Etude technique d'un pont metallique: cas du pont Katsya en ville de Butembo

I.3.2.QUELQUES DETAILS TECHNIQUES SUR LE PONT

METALLIQUE

La technologie utilisée pour un pont métallique détermine le genre d'éléments qui le constituent. Parmi ceux-ci, en voici certains utilisés dans ce travail scientifique :

- Les poutres latérales ou poutres maitresses

Ce sont des poutres généralement en treillis métallique placées aux deux extrémités parallèles à l'axe longitudinal du pont.

- Les pièces de pont

Ce sont des poutres souvent perpendiculaires à l'axe longitudinal du pont. Elles sont supportées par les poutres latérales. Pour le cas en présence, l'axe longitudinal du pont ferra un angle de 60° avec l'axe de la rivière.

- Les longerons

Ce sont des poutres parallèles à l'axe longitudinal du pont. Elles s'appuient sur les pièces de pont. Leur quadrillage avec les pièces de pont constitue le tablier du pont.

Le tablier en son tour supporte le platelage en bois ou en acier. A la place de ce genre de platelage certains font usage d'une dalle ne béton armé pour recevoir la couche de roulement de la chaussée. Dans le cadre de notre recherche, il s'avère impérieux de faire usage d'un platelage métallique pour tenter de rester dans la logique préétablie.

- A part ces principaux éléments structuraux du pont qui sont presque les mêmes que ceux pour un pont en béton armé, il existe une autre vague de petits éléments qui facilitent le procédé de mise en oeuvre, l'assemblage ou même l'adaptation de la structure étudiée. Dans cette catégorie on retrouve :

- Les éléments d'assemblage : boulons, rivets, soudure,...

- Les éléments de rigidité : goussets, jarrets, raidisseurs, contreventement, entretoisement,...

I.4. CLIMATOLOGIE

Le climat constitue un élément essentiel pour une bonne recherche en rapport avec le pont. Il permet d'effectuer le choix de matériaux, et même d'envisager la gestion de tout ouvrage s'y rapportant, le dimensionnement de l'ouvrage et l'entretien après remise. Il est donc impérieux d'avoir un aperçu sur les éléments qui influencent les variations du climat. La climatologie permet d'élaborer un bon planning des travaux, d'adopter le mode d'exécution et l'organisation de chantier. De ces facteurs permettant la classification d'un climat, on peut avoir :

I.4.1. La température

La température étant la sensation du chaud ou du froid, nous permet d'adapter les matériaux aux variations qu'elle subit afin de conserver leur nature, surtout leur résistance. Elle sert à déterminer les dilatations des éléments de la structure du pont tels que les matériaux métalliques, les appareils d'appui comme dans ce cas ils sont en polymère fretté (néoprène). Il suffira donc d'avoir l'amplitude thermique pour évaluer les valeurs des dilatations de ceux-ci.

Les températures mentionnées ci-après sont exprimées en degré Celsius et représentent les moyennes annuelles observées sur un grand nombre d'années³.

³ www.levoyageur.net, avril 2012

Catégorie 1

janvier fevrier mars avril mai juin

juillet aout septembre octobre novembre decembre

17

16,8

16,6

16,4

16,2

16

15,8

15,6

15,4

15,2

30

25

20

15

plus hautes températures (1)
plus basses températures (2)

10

5

0

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Les deux courbes suivantes indiquent la température la plus élevée (1) et la température la moins élevée (2) observées dans la ville de Butembo.

La température fait partie des facteurs provocant certaines modifications aux matériaux de construction. Elle n'est pas à négliger s'agissant d'une construction métallique car elle facilite l'étude des éléments métalliques vis-à-vis du changement qu'ils peuvent subir.

De ce fait, on déduit directement la variation de température moyenne équivalente. On a ainsi

~ ? i é pé u .

=12.10°C

I.4.2. Les précipitations

Les précipitations trouvent aussi un grand rôle à jouer dans l'étude d'un cours d'eau pour la détermination du débit de crue, l'évaluation des effets dus aux affouillements du sol dans le lit,... La maitrise du régime d'un cours d'eau se base sur la connaissance des variations des précipitations dans son bassin versant et l'évaporation due aux effets de la température.

Le diagramme suivant reprend les précipitations moyennes prélevées dans la ville de Butembo pendant un bon nombre d'années^4.Elles sont en mm.

250 200 150 100 50 0
			janvier fevrier mars avril mai juin juillet aout septembre octobre novembre decembre

mois

⁴ www.levoyageur.net, avril 2012

En fonction de ces données pluviométrique, on peut maintenant faire une bonne planification du travail, adopter une méthodologie de cure du lit de la rivière. Nous verrons plus tard qu'on peut aussi évaluer la quantité des dépôts sous le pont pour une certaine durée en fonction des précipitations.

I.4.3. Le vent

Il permet la circulation de l'air et oriente le comportement des précipitations (pluies) dans un milieu donné. La ville de Butembo a déjà des « microclimats » qui sont tels qu'il ne pleut pas nécessairement partout dans la ville au même moment ou le même jour. Toutefois le vent y souffle généralement de l'Est vers le Sud-est de la ville.

La mise en résonance des ponts a toujours eu des conséquences dramatiques sur les ouvrages d'art et particulièrement les ponts à câbles (ponts suspendus et ponts à haubans) provoquant parfois même leur destruction. Lorsque le vent rencontre un obstacle, la veine d'air peut s'échapper à l'aval en produisant des instabilités tourbillonnaires appelées tourbillons de Karman. Ces tourbillons génèrent des fluctuations périodiques à une fréquence donnée et induisent des efforts dans la direction perpendiculaire à l'axe du vent. La naissance d'une telle allée tourbillonnaire dépend de la valeur d'un paramètre, dénommé nombre de Reynolds, faisant intervenir la vitesse du fluide, la section de contact et la viscosité du fluide

La fréquence à laquelle ces tourbillons sont émis derrière l'obstacle, la pile ou le tablier du pont en l'occurrence, est facilement déterminée car elle résulte de la division de la vitesse du vent sur la longueur caractéristique de l'ouvrage sur laquelle on applique un nombre adimensionnel, le nombre de Strouhal, valant approximativement 0,2, d'après les études en soufflerie.

I.4.4. Le relief

La ville de Butembo se situe dans un relief montagneux. Elle

subit tous les effets dus à l'altitude très élevée tels que la diminution de la
tempéra ture, l'effet du vent et tant d'autres. Ainsi, l'ouvrage en étude est

affecté par ces effets à travers son bassin versant, celui étant essentiellement constitué de collines aux pentes très raides.

I.5. APPROCHE GEOGRAPHIQUE

Le pont Katsya II sert à traverser la rivière Butsangabo. Il en est le premier en acier et serait le ^nième en béton armé. La configuration de la route en cet endroit est assez complexe. Elle combine à la fois des courbures et des paliers droits. En évoluant dans cette perspective, la nécessité d'avoir un ouvrage de franchissement aisé a attiré notre attention.

L'ouvrage se trouve en aval d'un bassin versant constitué essentiellement des cellules Ngule, Lusando, Vubangé, Kitingu, Vukula et une partie de la cellule Katsya.

Outre ces éléments, certaines rivières lui fournissent leurs eaux. C'est le cas de la rivière entre les cellules Kalimbute et Lusando, celle entre les cellules Kalimbute et Vukula. L'ouvrage se trouve en ville de Butembo, dans la commune Kimemi.

I.6. APPROCHE PEDOLOGIQUE I.6.1. ETUDE DU TERRAIN

En défaut du matériel adapté pour cette fin, la présente recherche s'est bornée à certains procédés liés à des simples observations du lieu qui logeait les anciens ouvrages écroulés. Certains puits d'eau fossés dans les parages et une fosse à terme de creusage, destiné à servir de toilette dite à chute libre ont permis d'avoir accès à des couches souterraines du sol tel qu'elles sont superposées.