Un pont allemand conçu par les chercheurs de l’Empa en matériaux polymères

Le Laboratoire fédéral de recherche sur les matériaux (Empa) a été récompensé pour son apport scientifique à la construction d'un pont près de Stuttgart. Le lauréat du Prix allemand du génie civil 2022 partage donc sa renommée avec les chercheurs suisses. Construit en matériaux polymères, l’ouvrage mesure 130 m de long et pèse environ 1500 t. 

Crédit image: sbp/Andreas Schnubel

Un nouveau matériau pour une construction classique: les câbles en polymère renforcés de fibres de carbone et leur fixation aux deux arches du pont.

Elégant, efficace et précurseur: le pont du métro léger à Stuttgart-Degerloch a été récompensé en raison de sa construction innovante en arc de réseau avec des câbles en polymère renforcés de fibres de carbone. Une première que des spécialistes du Laboratoire fédéral de recherche sur les matériaux (Empa) et de sa spin-off Carbo-Link AG ont également rendue possible grâce à un travail de longue haleine.

Le jury de l'important prix national allemand du génie civil a justifié sa décision par le fait que «le pont en réseau en arc avec des câbles en polymère renforcés de fibres de carbone (PRFC) avec des suspensions en carbone est une innovation dans le monde entier, un exemple très réussi de l'art de l'ingénierie et apporte des réponses marquantes aux questions actuelles dans le domaine de la construction».

Partenariat germano-suisse
Le prix, doté de 29'000 francs, a été décerné au bureau d'ingénieurs international Schlaich Bergermann partner, sbp, dont le siège est à Stuttgart. Ce dernier a réalisé le pont depuis les premières ébauches jusqu'à l'ouvrage fini avec le soutien actif de spécialistes de l'Empa et de l'entreprise Carbo-Link AG. Le pont avait été conçu avec des suspensions en acier traditionnelles, avant que Lorenz Haspel, de l'équipe sbp, n'ait l'idée de remplacer les câbles en acier par des suspensions en PRFC précontraintes

Crédit image: L. Haspel, sbp Stuttgart

La construction du pont de Stuttgart a débuté en 2020. Le matériau ultraléger a été développé en grande partie à l'Empa.

En octobre 2016, les spécialistes de l'Empa ont débuté des expériences qui simulaient l'utilisation à long terme de prototypes dans l'exploitation ferroviaire et ont analysé et évalué les nombreuses données. Outre les propriétés de «fatigue» des câbles en PRFC, ils ont également pris en compte les questions de résistance aux intempéries, à la foudre ou aux incendies. L'influence des champs électriques et magnétiques ainsi que le vandalisme ont également été calculés. L'utilisation de suspensions en PRFC pour la construction du pont a été autorisée en 2017.

Une structure efficace et durable
Bien que des questions de coûts aient remis en question le projet, la variante des câbles suspendus élancés en PRFC s’est révélée plus avantageuse qu'une construction avec des câbles en acier traditionnels. Et en matière de durabilité, les chercheurs de l'Empa ont prouvé plus tard, par des analyses effectuées dans le cadre d'un autre projet, que les émissions de CO2 et la consommation d'énergie étaient également nettement plus faibles pour le nouveau matériau que pour la variante en acier.