Ponts futuristes : un nouvel horizon
- S'ils sont réinventés, les ponts peuvent servir de lieu de rassemblement et réunir les collectivités.
- Grâce à la modélisation numérique, les ponts futuristes peuvent être conçus de manière intelligente.
- Les ponts intelligents permettront aux ingénieurs et aux architectes d'utiliser des données pour planifier les événements sismiques et leur maintenance tout au long de leur cycle de vie.
Les ponts emblématiques ne manquent pas dans le monde : Golden Gate, Brooklyn, Tower (Londres), Pont du Gard, Chengyang, Viaduc de Millau, Rialto. Mais, avez-vous déjà entendu parler d'un pont abritant une salle de spectacle, un café, des aires de pique-nique, des cascades et des installations artistiques interactives ?
Ce n'est pas un fantasme. Le projet gagnant (OMA + OLIN) pour le 11th Street Bridge Park à Washington, DC, dont l'ouverture est prévue pour 2025, donne un aperçu de ce à quoi ressembleront les ponts du futur. Les ponts d'aujourd'hui peuvent être impressionnants et emblématiques, mais à l'avenir, les ponts iront plus loin.
C'est le cas du 11th Street Bridge Park qui vise à relier le quartier de Capitol Hill et les collectivités situées à l'est de la rivière Anacostia, car les voitures n'y sont pas autorisées. L'objectif du projet, mené par son directeur Scott Kratz, est de repenser un pont qui, au-delà de la circulation des piétons, serait source d'inspiration et de liens humains.
« En suivant un processus dirigé et approuvé par la collectivité, le Bridge Park peut devenir un exemple utile de la manière dont les secteurs public et privé peuvent investir et créer un espace public mondial de façon équitable », a déclaré M. Kratz dans un communiqué.
Bien que ce pont ne soit pas le premier pont polyvalent au monde (le Tianjin Eye, en Chine, comporte une grande roue géante), il ouvre la voie à des conceptions plus ingénieuses qui peuvent mieux unifier les populations.
Les ponts futuristes font plus que relier
Pour se faire une idée plus précise de ce que deviendront les ponts, il est essentiel d'examiner le chemin parcouru. Le pont de Brooklyn, achevé en 1883, est l'exemple même d'un pont emblématique qui était aussi l'une des plus grandes réalisations techniques du siècle. Ce précurseur du Golden Gate Bridge incarnait l'avenir du génie civil.
À l'époque, il s'agissait du plus long pont suspendu du monde. Ses piliers étaient plus hauts que n'importe quel bâtiment de la ville de New York, à l'exception du clocher de l'église Trinity. Il utilisait une technologie révolutionnaire à l'époque : les câbles de fils d'acier tressés. Le pont de Brooklyn et d'autres ouvrages d'art révolutionnaires achevés au XIXe siècle ont permis de relier le pays et d'établir les bases des succès économiques des États-Unis au XXe siècle. Ils ont changé l'idée que l'on se faisait d'un pont pour littéralement rapprocher les gens.
Les ponts ont fait couler beaucoup d'encre ces derniers temps, surtout les mauvaises nouvelles concernant le nombre considérable d'entre eux en piètre état ou présentant des déficiences fonctionnelles, voire structurelles. Les systèmes de transport représentent un élément essentiel des infrastructures de la société. Toute perturbation de ces systèmes a des répercussions immédiates.
Transition de l'hiver à l'été sur le 11th Street Park Bridge/Anacostia Crossing. Crédit : OMA+OLIN.
En cas d'urgence, les systèmes de transport, et en particulier les ponts, sont vitaux. Ils facilitent la mobilité des équipes de recherche et de sauvetage et des équipes médicales pour acheminer les blessés vers les hôpitaux. De plus, ils permettent de réparer et de rétablir les services publics essentiels, tels que l'électricité et l'eau, et de transporter des provisions, notamment de la nourriture et de l'eau. Lors d'une catastrophe naturelle telle qu'un tremblement de terre, il est impératif que les systèmes de transport restent opérationnels ou soient rétablis dès que possible.
Construire des ponts intelligents pour prévenir les défis futurs
Les événements passés ont montré que les dommages causés par les tremblements de terre aux composants des autoroutes (ponts, chaussées, tunnels et murs de soutènement) peuvent gravement perturber la circulation et avoir un impact négatif sur l'économie à court et à long terme d'une région. Ils peuvent empêcher les interventions d'urgence et les travaux de remise en état après un tremblement de terre. Dans le passé, la modernisation sismique était réalisée pour atteindre un objectif spécifique de sécurité publique, mais les solutions techniques étaient souvent limitées par des enjeux économiques et politiques.
Cependant, avec le développement de l'ingénierie sismique basée sur les performances (PBEE) et grâce à des procédures appropriées de visualisation, de simulation et d'analyse, les ingénieurs civils peuvent atténuer les effets des défis futurs en matière d'infrastructure, y compris les événements sismiques.
C'est là que la modélisation numérique peut jouer un rôle important dans la création de prouesses techniques encore plus impressionnantes. Un pont endommagé peut avoir de graves répercussions sur une région, ainsi qu’un pont supprimé au profit d'un nouveau pont plus grand situé à un autre endroit, ce qui modifierait les schémas de circulation et isolerait les collectivités. Que se passerait-il si les ponts n'étaient plus seulement des ponts, mais qu'ils étaient à l'origine de nouvelles connexions, de nouvelles économies et de nouveaux modes de vie ?
La BIM pour des ponts meilleurs et plus intelligents
La modélisation numérique ouvre la voie à l'évolution du génie civil et des ingénieurs, et permet la création de ponts plus complexes. En utilisant des modèles structurels 3D très détaillés, les ingénieurs et les concepteurs disposent d'une meilleure vision pour accélérer la planification, la conception, la construction et la gestion des systèmes d'infrastructure.
Grâce à elle, ils peuvent éviter les reprises manuelles de la conception et de la documentation, ce qui peut réduire les délais de conception de 40 % et les délais de construction de 30 %. L'utilisation de modèles de conception pour la fabrication numérique peut également entraîner une réduction de 20 % du temps de fabrication. Cela signifie que les dizaines de milliers de ponts vieillissants à travers le monde pourraient être réhabilités et modernisés
« La modélisation numérique peut faire toute la différence, car elle permet des modifications rapides et faciles que [les clients et le public] peuvent voir et comprendre, peut-être même pendant qu'une réunion publique a lieu », déclare Timothy Armbrecht, P.E., S.E., ingénieur en structures auprès du département des transports de l'Illinois et membre du comité technique sur les logiciels et la technologie (T-19) du sous-comité sur les ponts et les structures de l'American Association of Highway Transportation Officials (AOTO).
Qu'il s'agisse du 11th Street Bridge Park, qui sera situé sur les piliers de l'ancien pont, du Tilikum Crossing ou du « Bridge of the People » à Portland (également interdit aux voitures), les ponts deviennent de plus en plus sophistiqués.
L'avenir reposera sur un processus capable d'identifier, de diagnostiquer et même de prédire les problèmes que les infrastructures urbaines pourraient rencontrer à l'avenir en simulant des événements sismiques et leurs impacts. Une fois que les paramètres de conception futurs seront connus, l'utilisation de la modélisation numérique permettra de créer des alternatives. Les ponts et les routes intelligentes seront conçus en tenant compte de ces paramètres et en cherchant l'approche la plus économique et la plus rapide pour la construction.
Le pont de Brooklyn, construit il y a 139 ans, était innovant à l'époque et reste impressionnant aujourd'hui. À l'avenir, un pont ne sera plus seulement un pont, il changera les règles du jeu pour l'avenir du génie civil et de ses ingénieurs civils de demain.
Cet article a été mis à jour. Il a été publié à l'origine en septembre 2016.