Les haubans : de quoi s'agit-il?

R: Pour les décrire simplement, ce sont des câbles – composés de torons, de fils en acier ou de carbone – qui sont utilisés pour le transfert de charges structurelles ou pour maintenir une structure sans avoir recours à des piles, à des colonnes ou à tout autre support.

Les câbles agissent en canalisant ou en distribuant le poids de la structure – ainsi que les charges actives générées sous des conditions normales de service – vers un autre élément structurel, comme un pylône de pont. Les ponts haubanés, par exemple, offrent beaucoup de possibilités lorsqu'il s'agit de répondre à la demande croissante d'ouvrages de grande portée. Les avantages qu'ils offrent sont principalement une stabilité aérodynamique accrue, un coût réduit des points d'appui, une construction accélérée et facilitée, ainsi qu'une légèreté globale pour les structures. Toutefois, le plus important facteur pour garantir la durabilité et la performance d'un pont haubané est bien le système de haubans lui-même.

R: Il existe trois types de base – toron parallèle en acier, fils d'acier et de carbone. En réalité, c'est BBR qui inventa les haubans à torons et de carbone et qui réalisa les premiers projets mondiaux munis de haubans en fils d'acier, en carbone et à torons présentant une haute résistance à la fatigue – BBR est bien l'entreprise à l'origine de tout cela!

Les haubans en fils d'acier sont généralement préfabriqués tandis que les haubans à torons sont plutôt assemblés à même le site en appliquant la méthode toron-par-toron. Ainsi, le choix du système de hauban le mieux adapté à un projet spécifique est tributaire de plusieurs facteurs.

Souvent, on pense que les câbles préfabriqués sont les mieux adaptés pour des ponts plus courts. En fait, les haubans fabriqués sur site conviennent généralement mieux aux plus grandes portées. Toutefois, le concepteur doit étudier chaque projet avec la société spécialisée en haubans. Les exigences liées à l'implantation et à la construction, ainsi que le coût global, doivent toujours être pris en compte.

Aujourd'hui, les systèmes de haubans en fil d'acier ou à torons représentent les deux meilleures solutions pour les ouvrages d'art modernes. Au fil des ans, la résistance ultime à la traction de ces haubans en acier ou à torons a progressivement augmenté et continue à s'accroître. De plus, les systèmes de protection contre la corrosion s'améliore pour optimiser encore la durabilité des haubans sur le long terme.

Les haubans de carbone peuvent convenir pour des ouvrages de très longue portée grâce à leur légèreté intrinsèque.

R: Les haubans sont soumis à des forces de traction élevées, et comme les structures qu'ils soutiennent sont généralement très légères, les haubans subissent de grandes variations de contraintes. C'est pourquoi il est primordial que les haubans possèdent une haute résistance à la fatigue. De surcroît, une excellente protection contre la corrosion, la possibilité de remplacer des câbles, une installation experte et d'autres facteurs clés doivent être respectés pour atteindre une durée de vie de 100 ans.

Cibler 100 ans de durée de vie requiert une haute protection des câbles contre la corrosion, ce qui écarte les câbles à surfaces directement exposées, comme les câbles clos ou à barres qui ne sont utilisés que pour des applications architecturales. Il est important d'approfondir l'étude de la remplaçabilité des autres composants clés.

Un facteur essentiel concernant les haubans à fils d'acier ou à torons - connu surtout des propriétaires et des donneurs d'ordre - est d'assurer une installation menée par le spécialiste qui fournit la technologie de haubans. Les pratiques anciennes, où seule la livraison de haubans entièrement ou partiellement préfabriqués fut demandée aux fournisseurs du système, sont aujourd'hui à proscrire.

Même les ouvrages d'art haubanés nouvellement construits ont connu des phénomènes de vibration relativement sévères, ce qui peut conduire à la défaillance des câbles. Une évaluation précise est donc toujours nécessaire, et la mise en place de contremesures, comme des amortisseurs, est hautement recommandée.

Une attention particulière est également requise dans la conception de câbles longs. Des phénomènes, comme le fléchissement du câble sur l'amortissement, des contraintes de torsion rotationnelles et autres phénomènes, doivent être évalués losqu'il s'agit de câbles longs.

R: Aujourd'hui, les recommandations ultimes, et les plus versatiles dans l’arène internationale, proviennent de la fib (International Federation for Structural Concrete, Bulletin 30 : « Acceptance of Stay Cable Systems using Prestressing Steels »). La plupart des systèmes d'haubanage modernes ont été développés et testés conformément à ces recommandations, y compris pour la fatigue axiale suivie d'essais de traction et d'étanchéité.

Les spécifications concernant les haubans ont, par le passé, toujours fait l’objet de directives et de recommandations. D’un point de vue historique, les plus appliquées furent celles du PTI (Post-tensioning Institute des USA, « Recommendation for Stay Cable Design,Testing and Installation »).

Il existe d’autres recommandations nationales, plus secondaires et moins connues, comme, par exemple, celles de CIP (Sétra) en France. Ces recommandations nationales portent uniquement sur les matériaux disponibles dans le pays concerné ou sur ses pratiques de construction spécifiques et ne sont donc connues que des fournisseurs locaux. Ceci conduit parfois à une utilisation erronée et non justifiée des systèmes de haubans en général. Pour répondre aux appels d’offres internationaux en toute légalité, ces recommandations nationales ne doivent pas être appliquées – elles peuvent parfois être consultées en complément.