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Nouveaux acquis de la recherche sur les ponts, la géotechnique et les tunnels
Les exigences relatives aux ponts, à la géotechnique et aux tunnels du réseau suisse des routes nationales sont à la fois rigoureuses et diverses. L’OFROU, par son travail de recherche, joue un rôle essentiel dans la satisfaction de ces normes. Les derniers résultats seront présentés lors d’une prochaine conférence.
Depuis les années 1950, le réseau suisse des routes nationales ne cesse de s’étendre, totalisant aujourd’hui une longueur de 2254,5 km. Sa valeur de remplacement s’élève à 137 milliards de francs, dont 44 milliards pour les ouvrages d’art et 36 milliards pour l’infrastructure des tunnels. Par le passé, afin de maintenir cette valeur, environ un milliard de francs étaient investis chaque année dans l’entretien du réseau. Tandis que les coûts d’entretien des ouvrages d’art sont restés relativement stables, atteignant environ 220 millions de francs par année, les dépenses liées à l’entretien de l’infrastructure des tunnels ont connu une augmentation spectaculaire, passant de 19 millions de francs en 2010 à près de huit fois ce montant en 20221. Actuellement, à peu près 0,5% de la valeur de remplacement est investie chaque année pour préserver la valeur des ouvrages d’art et des infrastructures des tunnels.
Une recherche systématique en renfort
Dès les débuts de la construction du réseau des routes nationales dans les années 1950, l’importance d’une recherche systématique pour soutenir la conception et la construction a été clairement reconnue2. Initialement, ces travaux de recherche étaient principalement axés sur les nouvelles constructions, et seuls des moyens modestes, d’environ 100 000 francs par année, étaient à disposition. Jusqu’à la moitié des années 1970, les sommes allouées à la recherche ont progressivement augmenté pour atteindre 2 millions de francs. Environ 25 ans après la mise en service des premiers tronçons, des signes de détérioration ont commencé à apparaître sur le réseau routier et ses ouvrages d’art. Même des portions de pont récentes présentaient des dommages, attribuables à la fois aux opérations de déneigement et à des défauts de construction4. Ces problèmes ont nécessité des travaux de remise en état qui ont provoqué de fortes perturbations du trafic, en particulier sur les tronçons du Mitelland3. Compte tenu des lacunes importantes dans les connaissances sur les mécanismes de dommages et sur les stratégies pour y remédier, l’Office fédéral des routes (OFROU) a été chargé en 1984 d’évaluer et d’établir les bases nécessaires aux travaux de recherche sur cette question, ce qu’il a fait avec la participation d’un nouveau groupe de travail dédié à la recherche sur l’entretien des ponts (Arbeitsgruppe für Brückenunterhaltsforschung, AGBUF).
Création de normes grâce à la contribution de la recherche
Depuis 1987, les projets de recherche se rapportant à l’entretien des ponts ont reçu un soutien financier d’environ 1,4 million de francs par an2. Les résultats de ces travaux ont permis de mieux comprendre les mécanismes de dommages, de mieux les identifier et de prendre les mesures adéquates pour y remédier. Grâce aux connaissances acquises, des recommandations, directives et normes concernant l’entretien des ponts ont pu voir le jour, formant ainsi le socle des normes actuelles de maintenance. Dès les années 1990, la recherche sur les ponts s’est étendue pour inclure les nouvelles constructions, avec la création du groupe de travail Recherche en matière de ponts (AGB). Outre les projets phares liés à la construction de ponts, l’AGB s’est également consacré à la géotechnique, aux risques naturels et à la recherche sur les tranchées couvertes en marge de la construction de tunnels. Jusqu’à la réorganisation de la recherche en matière de routes en 2020, les fonds alloués à la recherche sur les ponts sont demeurés relativement constants, et de nombreux projets de recherche ayant des retombées tant pour les nouvelles constructions que pour l’entretien et la surveillance d’ouvrages d’art en général ont pu être financés. Les résultats obtenus ont eu un impact sur la collection nationale de normes concernant les nouvelles constructions et leur conservation, puis sur celle des normes européennes grâce aux représentations actives de la Suisse.
L’augmentation des travaux d’entretien nécessaires sur l’infrastructure des tunnels a révélé un besoin spécifique de recherches dans ce domaine. Par conséquent, en 2013, l’OFROU a instauré un domaine de recherche à cet effet et créé le groupe de travail Recherche sur les tunnels (AGT) correspondant, chargé de missions comparables à celles de l’AGB. La période précédant la réorganisation de la recherche a vu le financement de plusieurs projets de recherche portant sur la construction de tunnels et de dispositifs d’exploitation et de sécurité. Les rapports finaux des différents projets ont fourni des résultats précieux pour la construction et l’entretien de l’infrastructure des tunnels.
Nouvelles priorités dans la recherche sur les routes
Les nouveaux défis liés au trafic routier ont amené l’OFROU à repenser ses priorités à partir de 2020 : avec les évolutions du parc automobile, la forte augmentation du trafic et les impératifs croissants en matière de durabilité, de nouveaux champs thématiques nécessitant une recherche ciblée sont apparus. Cette évolution a conduit à la fusion de l’AGB et de l’AGT en un seul groupe de travail intégrant également la recherche en géotechnique : le groupe de travail Ponts, géotechnique et tunnels (GT PGT). Celui-ci continue à faire partie des domaines de spécialité de la recherche de l’administration fédérale dans le domaine des transports et de la durabilité, sous la houlette de l’OFROU. Il a pour but de développer des stratégies novatrices, efficaces et durables pour l’aménagement, l’entretien et la surveillance des ouvrages d’art et tunnels.
Le financement des projets de recherche se fait par l’intermédiaire du fonds de recherche de l’OFROU, lequel, conformément à la législation fédérale (art. 17 LUMin), est alimenté par l’impôt sur les huiles minérales. À l’heure actuelle, quelque 1,4 million de francs sont chaque année mis à la disposition du domaine de spécialité de la recherche sur les PGT – ce montant servant principalement à financer des projets alignés sur les priorités de recherche définies par l’OFROU.
Durant la première période suivant la réorganisation, de nombreux projets de recherche intéressants et prometteurs ont de nouveau pu être soutenus financièrement. Ils se répartissent entre les trois thèmes de recherche que sont les ponts, les tunnels et la géotechnique. Certains ont déjà abouti et ont permis d’apporter des connaissances intéressantes et importantes pour la pratique dans de nombreux domaines.
Transposer la recherche dans des projets concrets
La mise en œuvre des résultats de la recherche dans la pratique s’effectue à travers divers canaux. Leur publication sous forme de rapports accessibles gratuitement au public professionnel demeure une étape centrale dans ce processus. Les principales conclusions sont également intégrées aux directives et instructions de travail de l’OFROU ainsi qu’à la collection de normes techniques spécifiques. Afin de faciliter l’accès des professionnels à ces résultats, des informations sur les connaissances acquises sont partagées dans le cadre de conférences, la dernière remontant à mars 2014. Dix ans plus tard, l’heure est à nouveau venue de resserrer les liens entre la communauté scientifique et les acteurs du terrain. La conférence «Nouveaux acquis de la recherche sur les ponts, la géotechnique et les tunnels» se tiendra donc en avril 2024. Elle apporte un éclairage précieux sur les travaux des chercheurs, s’avérant indispensable pour les professionnels chargés de la construction et de l’entretien d’ouvrages d’art et de tunnels.
Notes
1 Confédération suisse, Office fédéral des routes: «Rapport sur l’état du réseau des routes nationales», éditions 2019 et 2022.
2 M. Donzel, « Einführung in die Brückenforschung des Bundesamtes für Strassen », Documentation D 0173, Société suisse des ingénieurs et des architectes (SIA), 28 mai 2012, pp. 7-15.
3 Pfleghard, Ueli, «Schäden an Nationalstrassen – die Lebensdauer der Bauwerke», SIA, vol. 104 (1986) cahier 25, pp. 628-629.
4 NZZ, «Zwang zum Abbruch der Elmenrütiviadukte», n° 92,18.041984.
Informations pratiques sur la conférence
La conférence «Nouveaux acquis de la recherche sur les ponts, la géotechnique et les tunnels» se déroulera le 25 avril 2024 à Olten. S’adressant à un large public de professionnels, elle présentera les principaux résultats des recherches menées par l’OFROU dans les domaines des ponts, de la géotechnique et des tunnels. La conférence est organisée par cet office fédéral en collaboration avec la SIA, le Groupe spécialisé des ponts et charpentes (GPC), le Groupe spécialisé pour les travaux souterrains (GTS) et Géotechnique Suisse (GS). Les exposés seront donnés en français ou en allemand et bénéficieront d’une traduction simultanée. Pour consulter les informations complémentaires et s'inscrire: https://forschung-bruecken-tunnel-geotechnik-2024.events.sia.ch/?lang=fr