Pont en arc

Un pont en arc est un pont dont la ligne de la partie inférieure du pont (intrados), est en forme d'arc. Dans ces ponts, l'ensemble de charges permanentes ou temporaires appliquées au pont est repris dans l'arc en compression pour être transféré sur les appuis en rives, les culées.

Le pont en arc est comprimé, c'est ce qui le fait " tenir ", la partie (avec les butées) qui supporte le poids du pont s'appelle la clé de voût, qui est la partie centrale de la voûte. Donc pour avoir une structure forte et qui tienne, il fallait que le pont soit lourd.

De nos jours, on utlise des matériaux telle que l'acier, le béton armé, qui est plus economique et plus resistant à la flexion.
Pont en maçonnerie sur l'Antietam, un affluent du fleuve Potomac

Familles de ponts en arc

Les ponts voûtés


Arc surbaissé de Pont romain de Limyra (Turquie)

Les ponts voûtés font partie de la famille des ponts en arc, de par leur forme, mais ils constituent une famille à part, à la fois de par leur calcul, qui relève de la théorie des voûtes, que de par leur procédés de construction. Leur appellation usuelle est pont en maçonnerie, le matériau les constituant l'ayant emporté dans la dénomination.


Les ponts à poutres en arc

On réserve généralement la dénomination de ponts en arc aux ponts à poutres dont l’arc est métallique, en béton armé ou en béton précontraint qui pour caractéristiques mécaniques de bien résister à la compression et la flexion. Ces ponts ont en général deux poutres et donc deux arcs. Mais certaines ouvrages modernes ont été conçus avec un seul arc, soit central, comme leviaduc de Briare, soit excentré, comme le pont de l'Europe à Orléans.

On distingue ainsi :

  • les ponts en arc par-dessus, avec le tablier suspendu à l’arc
  • les ponts en arc par-dessous, avec le tablier porté par l’arc
  • les ponts bow-string qui comportent une semelle joignant chacune des extrémités de l'arc, dénommée tirant, qui a pour effet de travailler en traction et de reprendre tous les efforts horizontaux transmis par l'arc, ce qui induit que dans ce type de pont ne sont transmis aux culées que des efforts verticaux.

Schéma avec représentation des différents ponts en arc


Fonctionnement et descriptif


Les ponts voûtés

L'ensemble des charges est reporté sur les voûtes qui les transmettent aux culées. Les ponts en arc sont ainsi constamment comprimés. la pierre étant un matériau incompressible, facilement disponible et durable, les ponts voûtés furent les premiers à être imaginés.


Les ponts à poutres

A la différences des ponts voûtés, les arcs des ponts à poutres en arc sont flexibles. Ils peuvent être encastrés de chaque côté de l'ouvrage, comme pour les ponts voûtés, ou bien articulés.


Histoire


le Pont du Gard est un pont en maçonnerie sur trois niveaux construit à l'époque romaine

Ponts en maçonnerie

Ce type de pont remonte à l'antiquité. Plus tard, les Romains ajoutèrent du ciment à leurs constructions. Les Romains ne réalisèrent que des ponts en demi-cercles, mais des ponts plus longs, fins et elliptiques sont aussi possibles. Plusieurs de leurs ponts sont toujours debout de nos jours.


Viaducs

Par endroits, il est nécessaire d'enjamber un espace large à une altitude relativement élevée, comme quand un approvisionnement en eau doit enjamber une vallée. Plutôt que construire des voûtes extrêmement grandes ou des colonnes de support gigantesques, une série de structures arquées est érigée, plaçant les voûtes les unes sur les autres, les plus larges à la base. Les ingénieurs romains ont développé ce type de construction en utilisant seulement les matériaux, l'équipement, et les mathématiques simples de l'époque. Ce type de construction est encore utilisé pour des viaducs ou des chaussées, car il a une forme visuellement agréable, en particulier pour enjamber des cours d'eau, où les reflets donnent l'impression de voir des cercles ou des ellipses.


Les ponts en arc les plus longs

La portée, distance entre les piles de la travée principale, est l'indicateur servant à classer les ponts en arc. Le pont de Lupu, situé à Shangaï, est, avec ses 550 mètres de portée, le pont en arc actuellement le plus long. Il doit être détrôné dans le courant de l'année 2008 par un pont en cours de construction à Chongqing, en Chine, dont la portée sera de 552 mètres.

Liste des ponts en arc les plus longs.
Nom Portée mètres Longueur
(mètres)		 Matériau de l’arc Terminé en Lieu Pays
Pont de Lupu 550 3900 acier/béton 2003 Shanghai Chine
New River Gorge Bridge 518 924 acier 1977 Fayetteville, Virginie-Occidentale États-Unis
Bayonne Bridge 504 1761 acier 1931 Kill Van Kull (New Jersey, New York) États-Unis
Pont du port de Sydney 503 1149 acier 1932 Sydney Australie
Pont de Krk 390 1430 béton 1980 Krk (île) Croatie
Pont Fremont 382 656 acier 1973 Portland, Oregon États-Unis
Viaduc Garabit 165 565 acier 1884 Ruynes France