Application de la solution OSMOS WiM+D® : mesurer l’impact du trafic routier sur le comportement mécanique du Pont de Banarge

Le Pont de Banarge, situé dans le Lot-et-Garonne sur la commune de Saint Pierre-sur-Dropt, est un ouvrage routier à poutres précontraintes qui assure la liaison entre les deux rives du Dropt. Le pont est étant limité en tonnage (40 tonnes), le maitre d’ouvrage souhaite lever la limitation de tonnage qui interdit le passage de certaines charges courantes du code de la route (44 tonnes). Le maitre d’ouvrage a aussi été interpellé du fait de la circulation de convois de gabarits non autorisés.

Une campagne d’investigations (protocole SETRA) a été lancée sur ce VIPP de 1955. La vérification de l’intégrité de la structure et le recalcul ont été réalisés. En complément, le maitre d’ouvrage a voulu appréhender le nombre de convois hors gabarit et les conséquences dynamiques de ces circulations sur le comportement de l’ouvrage. Le maitre d’ouvrage a recherché plusieurs informations : la fréquence de passage des convois lourds, la nature du convoi, le poids, la répartition des charges.

Afin d’apporter au département du Lot-et-Garonne des réponses quant au niveau de service réel de l’ouvrage routier et son impact sur la santé de l’ouvrage, OSMOS a mis en œuvre sa solution de pesage dynamique en marche par pont instrumenté : Weigh-in-Motion + Deformation (WiM+D®).

Pont de Banarge - Département Lot-et-Garonne (47)

OSMOS réinvente le pesage dynamique et propose une solution unique pour mesurer le poids des véhicules lourds et transports exceptionnels

Les solutions de pesage dynamique traditionnelles nécessitent des travaux en chaussée, et la surveillance en continue des structures se fait généralement par inspections visuelles ou avec d’autres dispositifs de mesures sur le pont. Dans ces conditions, il est très difficile de mesurer le poids et les dimensions des véhicules et d’évaluer, simultanément, les effets de leurs passages sur le comportement mécanique des ponts, bien qu’il s’agisse de l’un des principaux facteurs de leur dégradation accélérée.

OSMOS a donc développé une technique de pesage en mouvement fiable et automatique à partir de l’analyse dynamique des déformations structurelles du tablier du pont. En disposant simplement quelques Cordes Optiques sous le tablier de l’ouvrage (poutres et/ou dalles), et ce de façon non intrusive pour la chaussée et la structure, le système effectue automatiquement le comptage et le pesage des véhicules lourds. À partir de ces informations, les équipes d’OSMOS quantifient précisément l’impact de ces passages de poids lourds sur le fonctionnement mécanique de l’ouvrage.

Configuration de la solution OSMOS WiM+D® pour le Pont de Banarge

Pour cet ouvrage, 6 Cordes Optiques ont été installées à mi-travée en sous-face du tablier : 4 sous les poutres principales à mi-travée et 2 sous la dalle, pour la détection des essieux, une par voie de circulation. L’installation et la dépose du dispositif de mesure sur l’ouvrage se sont faites en une journée au moyen d’une nacelle négative.

Instrumentation du pont : Vues transversale et du dessus du pont avec emplacements des capteurs ; Corde Optique installée sous le tablier

Le système de mesure OSMOS WiM+D® a été calibré juste après sa mise en œuvre en procédant à un test de charges dynamiques sans interruption du trafic. Cette étape a permis d’identifier les signatures dynamiques associées aux différentes charges d’épreuve et de vérifier le comportement du tablier sous l’effet de ces passages.

À la suite du test de charges, le dispositif est paramétré à distance et une surveillance continue de l’ouvrage a été effectuée pendant une année afin de mesurer le trafic routier sur une période de référence représentative du niveau de service réel. Les informations obtenues ont également permis d’analyser et de suivre l’évolution de son comportement mécanique face aux sollicitations induites par le trafic routier.

Le dispositif de monitoring structurel a également été couplé à un dispositif de vidéosurveillance. La caméra à champ large installée sur site a permis d’identifier et de filmer les passages de chaque poids lourd et transport exceptionnel. Ce dispositif optionnel est synchronisé avec le dispositif de monitoring et peut être configuré pour enregistrer les convois dépassant une limite de charge. Il renforce ainsi les contrôles en cas de surcharges.

Un exemple vidéo d’un passage de poids lourd mise en relation avec les données enregistrées en temps réel sur l’ouvrage est disponible sur la chaine YouTube d’OSMOS :

https://youtu.be/JwllrMjSbcg

Quelles sont les informations disponibles et conclusions de l’étude menée sur le Pont de Banarge ?

Chaque utilisateur peut accéder à l’historique des passages de véhicules via un tableau de bord avec l’application Safe WiM+D®, et bénéficie d’une vue précise et statistique du trafic routier. Cette application est accessible simplement via une page web où chaque enregistrement est disponible en moyenne une minute après le passage du convoi.

L’application peut être configurée selon les informations souhaitées par chaque utilisateur : sélection de la période d’analyse, tri de tous les enregistrements, affichage par tranches de poids et sens de circulation, édition au format pdf des fiches détaillées de chaque convoi.

En exemple, le graphique ci-dessous récapitule l’ensemble des pesages effectués. Chaque point correspond au poids et à la date des passages des véhicules. Les courbes colorées représentent le nombre de passages par catégories de poids et l’histogramme leur répartition par tranche de poids (dans le cas présent : véhicules de plus de 8 tonnes, de plus de 12 tonnes et de plus de 20 tonnes).

De gauche à droite : Analyse statistique des passages de poids lourds – Historique des passages répartis par catégories de poids et par direction consultable via le tableau de bord WiM+D^®

Sur une année de surveillance à partir du mois de mars 2021, près de 20200 pesages ont été enregistrés sur le Pont de Banarge, à partir des données dynamiques enregistrées automatiquement par le système OSMOS WiM+D®.

L’analyse des déformations structurelles enregistrées depuis le début du monitoring a également permis de mettre en évidence que les effets des charges de circulation sur le pont étaient statistiquement stables, sans signe d’un affaiblissement de la structure.

La solution OSMOS WiM+D® a permis à la maitrise d’ouvrage de confirmer les hypothèses concernant la réponse de la structure du Pont de Banarge et de s’assurer de son bon comportement mécanique, mais aussi d’obtenir des informations précises et statistiques sur le niveau de service réel de l’ouvrage.

En optant pour cette solution, le Département du Lot-et-Garonne est en mesure de confirmer la sécurité des usagers et la pérennité de l’ouvrage. Le Département a choisi de programmer des travaux de confortement du pont pour enlever la limitation de tonnage à 40 tonnes.