Pile (pont) - Définition

Piles en béton

Différents types de voiles

La plupart des piles des ponts modernes sont en béton armé, ou en béton précontraint pour les plus grands ouvrages. Deux types de formes sont principalement rencontrées : les colonnes ou les voiles.

Chaque appui peut être composé de un ou plusieurs voiles ou colonnes. Les voiles de forme standard que l’on peut rencontrer sur la plupart des autoroutes sont représentés dans l’illustration ci-contre.

Les colonnes, étant des parements vus, font souvent l’objet d’une recherche architecturale. Celle-ci peut se traduire par une section différente du disque classique ou par des parements spécifiques. On parle alors de béton architecturé.

Quelques ouvrages présentent des formes de piles différentes de ces deux formes classiques que sont la colonne ou le voile. Le tablier du pont de l'Europe à Orléans s’appuie ainsi sur des piles tripodes particulièrement originales.

Nouveau pont de Gien - Loiret

Viaduc de la Maine

Viaduc de la Maine

Pont Jean-Moulin (Angers)

Piles de grande hauteur

On parle de pile de grande hauteur lorsque celle-ci est supérieure à 70 m. L'élancement, rapport du diamètre maximal du fût à la hauteur de la pile, est en général inférieur ou égal au 1 /10°. La compression qui s’exerce en pied de pile est accentuée tant par le poids propre de la pile que par le poids de tablier supporté, dans la mesure où grande hauteur s'associe généralement, pour des raisons architecturales, à grande portée. II s'agit donc d'un domaine de valorisation logique voire privilégié des bétons de haute performance.

Les bétons utilisés

Les bétons hautes performances sont fabriqués en diminuant la porosité du béton, ce qui revient à diminuer le rapport E/C de la masse d'eau à celle de ciment pour 1 m3 de béton. Un rapport E/C inférieur à 0,4 correspond en général, avec les ciments courants, au domaine des BHP (la résistance dépasse alors 50 MPa). Dans la pratique, pour pallier la diminution de maniabilité du béton due aux faibles rapports E/C, on a recours à des superplastifiants pour défloculer les fines (ciment, additions minérales, ultrafines).

Les piles du pont de Tanus (1998 - 106 m) ont ainsi été construites avec du B40, celles du viaduc de Verrières (2001 - 138 m) avec du B50, celles du viaduc de Millau (2004 - 245 m) avec du B60, celles du pont sur l'Elorn (1994 - 114 m) avec du B80, qui s'est avéré avoir une résistance de 100 MPa.

Plus le béton est dense et plus la réaction exothermique est importante. Pour le pont sur l'Elorn, les coffrages ont ainsi été gardés 3 jours en place pour éviter les chocs thermiques sur les façades extérieures. La température au coeur du béton atteignait 70°C peu après sa prise. pour palier cette difficulté et éviter les gonflements internes, un ciment spécial à faible tenur en alcalins a été utilisé.

La composition du béton BHP80 utilisé pour le pont de l'Elorn était la suivante :

• Ciment de Saint-Vigor CPA HP PM : 150 kg/m³
• Sable 0/4 de Saint-Renan : 744 kg/m³
• Gravier 4/10 de Kerguillo : 423 kg/m³
• Gravier 10/16 de Kerguillo : 634 kg/m³
• Fumée de silice (8 %) : 36 kg/m³
• Plastifiant (3,95 %) : 18 kg/m³
• Retardateur de prise : 1,6 kg/m³
• Eau (rapport E/C = 0,32) : 132 kg/m³

Méthode de construction

Deux méthodes de construction peuvent être utilisées pour réaliser des piles de grande hauteur :

• Le coffrage grimpant ou autogrimpant est la méthode la plus utilisée en France. Le coffrage s’appuie sur la partie déjà bétonnée pour se hisser d’une hauteur déterminée. Des reprises de bétonnage sont toutefois nécessaires à chaque arrêt de bétonnage. Les piles du viaduc de Millau et du viaduc de Verrières ont été construites selon cette méthode.
• Le coffrage glissant consiste à déplacer un coffrage de manière continue à une vitesse comprise entre 10 et 30 cm par heure. Cette technique permet d’éviter les reprises de bétonnage. Le pont Tsing Ma (1997) à Hong Kong, le pont de Skarnsundet (1991) ou le pont de Helgeland (1990) en Norvège ont été construits avec cette méthode.

Les plus grandes piles au monde

Les ouvrages présentant les piles les plus hautes au monde sont concentrés en Europe et plus précisément en France, en Allemagne et en Autriche. Le premier d’entre eux est le viaduc de Millau qui possède la pile la plus haute au monde et deux autres dans les neuf premières. La liste des quatorze plus grandes piles figure ci-après.