge initiale se réduit, causant alors une nouvelle charge dans une direction opposée à celle de départ (figure 21).

Travée dans sa position initiale

Vent Figure 19

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Travée tournant dans le sens des aiguilles d’une montre

Vent Figure 20

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Travée tournant dans le sens Contraire des aiguilles d’une montre

Vent Figure 21 Pour éviter ce phénomène, il faut que la vitesse critique de flottement du pont soit supérieure à toute vitesse de vent possible sur le site, avec une sécurité suffisante. Un moyen d'y parvenir est de choisir un tablier aussi aussi rigide que possible à la torsion. D'autre part, plus un tablier sera large, plus son comportement au flottement sera favorable. Lee flottement n'est pas un phénomène de résonnance car le vent n'a pas la même fréquence que celle de torsion du tablier.

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7.4-

Amélioration du design du pont

Le tablier adopte différentes formes selon les époques, les pays et les portées. En Europe, l'évolution s'est faite vers des formes profilées en caisson offrant une faible prise au vent et garantissant une bonne stabilité aux effets aérodynamiques. En revanche, au Japon comme en Amérique, la poutre de rigidité de type triangulée conserve la faveur. D'une manière générale, il faut éviter les tourbillons susceptibles de provoquer l'effet Karman et il faut qu'il y ait un minimum ou pas de force de soulèvement ni de moment provoquant des oscillations de torsion. • Une section fine, présentant une faible surface au vent est toujours meilleure. • Pour limiter les phénomènes de résonance, il faut veiller à donner au tablier une forme profilée avec des bords d’attaques aigus (ce qui permet de diminuer l'intensité des tourbillons) et se prémunir contre le phénomène de flottement (Flutter) • Tout dispositif capable de détruire l’uniformité des vents est favorable. • Il faut essayer d'augmenter la fréquence naturelle de vibration pour une section de pont donnée. Pour les ponts de petites et moyennes portées, cela peut être réalisé en augmentant la raideur de la section. Ce n'est pas le cas pour les longues portées où, pour des raisons économiques, on ne peut pas obtenir une augmentation de la fréquence avec un quelconque matériau. • Une augmentation de la raideur due à une augmentation du poids augmente la capacité qu'a la structure d'emmagasiner de l'énergie sans augmenter proportionnellement la vitesse à laquelle le vent peut lui apporter de l'énergie. En conséquence, le temps nécessaire pour créer une vibration d'amplitude inadmissible est considérablement agrandit. • On cherche à amortir les oscillations de la structure à l'aide de plaques de stabilisation par exemple. Les effets négatifs de certains vents, découverts en soufflerie, sont éliminés en modifiant la partie soumise à ces contraintes • Les recherches ont indiqué qu'un pont est d’autant plus stable dans le vent quand il est large car son comportement au flottement est meilleur. Il faut donc éviter les ponts longs et étroits. • Outre le tablier dont on a vu l'intérêt à le profiler, les suspentes sont également un terme important dans le comportement de l'ensemble. Les formes évoluent vers des dispositions inclinées en V ou croisées en X qui améliorent l'effet de répartition des surcharges sur les câbles porteurs et augmentent l'amortissement de la structure. 7.5-

Instabilité sismique

Les séismes provoquent des oscillations sur le tablier et sur le pont dans son ensemble. Pour les faibles portées, il est d'usage d'admettre que le mouvement du sol agit simultanément sur toute la structure. En d'autres mots, la longueur d'onde des vibrations du sol sont longues en comparaison avec la dimension de la structure. Pour les longues portées, comme les ponts suspendus ou à haubans, la structure peut être sujet à des mouvements différents à chacune de ses fondations. Lamine CISSE, 4ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

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Ici aussi, des études préliminaires sont réalisées. Il est nécessaire d’utiliser les ressources historiques afin d’élargir la fenêtre d’observation. Des informations nous sont également données par des accélérogrammes: ce sont des graphiques qui représentent l'évolution de l'accélération au cours du temps, en g/sec. On synthétise ces données sismologiques connues puis on évalue les paramètres caractéristiques du mouvement sismique au site du pont par des approches probabilistes et déterministes.

IV-

Matériaux nécessaires

Les principaux matériaux de construction des ponts suspendus et leurs caractéristiques physiques. Les principales innovations de la sidérurgie qui ont permis le succès des aciers dans la construction des ponts sont les suivantes : • • • • • •

Des nuances au ratio résistance/masse toujours plus élevé, d’où un allègement des structures. Des aciers capables de couvrir des portées plus grandes. De supporter des charges plus importantes. De créer des formes inédites. Des aciers soudables sans précautions particulières ou autorisant des assemblages de nuances différentes. Des aciers résistant mieux à la corrosion 36

La sidérurgie s’est concentrée également sur : • • • •

L’amélioration du rapport qualité/prix des aciers. Sur l’élargissement des gammes dimensionnelles des tôles. Sur l’amélioration des tolérances sur épaisseur et la réalisation de tôles à épaisseur variable. Et enfin sur le développement des tôles thermomécaniques en fortes épaisseurs et à soudabilité exceptionnelle.

1- L’Acier Cet alliage de fer et de carbone supporte très bien les efforts soumis à la structure des ponts suspendus. Ce matériau possède malheureusement des inconvénients importants. En effet l’acier est peu résistant aux faibles températures, il devient fragile ; de plus il est souvent victime à la fatigue. Les aciers suivant leur constitution sont utiles à de nombreux usages. On les différencie grâce à leur limite d’élasticité : il s’agit de la limite d’une force, exercée sur un matériau, audessus de laquelle ce matériau subit des dégâts irréversibles. Ainsi un matériau subissant une force supérieure à sa limite d’élasticité est déformé définitivement. Une autre limite caractérise les aciers : la limite de rupture. Cette fois-ci le matériau ne subi pas des déformations irréversibles mais il se rompt littéralement.

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1.1-

Acier à Haute Performance

Développement

La résistance, la soudabilité, la résilience à basse température (ténacité) et les propriétés anticorrosion sont améliorées de manière importante par rapport aux aciers conventionnels. De plus, la ductilité des aciers à haute performance est comparable à celle des aciers conventionnels. L’amélioration des propriétés des aciers à haute performance est rendue possible par la diminution du pourcentage de carbone et d’équivalent de carbone (augmentation de la soudabilité), par la diminution du pourcentage de souffre (augmentation de la résilience), par la diminution de certains autres éléments d’alliage ainsi que par l’utilisation de procédés de fabrication utilisant des traitements thermiques de l’acier (augmentation de la résistance). Des pratiques recommandées de soudure et des produits d’apport ont pu être développés pour utilisation avec ce nouveau type d’acier. Les différents types d’acier existants sur le marché possèdent tous une certaine combinaison de propriétés chimiques et mécaniques qui déterminent à quel point un acier particulier pourra bien remplir les fonctions escomptées pour une application donnée. La résistance, la soudabilité, la résilience, les propriétés anticorrosion et la ductilité sont toutes les caractéristiques importantes pour déterminer à quel point un acier est performant. Pour le cas qui nous intéresse, un acier à haute performance peut être défini comme possédant un ensemble de caractéristiques lui permettant d’obtenir des performances optimales améliorées par rapport aux aciers conventionnels, tout en demeurant économiquement rentable pour la construction de ponts en acier. 1.2-

Les aciers thermomécaniques

Ils sont obtenus lors de l’opération de laminage par un processus thermomécanique. Ces nuances présentent de hautes limites d’élasticité tout en conservant une bonne aptitude au soudage, y compris pour de fortes épaisseurs (150 mm), et ce généralement sans préchauffage. Le laminage est un procédé de fabrication par déformation plastique. C'est lors du laminage à froid que le métal voit ses caractéristiques mécaniques changées, en effet l'écrouissage local (déformation plastique) augmente la zone de déformation élastique. La limite d'élasticité est repoussée, mais la résistance à la rupture est constante (il s'agit d'une propriété interne du matériau). 1.3-

Les tôles profilées en long

Les tôles profilées en long sont des tôles qui sortent directement du laminoir avec une épaisseur qui varie dans sa longueur. On les appelle aussi les tôles à épaisseurs variables. En ce qui concerne les ponts, les différentes sections du tablier d'un pont ne sont pas soumises aux mêmes contraintes. Ainsi donc en utilisant des tôles PL, l’épaisseur du métal est Lamine CISSE, 4ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

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exactement adaptée aux contraintes auxquelles sera soumise cette partie de tôle une fois le tablier en service. On peut imaginer alors aisément l'importance de cette technique dans la construction des ponts en acier. Voici ci-dessous les principaux avantages du procédé : • • • • • • • • •

Economie de poids Economie de temps et de coûts de fabrication Coûts d’entretien réduits Evite des jonctions boulonnées Onéreuses Poids de transport et de montage réduit Amélioration de la sécurité des éléments de structure, en particulier en cas d’efforts alternés Déplacement des soudures dans des secteurs moins sollicités Réduction du nombre de soudures Ajustement optimal de la coupe transversale au tracé réel de tension

38

Figure 22 Conception d'une PRS: 2 solutions 1.4-

Les aciers auto-patinables

Il s'agit d'aciers à résistance améliorée à la corrosion atmosphérique : ces aciers faiblement alliés ont, dans certaines conditions d’exposition, la faculté de se recouvrir d’une couche protectrice dite « patine ». L’intérêt : diminuer les contraintes de maintenance ou de remise en peinture et assurer la pérennité de l’ouvrage.

1.5-

Influence de la température

Un des inconvénients des ponts métalliques, c'est leur sensibilité aux différences de température. Ainsi le pont peut s'agrandir ou diminuer suivant l'heure et la saison. Pour information, le coefficient de dilatation de l'acier est de 12,0×10−6. Lamine CISSE, 4ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

Même si le mouvement est faible, la force est absolument considérable et malgré les ancrages, le pont risque de se déplacer. Voici quelques solutions pour éviter de forts mouvements de dilatation et rétractation dans les ponts : •

•

Soit La dilatation thermique est compensée par des rainures : Les différentes parties du pont ne sont pas exposées au soleil et à la chaleur atmosphérique de manière uniforme. Sans l'espace laissé par les rainures, le pont se déformerait. Soit La dilatation est compensée par des joints de dilatation. Les joints de dilatation permettent aussi de compenser de forts mouvements de dilatation et rétractation dû à une intensification du trafic, à un alourdissement des véhicules et à de nouvelles exigences de confort de conduite.

39

V-

Le soudage des aciers à hautes performances 1- La soudabilité métallurgique

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TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

La soudabilité métallurgique est définie par : • Le niveau de précautions à prendre pour éviter la fissuration à froid en ZAT (Zone Affectée Thermiquement) et en ZF (Zone Fondue): Choix des apports, nécessité ou non du préchauffage et du post chauffage • Les caractéristiques mécaniques (traction -résilience) du joint (ZAT et ZF) Les aciers concernés -Les aciers thermomécaniques S460M -Les aciers trempés revenus S460 Q à S690 Q 2- Leur comportement actuel vis à vis du soudage -les aciers S460M et S460Q: soudabilité bien meilleure que celle des aciers normalisés de grade équivalent, voire meilleure que celle des aciers S355 -Cependant nécessité de certaines précautions spécifiques, notamment du fait de la zone fondue -les aciers trempés revenus S500Q à S690Q : soudabilité des meilleurs aciers actuels très supérieure à celle des premiers aciers de ce type. Ils demandent toutefois quasi systématiquement la mise en œuvre de préchauffage, voire de post chauffage, mais à des températures modérées. Il nécessite un contrôle rigoureux de tous les paramètres de soudage (T entre passes, taux H2) 40

Figure 23 Comparaison des carbones équivalent max. autorisés pour différentes nuances thermomécaniques et trempées revenues

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TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

3- Aciers S460M 3.1- Procédés de soudage les plus utilisés -Electrode enrobée basique -sous flux en poudre -soudage MAG avec fil fourré de poudres métalliques -soudage MAG avec fil fourré sans gaz de protection Large choix de produits d'apport présentant les caractéristiques mécaniques (traction, résilience) requises. Impératif particulier: malgré la très bonne soudabilité métallurgique de ces aciers il est impératif de choisir des produits d'apport présentant des taux d'hydrogène très bas (H5), pour éviter le risque de fissuration en zone fondue 3.2-

Le risque de fissuration à froid en Zone Fondue

Il est fonction de la composition chimique de la zone fondue et du taux d'hydrogène diffusible du produit d'apport. Nécessité d'un taux de Mn suffisant pour obtenir les caractéristiques mécaniques requises en Zone Fondue. Il y a obligation d'utiliser des produits de classe H5 pour éviter le risque de fissuration en zone fondue. H5 : Structures dont la sollicitation prépondérante est statique, épaisseur de matériau 16 mm

3.3-

Le risque de fissuration à froid en Zone Affectée Thermiquement

Faibles valeurs de Carbone équivalent plus nécessité d'utiliser des apports à faible taux d'hydrogène diffusible, du fait de la zone fondue = absence de risque fissuration à froid en Zone Affectée Thermiquement dès que les énergies de soudage sont supérieures à 10 kJ/cm ⇒le préchauffage n'est généralement pas nécessaire (dégourdissage, en fonction des conditions climatiques) 3.4-

Caractéristiques mécaniques du joint

3.4.1- Zone fondue L’offre du fournisseur est telle qu'il est assez aisé de trouver des apports présentant des caractéristiques mécaniques de traction et de résilience en rapport avec celles du métal de base.

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41

TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

Les caractéristiques mécaniques sont peu dégradées par les énergies de soudage et les températures entre passes élevées, tant que l'on reste dans le cadre des pratiques usuelles relatives aux aciers normalisés de grade équivalent

3.4.2- Zone Affectée Thermiquement Par rapport aux aciers normalisés de grade équivalent, la réduction des teneurs en carbone, silicium, niobium, et l'ajout de titane, permettent d'utiliser des énergies de soudage élevées sans détériorer la résilience en Zone Affectée Thermiquement Un adoucissement localisé peut survenir en Zone Affectée Thermiquement, mais sauf mise en œuvre d'énergie extrêmement élevées vis à vis de l'épaisseur soudée, cette zone est suffisamment étroite pour ne pas dégrader les propriétés de traction du joint

3.5- Chaudes de retrait Définition La pratique des chaudes de retrait consiste à chauffer localement le métal en vue de réduire les déformations résultant d'opérations antérieures telles que le soudage, ou de produire volontairement des déformations impossibles à obtenir par un moyen mécanique, par exemple la courbure progressive d'une grosse poutre. Les chaudes de retrait génèrent des cycles thermiques et imposent des gradients de température susceptibles de modifier la structure métallographique du métal et de dégrader ses caractéristiques initiales. L'objectif essentiel de l'opérateur est d'obtenir une déformation satisfaisante sans pour autant dépasser une température maximale, variable selon la nuance de l'acier. Les températures maximales de à la surface doivent être comprises entre 800 et 1 200 °C, selon la nuance et l'épaisseur afin de n'entraîner ni dégradation de la résistance mécanique ou de la tenue à la corrosion, ni augmentation de la fragilité. Globalement, ces aciers permettent l'utilisation de chaudes de retrait efficaces Impératif particulier : il est nécessaire de contrôler et de limiter les températures maximales atteintes: •chaudes en ligne : Tmax= 900°C La pièce est chauffée dans le sens longitudinal de la soudure mais de l’autre côté de la soudure de sorte que la pièce est redressée par les tensions de retrait. •chaudes triangulaires : Tmax= 650°C Pour corriger une déformation dans des constructions plus importantes et plus complexes, il est nécessaire de chauffer de plus grandes parties en combinaison avec des chaudes de retrait linéaires. Cette façon de faire a pour objectif de faire rétracter une partie de la construction et de faire revenir le matériau dans sa forme exacte. Il faut appliquer des chaudes de retrait triangulaires afin d’avoir une température uniforme sur toute l’épaisseur de la tôle. Pour des

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42

TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

épaisseurs plus importantes, il peut être nécessaire d’utiliser deux chalumeaux, un de chaque côté de la tôle.

4- Aciers S690 Q 4.1-

Procédés de soudage les plus utilisés

-Electrode enrobée basique -sous flux en poudre -soudage MAG avec fil massif -soudage MAG avec fil fourré de poudres métalliques choix de produits d'apport assez large, bien que moins large que pour les aciers S460 Impératifs particuliers: •choisir des produits d'apport présentant des taux d'H2 très bas (H5), pour minimiser les précautions requises vis à vis du risque de fissuration à froid en Zone Affectée Thermiquement et Zone Fondue •prendre garde au risque "d'undermatching", le métal de base ayant souvent un Re nettement supérieur à 690MPa 43

4.2-

Le risque de fissuration à froid en Zone Affectée Thermiquement

Point particulier

Les conditions de soudage établies pour un approvisionnement donné ne peuvent être transposées sans vérifications à un autre approvisionnement "équivalent selon norme" en regard des caractéristiques mécaniques élevées, les températures de préchauffage nécessaires restent relativement limitées.

Figure 24 Conditions de soudage

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4.3-

Le risque de fissuration à froid en Zone Fondue

La composition chimique de l'apport est souvent "plus chargée" que celle du métal de base. Dans ce cas, établir les conditions de soudage en fonction de l'apport (essais TEKKEN par ex.), et choisir un apport à bas taux d'H2. Le type d’essais est choisi en fonction de la configuration de l’assemblage. Les essais d’implants conviennent ainsi à l’étude du risque de fissuration en zone thermiquement affectée (ZAT). Pour les assemblages en aciers de construction thermomécaniques, le risque de fissuration à froid se déplaçant parfois de la Zone Affectée Thermiquement vers la zone fondue, l’étude du risque de fissuration longitudinale en première passe se fait plutôt au moyen d’essais Tekken. L’essai UGroove permet, quant à lui, d’évaluer le risque de fissuration en zone fondue dans le cas des soudures multi-passes. Il permet également d’étudier une forme de fissuration à froid particulière : la fissuration en chevron. Ces essais permettent de définir les conditions de soudage : procédé, énergie de soudage, températures de pré et post chauffage, permettant, pour un matériau donné, de limiter le risque de fissuration à froid.

44

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4.4- Caractéristiques mécaniques du joint 4.4.1- Zone Fondue Possibilité de trouver des produits alliant bonnes caractéristiques de traction et bonnes résiliences. 4.4.2- Points particuliers -Risque d'undermatching (Un undermatching correspond à une Zone Fondue plus faible en dureté que le métal de base) lors des essais de traction travers (la limite d’élasticité Re du métal de base souvent très supérieure au mini de la norme) -Nécessité de limiter les énergies de soudage et les températures de préchauffage entre passes pour préserver les caractéristiques de traction de la Zone Fondue.

45

Figure 25 Effet de l'énergie de soudage sur Re et Rm en zone fondue

4.4.3- Zone Affectée Thermiquement -Possibilité d'obtenir de très bonnes caractéristiques de résilience en ZAT -Nécessité de limiter le Tr800-500 pour conserver ces bonnes caractéristiques (Tr800-500 < 15 à 20s)

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4.4.4- Chaudes de retrait Globalement, ces aciers permettent l'utilisation de chaudes de retrait efficaces impératif particulier : il est nécessaire de contrôler et de limiter les températures maximales atteintes: •chaudes en ligne : Tmax= 800°C •chaudes triangulaires : Tmax= 600°C -650°C 5- Résumé Aciers S460 (M ou Q) •très bonne soudabilité : en général, pas de nécessité de préchauffage (dégourdissage éventuel) •précaution particulière: mettre en œuvre des produits d'apport à bas ou très bas taux d'hydrogène: choix du produit (H5 et mieux)

Aciers S500 à S690 Q •soudabilité très correcte au regard des caractéristiques mécaniques offertes. Cependant nécessité d'un préchauffage à des températures de l'ordre de 100°C à 180°C, voire d'un postchauffage pour les nuances à limite d'élasticité les plus élevées, pour les épaisseurs moyennes et fortes. Points particuliers -Bien choisir le métal de base : la soudabilité peut varier fortement d'un produit commercial à un autre -Bien choisir le métal d’apport : caractéristiques mécaniques adaptées, et surtout taux d'H2 diffusible bas à très bas (H5 ou mieux) -Bien définir le régime thermique de soudage, en terme de température de pré (post) chauffage, d'énergie de soudage et de température entre passes minimum, mais également en terme d'énergie de soudage et de température entre passes maximum-attention, ceci défini un domaine de soudabilité relativement étroit. -Nécessité d'une grande rigueur pour veiller au respect scrupuleux des points ci dessus lors de toutes les étapes de la fabrication

VI-

Les autres matériaux

1- Le Béton : Le Béton est un mélange de ciment, de sable et de pierre concassé. Le ciment utilisé est le portland : un matériau obtenu par le broyage des clinkers résultat de la calcination (1500°C) Lamine CISSE, 4ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

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d’un mélange de calcaire (80%) et d’argile (20%). On ajoute à ce broyat du gypse. Il a la propriété de durcir et de devenir très résistant lorsqu’on le mélange à de l’eau. Le ciment en durcissant, à l’air, présente l’avantage de pouvoir s’utiliser à l’état quasi liquide. On peut donc obtenir une structure similaire à de la roche modelée en utilisant des moules. Le béton peut subir des charges de compression allant jusqu’à 45 kg/cm². Pour réaliser du béton on peut aussi utiliser un autre type de ciment : le ciment alumineux qui contient de l’alumine avec une résistance mécanique supérieure et une résistance à la corrosion plus importante.

2- Le Béton armé Le béton possède une bonne résistance à la compression mais qui est fragile à la traction contrairement justement à l’acier. Ces deux matériaux possédant de mêmes coefficients de dilatation on utilise des barres d’acier, noyée dans le béton, à l’endroit particulièrement étiré. Ainsi pour lutter contre les principales contraintes, on a l’acier contre la tension et le béton contre la compression.

3- Le Béton précontraint Malgré des coefficients de dilatation semblables le béton armé pose un problème : lors d’une traction l’acier s’étire mais le béton se fissure. Pour éviter ces fissures on peut penser à mieux répartir les forces subies par le béton armé. On peut ainsi augmenter le nombre de barres de fer noyées dans le béton. De ce fait, les forces de tension sont diminuées pour chacune des barres et ainsi elles s’étirent moins, limitant les risques de fissure dans le béton. Mais on aboutit alors à un béton armé qui est renforcé par plus d’acier qu’il n’en est nécessaire d’où un coût de production qui n’est plus compétitif. Pour palier à ce problème on peut imaginer cette solution suivante : on étire la barre d’acier, avant de l’introduire dans le béton, suivant une certaine force. Lorsque l’on relâchera l’acier une fois le béton pris, ce dernier subira une force de compression égale à la force pour étirer. De par cette méthode on peut facilement réduire l’armature d’acier, présente dans le béton, suffisante pour que le béton armé résiste aux contraintes. On note deux méthodes de précontraintes. L’une consiste en suivant les étapes précédemment décrites : le béton est coulé autour des barres d’acier précédemment tendu et on relâche leur tension une fois le béton pris. Cette impose des renforcements rectilignes. L’autre méthode consiste à construire le matériau béton avec des canaux permettant d’y passer des barres d’acier. Les barres sont alors introduites, tendues, fixées pour qu’elles gardent leur énergie et enfin les canaux sont bouchés avec un mortier. Cette méthode permet

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TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

quant à elle de renforcer le béton suivant des lignes courbes où les contraintes se réalisent sous cette forme. Ces méthodes de précontraintes permettent ainsi de grosses économies.

4- Autres Matériaux : D’autres métaux présentent des intérêts pour la construction des ponts suspendus : -Les alliages à base d’aluminium présentent l’intérêt d’avoir un bon rapport résistance/poids souvent meilleure que certains aciers en effet il possède une densité inférieure à celle de l’acier (2.80 et 7.85 pour l’acier). De plus il est très résistant aux actions chimiques de l’atmosphère et se corrode moins que l’acier. Mais il coûte encore trop cher.

48

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CONCLUSION A LA PARTIE SCIENTIFIQUE ETCHNIQUE

N

ouvelles matières, nouveaux concepts du dessin, et une meilleure compréhension de l'échange entre précision structurelle et rapport qualité-prix font de notre millénaire un temps passionnant pour la technologie de l'acier. Pour évaluer l'échange entre précision structurelle et rapport qualité-prix, les ingénieurs ont besoin de repenser les structures de l'acier avec tous les avantages potentielles qu’ils peuvent offrir. Les avantages sont nombreux dans les ponts suspendus : une très grande portée, flexibilité de l’ouvrage, poids plus léger que le béton pour les structures de longueurs comparables, facilité de réparations des parties endommagées, atténuation des vibrations, la ductilité et la dureté de la matière. Certes, malgré ses avantages, le pont suspendu présente des inconvénients que nous devons prendre en considérations et tenter d’apporter d’éventuelles solutions : •

Il nécessite la présence de massifs d'ancrage imposants et lourds, indispensables pour retenir les forces considérables qui s'exercent, ce qui le lie fonctionnellement à la géologie du sol qui va le supporter. • Le remplacement des câbles devient un travail très dur et fastidieux demandant plusieurs mois ainsi que la fermeture du pont durant ce délai. • La rigidité considérable ou le profilage aérodynamique peut être exigée pour empêcher la plate-forme du pont de vibrer sous la force des vents. La prise au vent mal étudiée peut provoquer un effondrement. • La rigidité relativement basse de plate-forme comparée à d'autres types de ponts le rend plus difficile à supporter le trafic ferroviaire lourd où les hautes charges concentrées par endroit. • L’accès sous pont peut être exigé pendant la construction, pour soulever les câbles principaux ou pour soulever des unités de la plate-forme.

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INTRODUCTION A LA PARTIE PEDAGOGIQUE 50

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TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

INTRODUCTION A LA PARTIE PEDAGOGIQUE

E

tude de l’évolution des théories, des méthodes et des systèmes propres à assurer la transmission des connaissances de manière structurée à travers les sociétés ont mis en œuvre différents moyens pour assurer l’éducation de leurs membres et pour favoriser

le passage d’un certain nombre de valeurs culturelles entre générations ; la connaissance des méthodes d’enseignements et de leurs priorités révèle en fait les préoccupations profondes des sociétés humaines. L’éducation doit permettre de faire acquérir, tout au long de la vie d’un élève, différents registres qui sont : •

Apprendre à connaître – C’est Le Savoir.

•

Apprendre à faire – C’est Le Savoir-faire.

•

Apprendre à vivre ensemble – C’est Le Savoir-vivre.

•

Apprendre à être – C’est Le Savoir-Etre.

•

Apprendre à devenir – C’est Le Savoir-Devenir. 51

En outre, les agents économiques souhaitent des garanties quant aux compétences des individus qui sortent du système éducatif. Nous les futurs formateurs ont besoin de contrôler en permanence les réactions des apprenants – c’est même l’une des conditions de l’efficacité de l’enseignement – en identifiant les difficultés individuelles ou collectives soulevées par un apprentissage. Pour réussir l’ensemble de ces actions éducatives à travers les différents registres il faudrait une préparation au préalable. Cette préparation se fait à différentes étapes qui sont : •

La préparation des fiches de la leçon qui comportent les objectifs généraux et spécifiques. Elle trace la feuille de route qui déroule l’exécution du cours en fixant les taches du professeur et des élèves et donne le contenu du cours.

•

La présentation du cours est faite par le biais des fiches. La réussite de cette partie permet de gagner du temps sur l’exécution du cours.

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I-

Propriétés des métaux 1- Justification du thème par rapport au dossier documentaire et au programme

Les structures métalliques ont leur fondement basé sur les propriétés mécaniques et physiques des aciers. Dans le choix de matériaux pour n’importe quel type de construction que ce soit, il est indispensable de connaitre certaines propriétés du métal afin de l’adapter au type de construction. Dans ce mémoire, la construction d’un pont suspendu nécessite une connaissance de ces propriétés pour le choix des aciers de constructions.

52

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TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

2- Fiche pédagogique Fiche : n°10

Matière TECHNOLOGIE GENERALE

Durée : 2 heures

Effectif : 13 Niveau : 2ème BT/OM Professeur : Mr CISSE

FICHE PEDAGOGIQUE TITRE DE LA LECON : LES PROPRIETES DES METAUX OBJECTIF PEDAGOGIQUE : A la fin de la leçon, l’élève sera capable de définir les propriétés physiques des métaux avec précision. MICRO OBJECTIF 1 : Définir la fragilité MICRO OBJECTIF 2 : Définir la ductilité MICRO OBJECTIF 3 : Définir l’élasticité MICRO OBJECTIF 4 : Définir la dureté MICRO OBJECTIF 5 : Définir la malléabilité MICRO OBJECTIF 6 : Définir la ténacité MICRO OBJECTIF 7 : Définir la résistance à la corrosion MICRO OBJECTIF 8 : Définir la résistance à l’abrasion MICRO OBJECTIF 9 : Définir la dilatation et contraction thermiques MICRO OBJECTIF 10 : Définir le magnétisme MICRO OBJECTIF 11 : Définir la fatigue

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53

TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP MICRO OBJECTIF 12 : Définir le point de fusion MICRO OBJECTIF 13 : Définir la conductivité DOMAINE TAXONOMIQUE : Cognitif NIVEAU TAXONOMIQUE : Connaissance PRE REQUIS : Notions générales de l’acier SUPPORTS PEDAGOGIQUES : Polycopies, tableau, craie, éponge SOURCE DOCUMENTAIRE : • •

Sciences de matériaux, Michel Dupeux Technologie Générale, J.Pina

JUSTIFICATION PEDAGOGIQUE : Cette leçon sur les propriétés des métaux à pour but de permettre aux élèves d’avoir une connaissance sur les différentes caractéristiques physiques que l’acier peut avoir.

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TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

3- Fiche de déroulement Fiche : n°10

Matière TECHNOLOGIE GENERALE PROPRIETES DES METAUX

Durée : 2 heures

Etapes

Objectifs

Contenus Clés

Activités

INTRODUCTION

Professeur

Assurer les préalables à la réussite de la leçon

-Apres les salutations, le professeur fait l’appel

Evaluation

Support

Déductive

Tableau, craie, éponge, liste de présence,

Durée

Elève -L’élève répond à la salutation et à l’appel

-Le professeur vérifie les pré -Les élèves répondent aux requis en posant des questions questions posées sur les notions générales sur les différents types de matériaux

10

55

-le professeur tire le titre de la Les élèvent prennent leur leçon et distribue la polycopie document et suivent Définir la fragilité

MO 1

Les propriétés physiques des métaux

Effectif : 13 Niveau : 2ème BT/OM Professeur : Mr CISSE

Un métal fragile est un métal qui se rompt au lieu de se déformer

-Le professeur interroge un -Les élèves font la lecture et élève pour faire la lecture et prennent note demande aux élèves de remplir les parties vides au fur et a mesure -Le professeur pose des questions éventuelles

-Répondent aux questions

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Formative

Tableau, craie, éponge, polycopie

8

TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP Etapes

Objectifs

Contenus clés

Activités Professeur

MO 2

Définir la ductilité

MO 3

Définir l’élasticité

MO 4

Définir la dureté

Support

Durée

Formative

Tableau, craie, éponge, polycopie

8

Tableau, craie, éponge, polycopie

8

Elève

Un matériau est dit ductile lorsqu'il peut être étiré, allongé ou déformé sans se rompre

-Le professeur interroge un -Les élèves font la lecture et élève pour faire la lecture et prennent note demande aux élèves de remplir les parties vides au fur et a mesure

L'élasticité d'un métal désigne sa capacité à reprendre sa forme, tel un ressort que vous étirez et relâchez La dureté d'un matériau est définie comme la résistance qu'il oppose à la pénétration d'un corps plus dur que lui.

-Les élèves font la lecture et -Le professeur interroge un élève pour faire la lecture et prennent note demande aux élèves de remplir les parties vides au fur et a mesure

-Le professeur pose des questions éventuelles

Evaluation

-Répondent aux questions

Formative

56 -Le professeur pose des questions éventuelles

-Répondent aux questions

-Le professeur interroge un -Les élèves font la lecture et élève pour faire la lecture et prennent note demande aux élèves de remplir les parties vides au fur et a mesure -Le professeur pose des questions éventuelles

-Répondent aux questions

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Formative

Tableau, craie, éponge, polycopie

9

TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP Etapes

Objectifs

Contenus clés

Activités Professeur

MO 5

Définir la malléabilité

MO 6

Définir la ténacité

MO 7

Définir la résistance à la corrosion

-Le professeur interroge un -Les élèves font la lecture et élève pour faire la lecture et prennent note demande aux élèves de remplir les parties vides au fur et a mesure

la ténacité est la capacité d'un matériau à résister à la rupture sous l'effet d'un choc

-Le professeur interroge un -Les élèves font la lecture et élève pour faire la lecture et prennent note demande aux élèves de remplir les parties vides au fur et a mesure

La capacité d'un matériau de ne pas se dégrader sous l'effet de la combinaison chimique de l'oxygène de l'air et du métal

-Le professeur interroge un -Les élèves font la lecture et élève pour faire la lecture et prennent note demande aux élèves de remplir les parties vides au fur et a mesure

-Le professeur pose des questions éventuelles

-Le professeur pose des questions éventuelles

Support

Durée

Formative

Tableau, craie, éponge, polycopie

8

Tableau, craie, éponge, polycopie

9

Tableau, craie, éponge, polycopie

9

Elève

La malléabilité est la facilité avec laquelle un matériau se laisse façonner, étendre et aplatir en feuille mince sous un effort de compression

-Le professeur pose des questions éventuelles

Evaluation

-Répondent aux questions

Formative

57

-Répondent aux questions

-Répondent aux questions

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Formative

TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU Etapes

Objectifs

Contenus clés

Activités

MO 8

Professeur Définir la dilatation et la contraction thermique

MO 9

Définir le magnétisme

MO 10

Définir la fatigue

-Le professeur interroge un -Les élèves font la lecture et élève pour faire la lecture et prennent note demande aux élèves de remplir les parties vides au fur et a mesure

Le magnétisme est la propriété des métaux ferreux d'être attirés par les aimants

-Le professeur interroge un -Les élèves font la lecture et élève pour faire la lecture et prennent note demande aux élèves de remplir les parties vides au fur et a mesure

La fatigue est la détérioration d'un matériau soumis à des charges répétées

-Le professeur interroge un -Les élèves font la lecture et élève pour faire la lecture et prennent note demande aux élèves de remplir les parties vides au fur et a mesure

-Le professeur pose des questions éventuelles

-Le professeur pose des questions éventuelles

Support

Formative

Tableau, craie, éponge, polycopie

Elève

La dilatation est l’allongement sous l’effet de la chaleur. À l'opposé, la contraction.

-Le professeur pose des questions éventuelles

Evaluation

CAEMTP Durée

8

-Répondent aux questions Formative

Tableau, craie, éponge, polycopie

8

58

-Répondent aux questions

-Répondent aux questions

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Formative

Tableau, craie, éponge, polycopie

9

TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

Etapes

Objectifs

Contenus clés

Activités Professeur

Définir le point Le point de de fusion fusion d'un MO 11

métal est la température à laquelle il passe à l'état liquide sous l'action de la chaleur

MO 12

Définir la conductivité

MO 13

Resistance à l’abrasion

La conductivité est la capacité d'un matériau de conduire ou de transférer la chaleur ou l'électricité.

-Le professeur interroge un -Les élèves font la lecture et élève pour faire la lecture et prennent note demande aux élèves de remplir les parties vides au fur et a mesure

-Le professeur pose des questions éventuelles

Durée

Formative

Tableau, craie, éponge, polycopie

9

Tableau, craie, éponge, polycopie

8

Tableau, craie, éponge, polycopie

8

-Répondent aux questions

-Le professeur pose des -Répondent aux questions questions éventuelles -Les élèves font la lecture et La résistance à -Le professeur interroge un élève pour faire la lecture et prennent note l'abrasion demande aux élèves de désigne la résistance d'un remplir les parties vides au fur et a mesure corps dur à

l'usure par frottement

Support

Elève

-Les élèves font la lecture et -Le professeur interroge un élève pour faire la lecture et prennent note demande aux élèves de remplir les parties vides au fur et a mesure -Le professeur pose des questions éventuelles

Evaluation

-Répondent aux questions

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Formative

Formative

59

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4- Document professeur L.T.I.D

Technologie Générale

Mr. CISSE

Propriétés physiques des métaux

Nom : Classe :

Introduction Les métaux se distinguent par des caractéristiques particulières qui déterminent leur soudabilité et leurs utilisations. Aujourd'hui, la plupart des métaux utilisés sont des alliages. Un alliage est un mélange d'un métal de base avec un autre métal dans le but d'améliorer ses propriétés physiques. • •

Les métaux ferreux, qui contiennent du fer. Par exemple, l'acier doux, la fonte, les aciers alliés et les aciers inoxydables sont des métaux ferreux. Les métaux non ferreux, qui ne contiennent pas de fer. L'aluminium, le cuivre et le magnésium comptent parmi ces métaux.

Fragilité

60

Un métal fragile est un métal qui se rompt au lieu de se déformer. Le verre, la fonte, le béton et les céramiques sont d'excellents exemples de matériaux fragiles. Ils ne supportent pas les efforts de pliage et se brisent lors d'un choc ou impact. Ductilité

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TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

Un matériau est dit ductile lorsqu'il peut être étiré, allongé ou déformé sans se rompre. Des métaux comme l'or, le cuivre et l'acier doux sont ductiles. Élasticité

L'élasticité d'un métal désigne sa capacité à reprendre sa forme, tel un ressort que vous étirez et relâchez. La limite d'élasticité représente le point à partir duquel la pièce est déformée de manière Dureté

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La dureté d'un matériau est définie comme la résistance qu'il oppose à la pénétration d'un corps plus dur que lui. Par exemple, l'acier est plus dur que l'aluminium, car il est plus difficile à rayer. En d'autres termes, la dureté dépend de la facilité avec laquelle un corps peut déformer ou détruire la surface d'un matériau en y pénétrant. Malléabilité

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TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

La malléabilité est la facilité avec laquelle un matériau se laisse façonner, étendre et aplatir en feuille mince sous un effort de compression. Les procédés de compression sont le forgeage (martèlement) et le laminage (rouleau compresseur). L'or, l'argent, le fer blanc et le plomb sont très malléables. La malléabilité croît avec l'augmentation de la température. Ténacité

Cette propriété est en quelque sorte le contraire de la fragilité. Connue aussi sous le terme de "résilience", la ténacité est la capacité d'un matériau à résister à la rupture sous l'effet d'un choc. Par exemple, l'acier est plus tenace que la fonte, et la fonte plus tenace que le verre. Les machinistes-outilleurs œuvrant dans la fabrication de systèmes de poinçon et de matrices en acier connaissent fort bien l'importance de cette propriété. Lorsque les systèmes ont pour fonction de découper des plaques d'acier par poinçonnage, il faut que les poinçons résistent bien aux chocs, sans se briser ni s'écailler, étant donné le rythme de production de plus en plus élevé. Résistance à la corrosion

La résistance à la corrosion désigne la capacité d'un matériau de ne pas se dégrader sous l'effet de la combinaison chimique de l'oxygène de l'air et du métal. Les alliages d'acier au nickel-chrome (aciers inoxydables), d'aluminium-silicium-magnésium et d'aluminium -zinc résistent tous bien à la corrosion.

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Résistance à l'abrasion

La résistance à l'abrasion désigne la résistance d'un corps dur à l'usure par frottement. Plus un matériau est dur, plus il résiste à l'abrasion. Les aciers à outils (à haute teneur en carbone), les aciers inoxydables et les aciers rapides (aciers alliés très durs) présentent une bonne résistance à l'abrasion. Par exemple, pour meuler un acier à outils, on choisit une meule différente de celle qu'on utilise pour de l'aluminium, qui, lui a très peu de résistance à l'abrasion.

Dilatation et contraction thermiques 63

D'une manière générale, les matériaux subissent un allongement sous l'effet de la chaleur; c'est la dilatation. À l'opposé, ils subissent un raccourcissement sous l'effet de froid ; il s'agit de la contraction. Les matériaux ne réagissent pas tous de la même façon sous une même température, car ils ont des coefficients thermiques différents. Par exemple, l'aluminium peut se dilater environ deux fois plus que l'acier sous une même variation de température.

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TECHNOLOGIE ET MONTAGE D’UN PONT SUSPENDU CAEMTP

Le magnétisme

Le magnétisme est la propriété des métaux ferreux d'être attirés par les aimants. Seuls les métaux ferreux sont sensibles aux aimants Les métaux ne contenant pas de fer, comme le cuivre, l'aluminium et le laiton ne sont donc pas soumis aux effets du magnétisme. Fatigue

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La fatigue est la détérioration d'un matériau soumis à des charges répétées. Ces sollicitations répétées se terminent souvent par une rupture. Même si les forces de sollicitations ne sont pas importantes, elles finissent par provoquer la rupture. Il existe de nombreux exemples de rupture sous l'effet de fatigue. Pensez, par exemple, aux ailes d'avions, aux pièces de transmission, aux vilebrequins, etc. Les charges variables et les conditions de fonctionnement répétitives sollicitent ces éléments constamment. Point de fusion

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Le point de fusion d'un métal est la température à laquelle il passe à l'état liquide sous l'action de la chaleur. Le point de fusion d'un métal détermine en grande partie sa soudabilité. Les métaux dont le point de fusion est bas exigent moins de chaleur pour être soudés. Conductivité

La conductivité est la capacité d'un matériau de conduire ou de transférer la chaleur ou l'électricité. La conductivité thermique est particulièrement importante en soudage, puisqu'elle détermine la vitesse à laquelle le métal transfère la chaleur depuis la zone thermiquement affecté (ZTA). La conductivité thermique d'un métal permet de déterminer le préchauffage nécessaire et la quantité de chaleur requise pour le soudage. Parmi les métaux usuels, le cuivre possède la meilleure conductivité thermique. L'aluminium possède environ la moitié de la conductivité du cuivre, et les aciers, seulement environ un dixième. La conductivité électrique est surtout importante lorsqu'il s'agit de souder des métaux grâce à des procédés électriques. Plus la température augmente, plus la conductivité électrique diminue. La conductivité électrique s'exprime généralement en pourcentage en fonction du cuivre.

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5- Document élève

L.T.I.D

Technologie Générale

Mr. CISSE

Propriétés physiques des métaux

Nom : Classe :

Introduction Les métaux se distinguent par des caractéristiques particulières qui déterminent ………………………… et leurs utilisations. Aujourd'hui, la plupart des métaux utilisés sont des alliages. Un ………………… est un mélange d'un métal de base avec un autre métal dans le but d'améliorer ses propriétés physiques. • •

Les ……………………, qui contiennent du fer. Par exemple, l'acier doux, la fonte, les aciers alliés et les aciers inoxydables sont des métaux ferreux. Les ……………………………….., qui ne contiennent pas de fer. L'aluminium, le cuivre et le magnésium comptent parmi ces métaux.

Fragilité

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Un métal fragile est un métal qui se ……………… au lieu de se ………………. Le verre, la fonte, le béton et les céramiques sont d'excellents exemples de matériaux fragiles. Ils ne supportent pas les efforts de pliage et se brisent lors d'un choc ou impact. Ductilité

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Un matériau est dit ductile lorsqu'il peut être ……………… ……………… sans se rompre. Des métaux comme l'or, le cuivre et l'acier doux sont ductiles. Élasticité

L'élasticité d'un métal désigne ……………………………………………………………, tel un ressort que vous étirez et relâchez. La limite d'élasticité représente le point à partir duquel la pièce est déformée de manière Dureté

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La dureté d'un matériau est définie comme la résistance qu'il oppose à ……………… d'un corps plus dur que lui. Par exemple, l'acier est plus dur que l'aluminium, car il est plus difficile à rayer. En d'autres termes, la dureté dépend de la facilité avec laquelle un corps peut déformer ou détruire la surface d'un matériau en y pénétrant. Malléabilité

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La malléabilité est ……………… avec laquelle un matériau se laisse façonner, étendre et aplatir en feuille mince sous un effort de compression. Les procédés de compression sont le forgeage (martèlement) et le laminage (rouleau compresseur). L'or, l'argent, le fer blanc et le plomb sont très malléables. La malléabilité croît avec l'……………… ……de la température. Ténacité

Cette propriété est en quelque sorte le ……………… de la fragilité. Connue aussi sous le terme de "résilience", la ténacité est la capacité d'un matériau à résister à la rupture sous l'effet d'un choc. Par exemple, l'acier est plus tenace que la fonte, et la fonte plus tenace que le verre. Les machinistes-outilleurs œuvrant dans la fabrication de systèmes de poinçon et de matrices en acier connaissent fort bien l'importance de cette propriété. Lorsque les systèmes ont pour fonction de découper des plaques d'acier par poinçonnage, il faut que les poinçons résistent bien aux chocs, sans se briser ni s'écailler, étant donné le rythme de production de plus en plus élevé. Résistance à la corrosion

……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ………………

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Résistance à l'abrasion

La résistance à l'abrasion désigne……………… ……………… ……………… …………………………………………………………………. Plus un matériau est dur, plus il résiste à l'abrasion. Les aciers à outils (à haute teneur en carbone), les aciers inoxydables et les aciers rapides (aciers alliés très durs) présentent une bonne résistance à l'abrasion. Par exemple, pour meuler un acier à outils, on choisit une meule différente de celle qu'on utilise pour de l'aluminium, qui, lui a très peu de résistance à l'abrasion.

Dilatation et contraction thermiques 69

D'une manière générale, les matériaux subissent un allongement sous l'effet de la chaleur; c'est ………………. À l'opposé, ils subissent un raccourcissement sous l'effet de froid ; il s'agit de la contraction. Les matériaux ne réagissent pas tous de la même façon sous une même température, car ils ont des coefficients thermiques différents. Par exemple, l'aluminium peut se dilater environ deux fois plus que l'acier sous une même variation de température.

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Le magnétisme

Le magnétisme est la propriété des métaux ferreux d'être ……………… par les aimants. Seuls les métaux ferreux sont sensibles aux aimants Les métaux ne contenant pas de fer, comme le cuivre, l'aluminium et le laiton ne sont donc pas soumis aux effets du magnétisme. Fatigue

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La fatigue est………………………………………………………………………… …………………………………………………………. Ces sollicitations répétées se terminent souvent par une rupture. Même si les forces de sollicitations ne sont pas importantes, elles finissent par provoquer la rupture. Il existe de nombreux exemples de rupture sous l'effet de fatigue. Pensez, par exemple, aux ailes d'avions, aux pièces de transmission, aux vilebrequins, etc. Les charges variables et les conditions de fonctionnement répétitives sollicitent ces éléments constamment. Point de fusion

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Le point de fusion d'un métal est la température à laquelle il passe à ……………… ……………… sous l'action de la chaleur. Le point de fusion d'un métal détermine en grande partie sa soudabilité. Les métaux dont le point de fusion est bas exigent moins de chaleur pour être soudés. Conductivité

La conductivité est la capacité d'un matériau de ……………… ou de transférer la ……………… ou l'………………. La conductivité thermique est particulièrement importante en soudage, puisqu'elle détermine la vitesse à laquelle le métal transfère la chaleur depuis la zone thermiquement affecté (ZTA). La conductivité thermique d'un métal permet de déterminer le préchauffage nécessaire et la quantité de chaleur requise pour le soudage. Parmi les métaux usuels, le cuivre possède la meilleure conductivité thermique. L'aluminium possède environ la moitié de la conductivité du cuivre, et les aciers, seulement environ un dixième. La conductivité électrique est surtout importante lorsqu'il s'agit de souder des métaux grâce à des procédés électriques. Plus la température ………………, plus la conductivité électrique ………………. La conductivité électrique s'exprime généralement en pourcentage en fonction du cuivre.

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II-

Désignation des aciers 1- Justification du thème par rapport au dossier documentaire et au programme

La désignation des aciers est un facteur important dans les structures métalliques et en particulier dans la réalisation d’ouvrages tel que les ponts et autres ouvrages. Les critères de choix de tous les types d’aciers dépendent de ces désignations.

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2- Fiche pédagogique Fiche : n°11 Durée : 2 heures

Matière TECHNOLOGIE GENERALE

Effectif : 13 Niveau : 2ème BT/OM Professeur : Mr CISSE

FICHE PEDAGOGIQUE TITRE DE LA LECON : DESIGNATION DES ACIERS OBJECTIF PEDAGOGIQUE : A la fin de la leçon, l’élève sera capable sera capable de classer, selon leur désignation, les différents types d’aciers. MICRO OBJECTIF 1 : Les alliages ferreux MICRO OBJECTIF 2 : Les alliages non ferreux DOMAINE TAXONOMIQUE : Cognitif NIVEAU TAXONOMIQUE : Connaissance PRE REQUIS : Les différents types d’aciers SUPPORTS PEDAGOGIQUES : Polycopies, tableau, craie, éponge SOURCE DOCUMENTAIRE : • •

http : //www.espace-prepa.ifrance.com/textes/lesmateriauxPTSI.pdf http://www.gmp.branly.free.fr/tgmp/prod/ressources/designation_materiaux.pdf

JUSTIFICATION PEDAGOGIQUE : Cette leçon sur la désignation des matériaux permettra aux élèves de différencier les matériaux et de restreindre le choix qu’ils auront à faire dans la réalisation d’ouvrages.

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3- Fiche de déroulement Fiche : n°10

Matière TECHNOLOGIE GENERALE Le soudage MIG-MAG (GMAW)

Durée : 1 heure Etapes

Objectifs

Contenus Clés La désignation des matériaux

MICRO OBJECTIF 1

INTRODUCTION

Mise

en

situation

Les alliages ferreux

La fonte, les aciers alliés, les aciers non alliés, le pourcentage de carbone, symboles des alliages

Effectif : 13 Niveau : 3ème BT/OM Professeur : Mr CISSE

Activités

Evaluation

Professeur

Elève

-Le professeur efface le tableau et sort les polycopies -Le professeur salue les élèves et fait l’appel -Le professeur vérifie les pré requis (pose des questions) -Le professeur introduit la leçon -Le professeur écrit le titre de la leçon au tableau et distribue la polycopie

-Les élèves s’installent et sortent leurs outils de travail -Les élèves répondent à la salutation et à l’appel -Les élèves écoutent et répondent

Le professeur demande à un élève de faire la lecture et les élèves remplissent au fur et à mesure les parties vides

-ils font la lecture et prennent note

Support

Durée

Tableau, 10 mn Déductive craie,

éponge,

74

polycopies

Formative A travers des exemples de désignations

Tableau,

craie, -Le professeur explique les -Les élèves écoutent et prennent abréviations et la méthode de note calcul du pourcentage de carbone selon les types d’aciers

éponge, polycopies

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45 mn

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MICRO OBJECTIF 2

Etapes

Objectifs

Les alliages non ferreux

Contenus clés

Activités

Professeur Le professeur demande à un Les alliages d’aluminium, les élève de faire la lecture et les alliages de zinc, élèves remplissent au fur et à mesure les parties vides les alliages de cuivre, le pourcentage des -Le professeur explique les abréviations et la méthode de éléments calcul du pourcentage de d’additions carbone selon les types d’aciers

Elève -ils font la lecture et prennent note

Evaluation

Support

Durée

Formative

Tableau,

45 mn

A travers des exemples de désignations

craie,

-Les élèves écoutent et prennent note éponge, polycopies

75 Désignation d’alliages ferreux et non ferreux

Le professeur écrit au tableau des exemples de désignations au tableau et demande aux élèves de les commenter

Les élèves exécutent

EVALUATION

Exemples de désignations

Sommative

Tableau,

A travers des exemples de désignations

craie,

éponge,

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20mn

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4- Document professeur

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5- Document élève

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connecteurs

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CONCLUSION A LA PARTIE PEDAGOGIQUE

L

a partie pédagogique nous a permis de mettre en œuvre les différentes étapes d’élaboration d’une leçon à travers la pédagogie par objectif. Cette rédaction est facilitée par la formation qu’on a reçue et qui est axée au moins autour de trois

objectifs : •

l'acquisition des connaissances et des savoir-faire nécessaires pour concevoir, contrôler et faire évoluer les situations d'apprentissage et d'enseignement ;

•

une connaissance de l'institution scolaire, de ses publics et de l'environnement économique, social et culturel dans lequel ils vivent ;

•

l'acquisition de compétences dans les différentes techniques de la communication et de l'informatique.

Enfin, la pédagogie n’est ni ruse, ni diplomatie formelle : c’est une science et un art. Science de l’enseignement en tant que théorie, art d’éduquer et d’enseigner. Pour améliorer le fonctionnement du système éducatif nous devrons faire d’innombrables recherches nous en tant que enseignant afin de hisser les apprenants sur le promontoire de la culture.

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Bibliographies / Web graphie Bridge Fabrication, The Takigami Steel Construction Co, Ltd 2008.6 The 4th edition How To Fabricate The Steel Bridge, The Takigami Steel Construction Co, Ltd 2008.6 The 2nd edition http://www.historyworld.net/wrldhis/PlainTextHistories.asp?historyid=ab97#2144 http://en.wikipedia.org/wiki/American_Association_of_State_Highway_and_Transportation_ Officials http://www.patfr.com/199607/EP0722015.html http://sciencesecole.ac-reunion.fr/html/tech_indus_matiere/ponts/html/ponts_suspendus.htm http://www.zju.edu.cn/jzus Aerodynamic stability of cable-stayed-suspension hybrid bridges http://www.ifrance.com/espace-prepa/ Généralités sur les matériaux Taney Cross Cable-Stayed Suspension Bridge, by Brian O Murchu www.euro-inox.org/technical_tables Euro Inox, The European Stainless Steel Developpement Association http://fr.wikipedia.org/wiki/Pont_métallique http://www.gramme.be/unite9/pmwiki/pmwiki.php?n=PrGC0607.LesPontsSuspendus http://fr.wikipedia.org/wiki/Suspente_(pont) http://www.cse.polyu.edu.hk/~ctbridge/index5.htm http://www.sciencetech.technomuses.ca/francais/schoolzone/basesurstructures.cfm#need http://www.paristech.org/ http://www.steelbridges.org/ http://www.steelbridges.org/pages/designhandbook.html http://www.inventionfactory.com/history/RHAbridg/ http://ponts-suspendus.chez-alice.fr/ http://www.matsuo-bridge.co.jp/english/bridges/basics/suspension.shtm http://encarta.msn.com/encyclopedia_761561057/Bridge_(structure).html#s1 www.pwri.go.jp/eng/activity/pdf/reports/meiarashi020630.pdf http://goldengatebridge.org/research/construction.php Lamine CISSE, 4ème Année STI/Structures Métalliques | Dossier Documentaire ENSETP

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