Comme nous l’avons vu, Maillart a été le premier à construire un pont arc à caisson en béton armé (Zuoz, 1900).
L’idée que les différentes parties d’un pont doivent fonctionner comme une unité l’avait amené à ce résultat et se retrouve dans tous les ponts conçus par Maillart, quel que soit le système statique choisi.
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Les systèmes statiques
Il s’agit d’un arc dont les extrémités ainsi que le sommet sont capable de supporter des petites rotations ce qui empêche de voir apparaître de grandes contraintes dues à un mouvement des fondations ou à un changement de température. Ces ponts à trois articulation se caractérisent par le fait que l’arc est plus épais au quart de la portée puisque c’est la que les efforts sont les plus grands. En effet sous son poids propre, l’arc est sollicité par une charge répartie sur toute sa longueur et est donc sollicité en compression uniquement. Mais imaginons une charge répartie seulement sur la moitié de la longueur ; dans ce cas la moitié en question fléchit vers le bas et par conséquent la moitié non chargée fléchit dans l’autre sens, l’effort le plus grand se produisant alors au quart de la portée.
Les deux faces de béton sont séparées par un joint (en liège et bois dur) et les armatures passent au centre de la section en se croisant autorisant ainsi les rotations.
Conception des articulations :
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Principe des articulations (source : " Robert Maillart’s bridges " D.P. Billington)
En 1904, Maillart réalise un pont arc à trois articulations à Billwill sur la Thur (deux portées de 35 m ; flèche de l’arc : 4.2 m), mais les deux meilleurs exemples de ce type de ponts sont celui de Tavanasa et celui sur la gorge de la Salgina.
Pont de Billwil (source : " Robert Maillart’s bridges " D.P. Billington)
PONT SUR LA GORGE DE LA SALGINA (1929 – 1930)
Avec les arcs à trois articulations, Maillart faisait déjà travailler toutes les parties du pont ensemble, mais avec les arcs raidis il pousse l’idée encore plus loin. L’idée est de raidir l’arc en rigidifiant le tablier. Souvent, Maillart eut également recours à l’utilisation du parapet du pont, avec le tablier, pour créer une structure rigide raidissant l’arc. On a vu avec les arcs à trois articulations que lorsque les charges ne sont pas réparties de façon uniforme sur toute le longueur du pont, des efforts de flexion apparaissent.
Pour l’arc raidi, Maillart partait du principe que l’arc ne fléchissait jamais, c’est à dire qu’il était uniquement sollicité par des efforts de compression quelque soit la charge et sa répartition. Et ceci est vrai uniquement si l’arc est suffisamment raidi. Si le pont est chargé uniquement sur une moitié, c’est le tablier rigidifié qui travaille et empêche l’arc de fléchir. Ainsi, l’arc étant sollicité par de la compression uniquement, son épaisseur pouvait être diminuée rendant ainsi le pont encore plus élancé et élégant. Le tablier devait être renforcé et pour éviter qu’il soit trop épais, Maillart se servait souvent du parapet.
Le pont sur le Schwandbach à Hinterfultigen et la passerelle piétonne sur le Töss à Winterthur comptent parmi les plus réussis des arcs raidis.
Vers la fin de sa carrière, Maillart a conçu quelques ponts poutres se distinguant par leur simplicité et la fluidité de leur forme, les piles et le tablier formant un ensemble monolithique. Les deux éléments cités se rencontrent sans changement d’angle brusque mais par un arrondi rappelant un champignon de dalle. Et ceci n’a rien d’étonnant puisque Maillart est l’inventeur de la dalle-champignon.