Prix pour l’art de la construction avec une contribution suisse

Un nouveau matériau pour une construction classique : les câbles en polymère ren

Un nouveau matériau pour une construction classique : les câbles en polymère renforcé de fibres de carbone et leur fixation aux deux arches du pont. Image : sbp/Andreas Schnubel

Elégant, efficace et précurseur : le pont du métro léger à Stuttgart-Degerloch a été récompensé par Prix allemand de l’ingénieur construction 2022 - en raison de sa construction innovante en arc de réseau avec des câbles en polymère renforcés de fibres de carbone. Une première que des spécialistes de l’Empa et de sa spin-off Carbo-Link AG ont également rendue possible grâce à un travail de recherche et de développement de longue haleine.

Le jury de l’important prix national allemand du génie civile a justifié sa décision par le fait que "le pont en réseau en arc avec des câbles en polymère renforcés de fibres de carbone avec des suspensions en carbone est une innovation dans le monde entier, un exemple extrêmement réussi de l’art de l’ingénierie et apporte des réponses marquantes aux questions actuelles dans le domaine de la construction".

Le prix, doté de 30’000 euros, a été décerné au bureau d’ingénieurs international schlaich bergermann partner, sbp, dont le siège est à Stuttgart, qui a réalisé le pont depuis les premières ébauches jusqu’à l’ouvrage fini - avec le soutien actif de spécialistes de l’Empa et de l’entreprise Carbo-Link AG à Fehraltorf, qui a été créée en tant qu’entreprise spin-off de l’Empa et a pu apporter son expérience des matières polymères renforcées de fibres de carbone (PRFC).

À l’origine, le pont avait été conçu avec des suspensions en acier traditionnelles, avant que Lorenz Haspel, de l’équipe sbp, n’ait l’idée de remplacer les câbles en acier par des suspensions en PRFC précontraintes. Le coup d’envoi de vastes travaux préparatoires était inhabituel : en Allemagne, un agrément technique est nécessaire pour les nouveaux produits et constructions de ce type - dans ce cas, un "accord au cas par cas" était possible pour ce produit de construction entièrement nouveau, qui nécessitait à son tour la preuve détaillée de son adéquation.

En octobre 2016, les spécialistes de l’Empa autour de Masoud Motavalli du "Structural Engineering Research Lab" ont commencé à faire des expériences qui simulaient également l’utilisation à long terme de prototypes dans l’exploitation ferroviaire et les contraintes correspondantes. Les experts de l’Empa Urs Meier - un pionnier de la recherche sur les PRFC - et Peter Richner, aujourd’hui directeur adjoint de l’Empa, ont analysé et évalué les nombreuses données. Outre les propriétés de "fatigue" des câbles en PRFC, ils ont également pris en compte les questions de résistance aux intempéries, à la foudre ou aux incendies ; l’influence des champs électriques et magnétiques ainsi que le vandalisme ont également été calculés.

En mai 2017, Meier et Richner ont finalement envoyé leur expertise à Stuttgart - et près d’un an plus tard, une lettre des autorités d’homologation du Bade-Wurtemberg est enfin arrivée, autorisant l’utilisation de suspensions en PRFC pour la construction du pont au-dessus de l’autoroute A8, sous certaines conditions.

Bien que des questions de coûts aient entre-temps remis en question le projet, il s’est avéré à la fin que la variante des câbles suspendus élancés en PRFC était finalement plus avantageuse qu’une construction avec des câbles en acier traditionnels. Et en matière de durabilité, les chercheurs de l’Empa ont prouvé plus tard, par des analyses effectuées dans le cadre d’un autre projet, que les émissions de CO2 et la consommation d’énergie étaient également nettement plus faibles pour le "nouveau" matériau que pour la variante en acier.

Au vu des avantages des matières polymères renforcées de fibres de carbone, le pionnier Urs Meier pense qu’elles conquerront successivement d’autres domaines d’application dans la construction - comme cela s’est produit dans la construction aéronautique. Selon le spécialiste, l’attribution du Prix allemand de l’ingénieur construction devrait favoriser cette évolution.

Le Prix allemand du génie civil ("Deutscher Ingenieurbaupreis") est une distinction prestigieuse et a été décerné pour la quatrième fois sous l’égide commune du ministère fédéral du Logement, de l’Urbanisme et de la Construction et de la Chambre fédérale des ingénieurs. Il est décerné tous les deux ans. La procédure de concours a été menée par l’Office fédéral de la construction et de l’aménagement du territoire - avec un jury composé de sept experts reconnus. Outre le premier prix décerné au pont de Stuttgart, trois prix de 5000 euros chacun et une reconnaissance de 3000 euros ont été attribués.


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