Ponts en bois pour charges lourdes
10.05.2022
La construction d'infrastructures compte parmi les plus gros émetteurs de CO₂ en Suisse. En utilisant davantage le bois, elle pourrait contribuer à la décarbonisation. Dans le cadre de l'ICTB, un élément en caisson creux précontraint pour ponts à forte charge a été inauguré à la Haute école spécialisée bernoise. Vous trouverez ici une rétrospective de cet événement réussi.
La motion «Recherche et innovation dans le domaine du bois pour la construction d'infrastructures afin de contribuer à la décarbonisation» a été adoptée par le Conseil des Etats et le Conseil national.
Il s'agit maintenant de remplacer le béton armé dans la construction d'infrastructures par des matériaux qui stockent le CO₂ comme le bois. Pour ce faire, la Haute école spécialisée bernoise a élaboré une stratégie de recherche en collaboration avec TS3 et d'autres partenaires économiques et a construit un prototype d'élément de pont. Celui-ci a été inauguré dans le cadre de l'ICTB.
Voici quelques impressions de l'événement d'inauguration.
Le bois dans la construction d'infrastructures
Avec des émissions annuelles de CO₂ d'environ 2,5 millions de tonnes, la production de ciment contribue à plus de 5 pour cent des émissions nationales de CO₂. Si l'on veut atteindre l'accord de Paris sur le climat, le secteur de la construction doit renoncer en grande partie à l'utilisation du béton armé. Pour la construction d'infrastructures, dans le secteur du bâtiment mais aussi dans d'autres secteurs comme celui des routes, il existe aujourd'hui déjà différentes solutions avec des matériaux qui ne produisent pas de CO₂ lors de leur fabrication, mais qui le stockent. Le bois en est un bon exemple.
Il existe déjà des premières applications prometteuses du bois dans la construction d'infrastructures. Les murs antibruit, les ponts et les passages à faune construits en sont de bons exemples. Pour que de grands ponts puissent être construits, notamment des ponts dans l'axe du sens de la circulation, il faut poursuivre les recherches.
Ponts pour charges lourdes en bois
Sous la direction du professeur Dr. Steffen Franke, la Haute école spécialisée bernoise réalise une étude de faisabilité sur les ponts en bois pour charges lourdes sur les routes nationales et cantonales suisses. De janvier 2022 à l'été 2023, la formation des sections de caissons creux connues dans la construction en béton sera transposée au bois en combinaison avec la technologie de précontrainte. Des portées allant jusqu'à 50 mètres et principalement des ponts d'autoroute dans le sens de l'axe seront considérés. Une fois le projet terminé, la géométrie des caissons creux, le tracé des éléments de précontrainte et les détails locaux d'introduction des forces seront clarifiés. Le processus de construction sera également analysé.
Éléments de pont dans l'idée de réutilisation
La technologie TS3 permet de réaliser de grandes surfaces en bois. Dix années de recherche en collaboration avec la Haute école spécialisée bernoise et l'EPF de Zurich ont été nécessaires pour développer cette technologie. Le banc d'essai de longue durée dans la cour intérieure de la Haute école spécialisée bernoise à Bienne a constitué une étape importante. Il a été officiellement inauguré en mai 2018 et démonté trois ans plus tard, les connaissances nécessaires ayant pu être acquises. La technologie TS3 est aujourd'hui prête à être commercialisée et est utilisée avec succès dans la construction de bâtiments et pour un premier sous-sol en bois.
Dans l'esprit de l'économie circulaire, l'un des deux éléments de caisson creux pour ponts lourds a été réalisé à partir du contreplaqué de planches du banc d'essai de longue durée. Les panneaux de contreplaqué assemblés avec la technologie TS3 sont parfaitement adaptés à l'économie circulaire. Ils peuvent être facilement découpés à la taille souhaitée pour l'objet à déconstruire et réutilisés pour le nouveau projet.
Connecté à la technologie TS3
Les éléments de pont sont prévus pour un pont perpendiculaire à l'axe. Cela permet par exemple de réaliser une route cantonale au-dessus d'une autoroute à 6 voies avec un appui central. Les différentes plaques des éléments sont reliées de manière rigide à la flexion par la technologie TS3, ce qui augmente la rigidité à la torsion et permet aux différentes plaques d'interagir efficacement. Pour la réalisation d'un pont, plusieurs éléments sont alignés, reliés par la technologie TS3 et ensuite précontraints.
Les éléments du pont montrent à titre d'exemple les trous pour les câbles de tension. D'autres câbles de tension sont insérés dans la zone de la travée dans la bride inférieure et dans la zone de l'appui central dans la bride supérieure. Les simulations pour le pont perpendiculaire à l'axe ont été modélisées avec des câbles de précontrainte sans liaison. La manière dont la liaison des câbles de précontrainte avec le bois peut être réalisée fait actuellement l'objet de recherches. Les éléments doivent donc être considérés comme un modèle de travail qui ne montre pas les solutions définitives. Les éléments doivent permettre d'expérimenter de nouvelles solutions dans le cadre du projet de recherche en cours.
