A Baltimore, USA, l'impact du cargo De là provoqué – pratiquement instantanément – l'effondrement du pont Francis Scott Key, l'un des ponts emblématiques de la ville. L'effondrement, qui fait actuellement un bilan d'un mort et de six disparus, cela a impliqué toute la structure en quelques secondes, même si les dégâts ont commencé à partir d'une zone sensiblement limitée : un tas. D'un point de vue technique, le mode d'effondrement s'explique par le fait que l'impact a fait manquer à la structure un point d'appui fondamental et par une réaction en chaîne due à la structure réticulaire du pont.
À quoi ressemblait le pont Francis Scott Key
Le pont Francis Scott Key était un pont voûté sur la rue inférieure, c'est-à-dire une structure équipée d'un arc comme élément structurel principal, sur lequel se développe l'axe routier (soutenu par l'arc), situé altimétriquement en dessous. Une puissante ferme en acier créait l'arc et soutenait la structure du pont dans sa plus longue portée, de près de 370 m. Inaugurée en 1977, l'infrastructure faisait partie duInterétatique 695un périphérique de la ville, et composé d'autres travées secondaire relié à la zone centrale voûtée par d'autres poutres et pieux.
Dans la zone centrale, seuls deux pieux soutenaient toute la structure métallique cintréequi s'étendait au-delà de celles-ci jusqu'à s'appuyer latéralement sur les pieux voisins des structures secondaires, créant ainsi deux autres travées latérales d'environ 220 m chacune, pour un total de quatre points d'appui.
Les piles centrales jouent donc un rôle crucial dans la statique du pont, car ils créent une contrainte de support fondamentale pour le deck.
Comment l'effondrement s'est produit d'un point de vue technique
Les causes qui ont conduit le navire à heurter l’infrastructure ne sont pas encore connues. Néanmoins, comme le montrent clairement les vidéos qui ont enregistré l'impact, le navire a généré une force d'impact sur le pieu en béton armé, provoquant les dommages irréparables à sa section structurelle. L’ampleur des forces en jeu n’est actuellement pas très facile à prévoir, compte tenu de l’importance de la masse en mouvement. même des vitesses modestes peuvent avoir généré des contraintes importantes. Le résultat est un effondrement conséquent de la pile et, en cascade, une rupture structurelle de l'ensemble du tablier, qui aura bientôt une portée libre (c'est-à-dire la distance horizontale entre deux points d'appui) de 220 m + 370 m = environ 590 m.
En termes simples, l'impact et la perte conséquente de la batterie ils ont radicalement changé le schéma statique du pontqui se retrouve désormais à travailler selon un nouveau concept structurel, avec des lumières totalement différentes de celles d'origine.
La dynamique de l'effondrement, qui suit l'impact, est générée par un réaction en chaîne qui remet en cause la structure portante du tablier, ainsi que la résistance de l'acier qui compose les truss rods :
- Devant compenser le manque de support apporté par le pieu, la ferme de pont commence à avoir des flexions importantesaboutissant à une crise dans la section la plus faible de la ferme (à gauche du navire et de la jetée effondrée).
- Au même moment, toute la structure (qui fonctionne désormais sur 3 supports au lieu des 4 initiaux), est maintenant déséquilibré : il s'ensuit que la partie extrême droite du pont a tendance à s'élever à mesure que les flexions vers le bas dans la zone gauche augmentent.
- Dans la zone centrale, l'effondrement s'étend et entraîne la crise d'une section terminale de l'arc à proximité du pilier intact de droite, provoquant la séparation de la zone de droite de celle de gauche de la pile intacte. Cette crise annule l'effet de contrepoids précédemment généré, entraînant descente du camp d'extrême droite encore « intact ». Il est cependant probable que le soulèvement précédent et les déplacements importants produits par l'effondrement initial soient à l'origine de ce phénomène. un désalignement du support dans la bonne zone: en effet, la dernière travée ne sait plus sur quoi s'appuyer dans la descente et conduit progressivement à l'effondrement de l'ensemble de la structure.
L'effondrement du pont aurait-il pu être évité après la collision du cargo avec le pieu ?
Selon les normes de conception en vigueur, le calcul structurel d'un pont de ce type doit tenir compte des impacts possibles générés par le trafic maritime. Les réglementations sectorielles en vigueur, comme les Eurocodes ou les normes américaines elles-mêmes, définissent explicitement l'étendue des forces d'impact de conception, toujours sur la base de concepts probabilistes. Pour cette raison, il est difficile aujourd'hui de comprendre si la crise de la batterie en question vient d'un conception incorrecte possible ou simplement de malchance! C'est pourquoi des investigations approfondies seront nécessaires pour clarifier les informations essentielles relatives principalement au navire qui a généré l'impact.
Il faut également considérer le fait que le pont Scott Key a été construit à une époque où les cargos du tonnage de Dali n'étaient certainement pas aussi fréquents qu'aujourd'hui. Il est donc raisonnable de supposer que la possibilité d'un impact avec un navire de cette taille n'a pas été prise en compte lors de la conception de l'infrastructure. Mais à vrai dire, face à la rupture d’un pieu, il est difficile de puiser dans des réserves de résistance intrinsèque de ce type : l'effondrement dans ces cas devient pratiquement inévitable. C'est pour cette raison que les impacts de ce type sont évités non pas en augmentant la résistance des batteries mais en déviant avec des structures spéciales tous les navires qui, pour une raison quelconque, devaient se diriger vers les pieux. Cependant, si ces éléments étaient présents, il est difficile d'imaginer qu'ils aient été conçus pour détourner un navire de la taille et du tonnage de Dali.
Dans des situations extrêmes comme celle-ci, le concept de devient d'une importance fondamentale résistance structurelle, ou la capacité d'une structure à surmonter un événement extrême. Le phénomène est très différent du cas des bâtiments, où la crise d'un pilier ne génère pratiquement pas un effondrement en cascade de l'ensemble de la structure, en raison de la présence d'une multiplicité importante d'éléments qui l'identifient. redondance élevée et donc une bonne résistance structurelle.