Attribution du prix pour la réalisation du pionnier pont Stuttgart-Degerloch
Le pont ferroviaire de Stuttgart-Degerloch a reçu le prix allemand du génie civil 2022 pour sa conception innovante de pont en arc maillé avec des câbles polymères renforcés de fibres de carbone Helvetic.
Une première absolue, également rendue possible par les experts de l’Empa et de sa spin-off Carbo-Link AG grâce à de nombreuses années de travail de recherche et de développement.
Le pont ferroviaire Stuttgart-Degerloch, d’une longueur de 127 mètres, a été installé sur l’autoroute A8 en Allemagne. Il s’agit du premier pont en arc de réseau au monde qui repose entièrement sur des éléments de tension fabriqués en plastique renforcé de fibres de carbone Tenax de Teijin par Carbo-Link AG de Fehraltorf, en Suisse.
Le jury du principal prix d’État allemand pour l’ingénierie structurelle a expliqué sa décision en déclarant que « en tant qu’innovation, le pont en arc en réseau avec des câbles en polymère renforcé de fibres de carbone et des crochets en carbone est un exemple de génie civil réussi à l’échelle mondiale et apporte des réponses formatrices aux questions actuelles du génie civil. »
Le prix, d’une valeur de 30 000 euros, a été décerné au bureau d’ingénieurs Schlaich Bergermann Partner (Sbp) de Stuttgart, qui a construit le pont depuis les plans initiaux jusqu’à l’ouvrage fini, avec le soutien actif d’experts de l’Empa et de la société Carbo-Link AG de Fehraltorf, créée en tant que spin-off de l’Empa et qui a pu apporter son expertise en matière de polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC).
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Une idée, de nombreuses expériences
À l’origine, le pont avait été conçu avec des crochets en acier conventionnels avant que Lorenz Haspel, de l’équipe sbp, n’ait l’idée de remplacer les câbles en acier par des crochets en PRFC précontraints.
Le point de départ des travaux préliminaires approfondis était inhabituel : pour les nouveaux produits et constructions de ce type, l’approbation de l’autorité de construction est requise en Allemagne, mais dans ce cas, un « permis spécial » a été délivré pour ce projet de construction entièrement nouveau, ce qui a exigé une preuve détaillée de l’adéquation.
En octobre 2016, les experts de l’Empa dirigés par Masoud Motavalli du « Structural Engineering Research Lab » ont lancé des expériences qui simulaient aussi l’utilisation à long terme des prototypes en exploitation ferroviaire et les charges qui y sont liées. Les examinateurs 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 ces nombreuses données. Outre les propriétés de « fatigue » des câbles en PRFC, ils se sont également intéressés aux questions liées aux intempéries, à la résistance à la foudre ou au feu ; ils ont également pris en compte l’influence des champs électriques et magnétiques et du vandalisme.
En mai 2017, Meier et Richner ont finalement envoyé leur rapport d’expertise à Stuttgart, et un peu moins d’un an plus tard est arrivée la lettre de l’autorité d’approbation du Bade-Wurtemberg autorisant l’utilisation de suspentes en PRFC dans la construction du pont de l’autoroute A8, sous certaines conditions.
Une structure de support durable et rentable
Bien que les problèmes de coût aient remis en question la conception, il s’est avéré que la variante des câbles de suspension en PRFC était finalement plus économique qu’une construction avec des câbles en acier conventionnels.
Le nouveau pont en PRFC montre également la voie en termes de durabilité : L’EMPA (Institut fédéral de recherche et d’essai des matériaux, Suisse) a calculé que les émissions de CO2 dues à la production ne représentent qu’un tiers de celles de la solution en acier, et que la consommation d’énergie est réduite de plus de moitié.
Compte tenu des avantages des polymères renforcés de fibres de carbone, Urs Meier, pionnier des PRFC, pense qu’ils gagneront progressivement d’autres domaines d’application dans l’industrie de la construction, tout comme cela s’est produit dans la construction aéronautique. Selon l’expert, le fait de recevoir le prix allemand du génie civil devrait encourager ce processus.
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Un prix d’excellence majeur
Le prix allemand du génie civil « Deutscher Ingenieurbaupreis » est un prix prestigieux décerné tous les deux ans. Il a été remis pour la quatrième fois sous le parrainage conjoint du ministère fédéral du logement, du développement urbain et de la construction et de la chambre fédérale des ingénieurs.
Le processus de concours a été mené par l’Office fédéral de la construction et de l’aménagement du territoire, avec un jury composé de sept experts reconnus.
Outre le prix principal pour le pont de Stuttgart, trois prix ont été décernés, chacun doté d’une cagnotte de 5 000 euros, et un prix de reconnaissance de 3 000 euros.