CR St Gervais.pdf - AFGC Rhône-Alpes

7 septembre 2011 à Saint Gervais
Le Viaduc de Saint Gervais
Le mercredi 7 septembre 2011, la délégation Rhône-
Alpes de l’AFGC a organisé une conférence-visite
consacrée au viaduc de Saint-Gervais, destiné à relier la
RD 902 à la RD 909 et à éviter ainsi le transit du trafic
par le centre de la commune Saint Gervais.
Rappel du programme
8h45 : Accueil Café
9h00 : Accueil des participants et présentation de la
Journée par Jacques MARTIN
EGIS JMI – Président de la délégation Rhône-Alpes de l’AFGC
9h15 : Présentation Générale du projet de
contournement du Bourg de Saint Gervais par Georges
BOSSONEY
CG74 – Sous-directeur Ingénierie : Direction de la Voirie et des
Transports
9h45 : Pause
10h00 : Présentation technique et études du projet par :
- Luc VANDEMOORTELE
EGIS JMI – Ingénieur Ouvrages d’Art
- Hervé VADON
STRATES – Architecte
10h45 : Présentation du chantier par :
- Olivier VIRET
BOUYGUES TP RF –Responsable du chantier
- Cyril COTTEY
COGECI –Ingénieur Etudes
- Haubert BATAILLE
SEMI Haubert Bataille –Ingénieur Méthodes
11h00 : Présentation
11h45 : Discussion
12h00 : Déjeuner sur place à l’hôtel
13h30 : Départ pour la visite du chantier
16h00 : Fin de la visite
Déroulement de la journée
La journée a commencé par l’accueil d’une soixantaine
(60) de participants à l’hôtel restaurant « Les Prés du
Rosay ». Afin de présenter le projet de contournement
de la commune Saint Gervais, différents intervenants
notamment la maîtrise d’ouvrage, la maîtrise d’œuvre et
l’entreprise de réalisation, ont repris les éléments
essentiels de ce projet, sous la forme des conférences.
Figure 1: Différents intervenants ont présenté les éléments
essentiels du projet
Après le déjeuner, des visites en début d’après-midi ont
été organisées afin de voir l’avancement actuel du
chantier. Cette visite a été l’occasion de découvrir le
chantier et de concrétiser les discussions de la matinée.
Figure 2 : Visite du chantier

Structure mixte en treillis, associant des diagonales en
acier (tube S355 / S460) et de membrure de béton à
haute performance (C80/95) également précontraint.
Figure 3 : Image numérique du viaduc de St. Gervais
� Travées : 35 m – 170 m – 35 m
� Largeur utile : 11.90 m
� Travées de rive : Caisson BP C35/45 - 2140 m3
� Travée centrale : Treillis mixte BP C80/95
- 1690m3, S355 / S460 - 160 t
� Plus grosse unité de précontrainte : 27T15s
� Appuis :
C0 : 8 Pieux Φ1800 / appuis à pot
P1 / P2 : Puits marocains / appuis élastomère
1200 x 1200
C3 : Semelle superficielle / appuis à pot
PRINCIPAUX ACTEURS DU PROJET
MAITRISE D’OUVRAGE :
Le Conseil Général de la Haute-Savoie
CONCEPTEUR – MAITRISE D’ŒUVRE :
Egis – Jean Muller International
ARCHITECTE : Strates
GROUPEMENT D’ENTREPRISES :
BOUYGUES TP Régions France (mandataire) /
BENEDETTI
Sous-traitants :
- études d’exécution : COGECI
- conception et fabrication équipage mobile :
SEMI / CMIS
FICHE D’IDENTITE – VIADUC DE SAINT GERVAIS
ARMATURES PASSIVES :
• TRAVEE DE RIVE (caisson) :
– Hourdis inférieur : 230 kg/m3
– Ames : 90 kg/m3
– Hourdis supérieur : 90 kg/m3
– Chevêtres incorporés et voiles inclinés
: 300 kg/m3
• TRAVEE CENTRALE :
– Hourdis supérieur : 180 kg/m3
– Hourdis inférieur : 150 kg/m3
PRECONTRAINTE : 45 kg/m3
Câbles de fléau :
• Coté C0 :
– Voussoirs V1 à V4 : 4 câbles 27T15S
par voussoir (câbles descendants
dans les tenons)
– Voussoirs V5 à V8 : 4 câbles 19T15S
par voussoir
• Coté C3 :
– Voussoirs V1 à V4 : 4 câbles 27T15S
par voussoir (câbles descendants
dans les tenons)
– Voussoirs V5 et V6 : 4 câbles 22T15S
par voussoir
– Voussoirs V7 et V8 : 4 câbles 19T15S
par voussoir
Nota : Ces câbles sont tendus à une seule extrémité
coté voussoir
Câbles de continuité : 2 câbles 19T15S
Câbles éclisses :
– Voussoir V3 : 2 gaines vides
– Voussoir V4 à V6 : 4 câbles 19T15S
– Voussoir V7 : 2 câbles 19T15S
• Nota : Ces câbles sont tendus aux 2 extrémités
Figure 4: Coupe longitudinale

1. Présentation générale de l’opération
Georges Bossoney, le Sous-directeur Ingénierie,
Direction de la Voirie et des Transports du Conseil
Général de la Haute-Savoie a décrit les grandes étapes
du projet de contournement de Saint Gervais lancée
depuis 1997 ainsi que le contexte des déplacements
dans la région.
Figure 5: Schéma des infrastructures routières
La vallée de l’Arve supporte des axes de communication
internationaux et régionaux majeurs du fait notamment
de la présence de l’autoroute A 40 reliant la France à
l’Italie via le tunnel du Mont-Blanc, et la RN 205 entre
Genève et Le Fayet.
Saint-Gervais-les-Bains est au centre de la liaison entre
la moyenne vallée de l’Arve et d’une part le Val d’Arly
(Megève) et d'autre part le Val Montjoie. La commune
est à la fois traversée par la RD 902 en provenance du
Fayet et en direction des Contamines et par la RD 909
en direction de Megève.
La situation actuelle des déplacements dans le centreville
de Saint Gervais est marquée par des charges de
trafics importantes entraînant des fortes nuisances et un
engorgement de la circulation surtout pendant la saison
touristique – trafics de pointe supérieure à 10 000
véhicules/jour. De plus, une étude socio-économique
réalisée par la Municipalité Service en 2006 a mis en
évidence que les RD 902 et 909 devraient connaître en
2008 un surcroît de 33% et respectivement 40% du
trafic par rapport à celui actuel. L’étude a conclu que la
configuration actuelle des déplacements via le centreville
ne peut pas accepter l’accroissement de trafic
prévu pour l’horizon 2028.
Les prévisions réalisées ont montré que la réalisation
d'une voie de contournement du centre-ville de Saint-
Gervais permettrait de diminuer les charges de trafics
sur les principaux accès de la ville. C’est dans ce
contexte qu’il a été décidé de créer une liaison urbaine
entre la RD 902 et la RD 909. Cette liaison RD 902 –
RD 909 d’une longueur d’environ 710 mètres comprend
plusieurs aménagement et travaux (Figure 3) :
� un ouvrage d’art de franchissement du torrent du
Bonnant d’une longueur de 240 mètres ;
� une voie nouvelle de 410 mètres de longueur
enjambant le parking de la remontée mécanique du
Bettex (télécabines) comprenant également un
ouvrage à deux travées de 16.25 mètres de type
dalle précontrainte;
� un giratoire de raccordement sur la RD 909 ;
� un giratoire de raccordement sur la RD 902 ;
� l'aménagement d'une petite place urbaine bordée
par un belvédère en surplomb du Bonnant ;
� un giratoire intermédiaire, permettant l'accès au
parking de la télécabine et au lieu dit "le châtelet ",
Figure 6 : Consistance des travaux de contournement

ainsi qu'au futur centre de secours ;
2. Le parti architectural et la conception
Hervé Vadon a ensuite pris la parole en présentant la
démarche du cabinet d’architecture STRATES pour la
conception du viaduc. Il a mis en évidence les
contraintes et les enjeux liés au site et a expliqué
comment ces facteurs ont influencé le choix
architectural du viaduc.
Topographie
2.1 Les contraintes et enjeux liés au site
La topographie de la brèche est très tourmentée :
Profonde de plus de 80 mètres, la gorge est difficilement
accessible. Le fond encombré de blocs écroulés est
occupé presque entièrement par le torrent. Le versant
rive droite présente une pente de 45 %, et la rive
gauche est marquée par une falaise de plus de 40
mètres de haut, dont le front festonne à proximité
immédiate du tracé de la déviation sur près de 70
mètres avant de s’écarter vers l’amont.
Le biais marqué du franchissement accentue
considérablement les difficultés de la topographie. En
rive droite, le tracé recoupe le versant sous un angle de
45°. Il en résulte un décalage important entre les deux
rives de l’ouvrage au niveau des entrées en terre ; pour
que le bord aval des structures porteuses soit
suffisamment encastré dans le rocher sain, il faut
réaliser des fouilles importantes, et donc coûteuses, sur
le bord amont.
En rive gauche, le tracé proposé dans les pièces du
concours recoupe plus perpendiculairement la falaise,
mais celle-ci s’incurve juste à l’amont de l’ouvrage, si
bien que le tracé reste proche du bord de la gorge sur
près de 70 mètres.
Environnement
Figure 7: Topographie du site
Le panorama montagneux vers la pointe nord-est de la
chaîne des Aravis ou vers le Désert de Platé s'avère
une contrainte paysagère majeure. Il contribue à la
valeur paysagère de Saint-Gervais et constitue une
recherche de découverte permanente pour les résidents
et les promeneurs. Il est donc essentiel qu'il soit
préservé de toute intrusion qui viendrait le perturber.
Figure 8: Le panorama montagneux - une contrainte
paysagère majeure
Géologie
En amont de Saint Gervais, la gorge du Bonnant suit
une ligne de faille qui a brisé le socle rocheux de la
vallée. Au droit du site, le passage de cette faille est
masqué par une forte épaisseur de moraines, puis
d'alluvions fluvio-glaciaires ; mais elle est clairement
décelable par la comparaison des falaises rocheuses
des deux rives.
Le substratum est constitué de roches sédimentaires du
trias (calcaire dolomitique, grès quartzitique), de faciès
assez changeant. Celles-ci sont très dures, fracturées,
avec des passages broyés. Les plans de stratification
sont inclinés de 25 à 40° vers le sud-ouest, ce qui n'est
pas favorable à la stabilité des fouilles taillées dans la
rive droite. La rive gauche est plus exposée encore au
risque de chute de blocs rocheux, car les trois familles
de fractures repérées par les reconnaissances
découpent dans la falaise des dièdres potentiellement
instables.
La couverture morainique de la terrasse rive gauche est
compacte (vitesse sismiques de 1500 à 2000 m/s). Mais
elle est surmontée par 4 à 5 mètres de terrains meubles:
alluvions récentes du Bonnant, matériaux rapportés de
la motte, limons tapissant le lit du ruisseau...Ces
derniers sont susceptibles de tasser sous le poids des
remblais de la nouvelle voie.
En rive droite, le rocher sain (vitesse sismique
supérieure à 3000 m/s) est reconnu vers 7 mètres de
profondeur. Il est recouvert par une couche
moyennement compacte (moraine ou roche altérée),
puis par près de 2,5 mètres de sol meuble (colluvions
argileuses) à la limite de la stabilité.
Sismicité
Le canton de Saint Gervais est classé par le nouveau
zonage sismique de la France en zone 1b. L’ouvrage
étant rangé par le programme du concours dans la
classe C des ponts à risque normal supportant une voie

à grande circulation, l’accélération nominale
caractérisant l’action sismique vaut 2 m/s².
Cependant au droit du futur pont, le risque est amplifié
par l'hétérogénéité du site : Lors d'un séisme, les
mouvements imposés aux appuis des deux rives
diffèrent, du fait de la compacité inégale des sols qui les
supportent (d'après les règles AFPS 92 la rive droite est
un site S0 et la rive gauche un site S1). La présence
d’une faille au fond de la gorge constitue un facteur
aggravant.
2.2 Recherche architecturale et structurelle
L’architecte a souligné qu’une préoccupation majeure
était de ne pas entrer en compétition avec le paysage
majestueux offert par la vallée. Ainsi il a présenté les
solutions envisageables avec de telles portées:
Tablier mixte acier-béton
Une des solutions de l’étude préalable proposait un
tablier mixte acier-béton à 4 travées. La présence de
l'appui dans la gorge perturbe fortement les
perspectives d’autant plus qu’il ne peut pas être centré.
Cet objet incongru et hors d'échelle par rapport aux
arbres qui s'accrochent aux parois ne trouve pas sa
place dans le paysage.
Pont suspendu
Figure 9: Tablier mixte acier-béton
La solution suspendue joue le compromis avec un
certain intérêt. Mais les pylônes deviendront des objets
émergeant des boisements, en lutte avec les reliefs
lointains qui forment le fond de perspective permanent
des habitants de St Gervais.
Pont haubané
Figure 10: Pont suspendu
La création d'un mât de grande hauteur qui émerge des
cimes prend des allures de signal et marque le passage
d'une façon brutale, un peu ostentatoire, trop identitaire
sans doute pour la ville de Saint Gervais qui se
développe tout en douceur sur la rive droite du profond
talweg que l'on cherche à franchir.
Figure 11: Pont haubané
Tablier à précontrainte extradossée
Même si les déviateurs des câbles restent à l’échelle du
bâti, les poutres de rives d’où la précontrainte émerge et
dans lesquels elle disparaît sont très présentes. La
faible largeur relative du tablier rapproche les deux rives
et crée un effet de paroi qui enferme l’usager, alors
qu’un dégagement visuel est recherché.
Figure 12: Tablier à précontrainte extradossée
Tablier sous-bandé
La sous-tension reste une idée innovante mais la très
grande portée à franchir la rend difficile. Pour raccourcir
son action, il faut de petits mâts comme deux petites
portes. A cause des difficultés d’exécution cette solution
a été écartée.
Figure 13: Tablier sous-bandé
Arc encastré placé sous le tablier
Une solution en arc semble naturelle dans ce type de
brèche. Mais, si le geste se marie bien avec une coupe
de la gorge, il est plus délicat si l’on prend en compte le
biais, à cause de la position basse des arrivées des arcs
dans la paroi. En plus, le contexte géologique et
sismique écarte cette solution.

Figure 14: Arc encastré placé sous le tablier
Tablier à deux consoles encastrées
Comme la précédente solution, ce type de pont où les
extrémités du tablier sont directement encastrées dans
le sol est vulnérable aux séismes et exige de bonnes
fondations.
Figure 15: Tablier à deux consoles encastrées
Structures en poutre continue – solution retenue
Après avoir imaginé, analysé puis éliminé les solutions
qui précèdent, l’équipe des concepteurs a retenu cette
structure qui conserve les avantages de certaines sans
leurs inconvénients.
Elle permet entre autre de libérer la plateforme de toute
structure porteuse, d’être transparente et mince à la clé.
Figure 16: Structures en poutre continue
Figure 18: Mode de construction - encorbellements successifs
Figure 17: Vue numérique du viaduc
2.3 La solution retenue et ses évolutions
Luc Vandemoortele a ensuite présenté la solution
retenue, les contraintes techniques et les évolutions lié à
la conception structurelle du viaduc. L’ingénieur a mis
en évidence que la protection de l’ouvrage contre les
séismes a orientée sa conception. En effet, les
concepteurs ont écarté les structures rigides encastrées
directement dans les versants car la topographie
tourmentée du site et le franchissement d’une faille
peuvent amplifier les sollicitations sismiques. Afin
d’isoler le tablier des vibrations du sol, il a été choisie
d’interposer, entre le tablier et ses appuis, des blocs
d’élastomère fretté pour amortir les oscillations.
La structure du tablier se présente comme une poutre
continue sur appareils d’appui en élastomère fretté
construit par encorbellements successifs.
Les portées ont été distribuées de la façon suivante :
35m – 170m – 35m.

Vue l’important déséquilibre entre les travées de rive et
la travée centrale, l’équipe Egis Jmi a essayé de
concevoir la structure de manière à ce que les travées
de rive servent de contrepoids de la travée centrale (voir
Figure 20). Mais les études supplémentaires ont montré
que cette solution ne permettait pas de reprendre
intégralement le poids de la travée centrale compte tenu
de sa longueur. Le lest des travées de rive était
insuffisant pour assurer que les réactions d’appui sur
culées soit de signe constant pour tous les cas de
charge.
Figure 19: Travées de rive et culées avant modification
Figure 20: Travées de rive listées - solution abandonné
Les concepteurs ont ainsi changé le fonctionnement de
la structure en apportant les modifications structurelles
suivantes:
� le lest interne des culées a été supprimé;
� une connexion de type tenon mortaise entre travées
de rive et culées a été mise en place ;
� les appareils d’appui ont été inversés et placés en
partie supérieure des tenons ;
� la répartition des masses des travées a été optimisé
– augmentation des poids des culées et diminution
du poids de la travée centrale.
Ces modifications (voir Figure 21) ont permis d’obtenir
des réactions de signe constant sous chaque
combinaison de service.
Figure 21: Conception définitive des travées de rive et
culée
Figure 22 : Inversion des appareils d’appui
Les travées de rive sont constituées de caissons en
béton précontraint C35/45.
Figure 23 : Travée de rive en caisson BP

La travée centrale comporte une structure mixte en
treillis, associant des diagonales en acier (tube S355 /
S460) et de membrure de béton à haute performance
(C80/95) également précontraint.
La culée C0 repose sur 8 pieux de diamètre 1800 mm
(voir Figure 34), la pile P1 sur deux puits marocains
circulaires de 5m de diamètre (voir Figure 35), la pile P2
– sur un puits marocain elliptique de 5m x 12m (voir
Figure 36), la culée C3 – sur une semelle superficielle
(voir Figure 37).
3. Les études d’exécution
Les études d’exécution ont été présentées par Cyril
Cottey. Il a également exposé la démarche d’étude ainsi
que les points sensibles de la conception.
3.1 Normes de calculs
• Etudes béton précontraint : BPEL
– Justification de la précontrainte en
classe II
– Etude de la précontrainte avec Pm
– Etude de diffusion suivant Guide du
Setra « Diffusion des efforts
concentrés » (novembre 2006)
• Etudes béton armé : BAEL
– Fissuration très préjudiciable pour le
hourdis supérieur travée centrale
– Fissuration préjudiciable ailleurs
– Fissuration peu préjudiciable pour les
travées de rive en phase de
construction
Figure 24: Vues du modèle filaire réalisé sous ST1
• Etude métal (diagonales) :
– Fascicule 61 titre V, guide SETRA de
mai 1996 (« Guide de conception et
justification des ponts métalliques et
mixtes à la résistance à la fatigue »)
– EN 1993-1-9 pour étude à la fatigue
des soudures
• Charges : fascicule 61 titre II
• Fondations : fascicule 62 titre V
• Etudes sismiques : AFPS 92 et guide de
conception des ponts courants en zone
sismique du SETRA
3.2 Modèles de calculs
• Modèle de calcul ST1 : modèle à barres
– Descentes de charges
– Etude de flexion longitudinale
(phasage de construction, fluage
scientifique)

• Modèles éléments finis ROBOT :
– Etude sismique
– Etude de flexion transversale
– Etude de flexion longitudinale locale
(répartition transversale)
– Etudes locales spécifiques
4. Présentation des travaux
Figure 25: Modélisation éléments finis volumiques ROBOT
Figure 26: Vues du modèle éléments finis coques réalisé sous ROBOT
Olivier Viret a pris par la suite en présentant les
principes de construction et les principales phases
travaux ainsi que les difficultés associées:
� Terrassements / soutènements / culées ;
Figure 27: Vue depuis la rive gauche
� Exécution des puits marocains et des fûts de pile ;
� Construction des travées de rive sur cintre ;
Figure 28: Mise en place des cintres

� Mise en place des équipages mobiles et
construction de la travée centrale par
encorbellements successifs ;
Figure 29: Construction par encorbellements successifs
� Clavage des fléaux ;
� Repli des équipages mobiles, mise en place des
superstructures, etc.
Pour la réalisation de la travée centrale, le système
constructif retenu est un avancement par
encorbellement successif.
Pour cela les équipes travaux, on mit au point un
équipage mobile similaire à un équipage de viaduc
mixte.
L’équipage se déplace en seul bloc pour le coffrage du
hourdis inférieur et les encorbellements.
Seul le coffrage du hourdis supérieur central reste à
déplacer en tiroir.
Cet équipage et ce cycle permettent :
• de libérer l’extrados du tablier pour les accès et
les approvisionnements.
• bétonnage du hourdis inférieur avant le hourdis
supérieur permettant de ferrailler le tablier à
l’aide de cages préfabriquées.
• déplacement de l’équipage avec les
encorbellements et le coffrage du hourdis
inférieur générant moins de manutention et une
amélioration de la sécurité puisque les
coffrages restent attachés.
La cinématique de réalisation est illustrée par la
succession des images suivantes :
Figure 30: Cinématique de construction de la travée
centrale
5. Equipage mobile
La présentation de l’équipage mobile a été réalisée par
son concepteur Haubert Bataille.
5.1 Conception générale
L’équipage est composé d’un coffrage supporté par des
caissons treillis incluant des passerelles et permettant
une stabilité naturelle.
Une structure en « C » supporte l’équipage au
déplacement ou au bétonnage. L’équipage inférieur est
suspendu à l’équipage supérieur.

Un sur-bandage limite les efforts et les déformations.
Figure 31: Perspective hourdis inferieur
5.2 Phasage d’utilisation – Phases
principales
1. Déplacement coffrage extérieur et coffrage de
hourdis inférieur suspendu
2. Construction du hourdis inférieur et mise en place
des tubes
3. Translation coffrage intérieur
4. Construction hourdis supérieur
5.3 Principaux critères de conception
1. Éviter le cumul d’efforts dans l’équipage en
dissociant le hourdis inférieur et le hourdis
supérieur
2. Faciliter au maximum la circulation des personnes
et l’accessibilité aux postes de travail
3. Permettre la mise en place aisée des cages
d’armature et des tubes sans être gêné par les
superstructures de l’équipage
4. Trouver un compromis raideur / poids pour alléger
au maximum l’équipage, en évitant trop de flèche
5. Simplifier au maximum les manœuvres, la structure,
les dispositifs, etc…
6. Réemploi possible des matériels
5.4 Principales innovations
- Structure originale associant treillis et sur-bandage
- Mise au point d’un système de translation et de
support du treillis central
- Passerelle niveau intermédiaire escamotable
Figure 32: Vue sur l'ouvrage et son équipage mobile
Figure 33: Vue depuis l'équipage mobile sur le tablier en
construction
6. Visite du chantier
Lors de la visite du chantier qui a duré 2h30, les
participants ont été répartis en deux groupes. Elle a
commencé sur la rive gauche avec la présentation des
travaux d’aménagement en proximité du viaduc.
Ensuite, le personnel Bouygues ont fait découvert le
viaduc en construction et expliquer les astuces et les
techniques de construction.
Le passage sur l’équipage mobile à une hauteur de 80m
au-dessus du sol s’est avéré d’être assez
impressionnant.

Des nombreuses questions ont été adressé au
concepteur de l’équipage mobile qui avec enthousiasme
a expliqué son fonctionnement en détails.
Ensuite, les participants se sont rendus sur la rive droite
où ils ont pu apercevoir la construction de la culée C3.
La visite du chantier a aussi été l’occasion de suivre les
échanges sur différents sujets entre différents acteurs et
participants de la manifestation.
Crédit:
Présentations ppt des différents intervenants (photos,
illustration, données), Dumitru Cecan (photos), Mémoire
Architectural et Technique (illustrations, données).
Compte-rendu rédigé par Dumitru CECAN élève
Ingénieur à l’INSA (4° GCU) de Lyon et stagiaire à la
Direction Technique d’EGIS SE/JMI

Les ANNEXES
Figure 34: Culée C0 sur 8 pieux Φ1800
Figure 35 : Pile P1 sur puits marocains

Figure 36 : Pile P2 sur puits marocain
Figure 37 : Culée C3 sur semelle superficielle

Figure 38: Coupe transversale
Figure 40: Précontrainte de fléau
Figure 39 : Précontrainte de continuité