Viaduc du Littoral

Le viaduc du Littoral est un viaduc français en béton précontraint, surplombant l'océan Indien, dans le département d'outre-mer de La Réunion.

Viaduc du Littoral
Le viaduc du Littoral vu depuis la pointe du Gouffre en direction de La Grande Chaloupe.
Géographie
Pays	France
Région	La Réunion
Commune	Saint-Denis
Coordonnées géographiques	20° 53′ 07″ S, 55° 23′ 24″ E
Fonction
Franchit	Océan Indien
Fonction	Pont routier
Itinéraire	RN1
Caractéristiques techniques
Type	Pont en béton
Longueur	5 409 m
Portée principale	120 m
Largeur	28,9 m
Hauteur	maximale 29,705 m
Matériau(x)	Béton
Construction
Construction	Janvier 2014 - Mars 2023
Inauguration	30 mars 2021
Mise en service	28 août 2022 (sens Saint-Denis - La Possession) 1er mars 2023 (sens La Possession - Saint-Denis)
Architecte(s)	Thomas Lavigne Christophe Cheron
Maître(s) d'œuvre	Egis
Maître d'ouvrage	Conseil régional de La Réunion
Entreprise(s)	Vinci Construction Grands Projets, Bouygues Travaux Publics, Dodin Campenon-Bernard et Demathieu Bard

D'une longueur de 5 409 mètres, faisant de lui le plus long pont de France, il porte la route nationale 1 et relie Le Barachois à La Grande Chaloupe, deux quartiers de Saint-Denis.

Ouvrage d'art d'importance régionale, il fait partie de la Nouvelle route du Littoral. Son génie civil a été achevé le 30 avril 2019, puis le viaduc inauguré le 30 mars 2021 et mis en service par étapes à compter du 28 août 2022.

Histoire

La route du Littoral

Ouverte en 1963, la route du Littoral est un maillon essentiel du réseau routier réunionnais. Élargie à 2 fois 2 voies dans les années 1970 et voyant passer plus 70 000 véhicules par jour, elle permet de relier Saint-Denis à l'Ouest de l'île, en longeant l'océan Indien en bord de falaise.

Ce positionnement la rend vulnérable au phénomènes météorologiques (pluie, vent, houle, cyclones ...) mais aussi à l'érosion de la falaise située juste au-dessus, érosion elle-même accélérée par ces mêmes phénomènes météorologiques. Tous ces évènements ont causé en moyenne 69 jours de bascule en 2 + 1 voie par an entre 1992 et 2010.

Depuis sa mise en service, les diverses chutes de roches sur la route ont provoqué 22 décès et 23 hospitalisations. L'éboulement de plus de 20 000 m³ de roches le 24 mars 2006, entraînant la mort de 2 personnes, une fermeture complète de la route pendant 36 jours et plus de 100 jours de basculement, ont permis d’accélérer le projet, alors en phase d'étude, de NRL, ayant pour but de remplacer la route actuelle par une alternative plus sûre et tout aussi capacitaire.

Choix de l'ouvrage

Après une phase de concertation publique menée à Saint-Denis et La Possession, il est décidé que la NRL ne sera pas faite uniquement de digues. Un viaduc d'une longueur alors prévue entre 5 300 et 5 700 mètres sera à construire en mer.

Ce viaduc sera parallèle à la côte et possèdera un tablier placé entre 20 et 30 mètres au dessus du niveau de la mer. Celui-ci supportera 3 voies de circulation dans chaque sens mais doit pouvoir supporter un tramway en site propre.

Deux solutions sont proposées par le maître d’œuvre Egis pour le viaduc :

• un tablier de hauteur variable et d'une portée de 120 mètres constitué d'un mono-caisson à deux âmes, avec des caissons comportant des nervures transversales et un encorbellement de 22 cm ;
• un tablier de hauteur constante et d'une portée de 100 mètres constitué d'un mono-caisson à quatre âmes.

Le viaduc serait alors supporté par des piles dont la moitié seraient posées au fond de l'océan et l'autre moitié comporterait des massifs de quatre pieux de 4 mètres de diamètre.

Suite à l'appel d'offre, le groupement Vinci Construction Grands Projets, Bouygues Travaux Publics, Dodin Campenon-Bernard et Demathieu Bard est retenu pour la construction du viaduc. Celui-ci fera appel à :

• un viaduc entièrement préfabriqué ;
• un tablier de hauteur variable et d'une portée de 120 mètres constitué d'un mono-caisson à deux âmes, avec des caissons comportant des encorbellements sans nervures transversales mais précontraints transversalement ;
• des piles sans pieux, sous réserve de retours satisfaisants des sondages géotechniques, avec un simple renforcement du sol (les piles ne sont conservées que pour les culées d'extrémité).

Description de l'ouvrage

Géologie et géotechnique

L'île de la Réunion est d'origine volcanique. Elle est sortie de mer il y a environ 2 millions d'années à la suite d'éruptions successives de son volcan principal, le Piton des Neiges. Celui-ci est aujourd'hui éteint et culmine à plus de 3 000 mètres d'altitude.

Son cône volcanique plonge dans l'océan Indien avec une pente régulière, sauf au nord-ouest de l'île où se situe une falaise instable de 100 à 200 mètres de hauteur. Elle est constituée de coulées basaltiques intercalées de scories et de niveaux de paléosols, par nature friables. Cette hétérogénéité cause les nombreux éboulements que subissent l'ancienne route du Littoral lors des grands épisodes pluvieux.

Le viaduc est situé en mer, au large de cette falaise. Les fonds marins ont été sondés lors des études d'avant-projet sommaires du début des années 2000 avant des sondages approfondis au niveau des emplacements des fondations à la suite de l'attribution du marché. Ceux-ci sont composés de sables, galets et blocs, de compacité et d'épaisseur variables (5 à 20 mètres en général), recouverts en surface d'une couche de sables lâches de 2 à 5 mètres d'épaisseur moyenne, le tout reposant sur le substratum basaltique.

Les piles et les culées

Le viaduc repose sur 50 points d'appuis, 2 culées aux extrémités et 48 piles en mer. Chaque appui supporte une charge verticale en service estimée entre 100 000 et 150 000 kN liée au poids de l'ouvrage et au trafic ainsi que des contraintes latérales (houle, choc de bateau jusqu'à 300 tonneaux, séisme ...) et induit ainsi une contrainte au niveau du sol de fondation d'environ 700 kPa ELS (1 MPa ELU). Des fouilles seront donc réalisées à l'emplacement de chaque pile afin d'atteindre un sol pouvant convenablement supporter l'ouvrage (pression limite entre 2 et 2,5 MPa associée à une rigidité suffisante).

Descriptif des piles

Chaque pile mesure entre 23,5 et 37 mètres de haut et est réalisée en deux parties : un première partie, dite "embase", comprenant la semelle et la partie inférieure du fût de pile permettant d'atteindre une cote d'environ 3 mètres au-dessus du niveau de la mer ainsi qu'une deuxième, dite "tête de pile", comprenant la partie haute du fût et le chevêtre, le tout étant relié par un joint de clavage intégré à l'embase de 1,50 mètre de hauteur.

Chaque pile est dotée d'une semelle faisant 2,40 mètres d'épaisseur. Initialement, 35 piles dites "courantes" ont une semelle circulaire d'un diamètre de 20 mètres et 13 autres piles ont une semelle circulaire d'un diamètre de 23 mètres : 7 piles fixes (un par tronçon du viaduc) et 6 piles dites "piles-culées" situées entre deux tronçons successifs du viaduc. Les études géotechniques ont permis de réduire le diamètre de la semelle de la pile fixe P32 à 20 mètres et démontrer le besoin d'augmenter celui des piles P5 et P39 à 23 mètres.

Certaines piles, au large de la Pointe du Gouffre, sont situées à proximité de formations coralliennes. Ces piles sont équipées, en bas de fût, de structures artificielles permettant de créer des habitats artificiels, de manière à favoriser la colonisation du site par la faune et la flore fixée marines.

Les embases ont un poids compris entre 3 500 et 4 500 tonnes, pour une hauteur variant entre 15 et 18 mètres en fonction de la profondeur du fond marin et de la fouille réalisée. Elles reposent ainsi entre 12 et 15 mètres sous le niveau de la mer, soit entre 3 et 8 mètres sous le fond de l'océan.

Les têtes de pile ont quant à elles un poids compris entre 1 250 et 2 250 tonnes, pour une hauteur comprise entre 9 et 21,50 mètres selon la hauteur du viaduc au niveau de la pile.

Fabrication des piles

Les piles sont fabriquées dans une usine située au Port Est composée des deux lignes de préfabrication, permettant la réalisation de deux piles en parallèle. Ces deux lignes sont nécessaires afin de tenir la cadence imposée par le calendrier d'une pile posée tous les 10 jours ; il faut 20 jours pour produire une embase et entre 15 et 20 jours pour une tête de pile.

Sur chaque ligne, les pièces sont préfabriquées selon des positions successives convergeant vers la ligne de chargement centrale permettant le chargement des éléments finis sur la barge Zourite.

Pour les embases :

• 1ère position (dite "podium") : ferraillage et coulage de la semelle ;
• 2ème position : ferraillage et bétonnage du fût bas en deux levées ;
• 3ème position : finitions, équipement en passerelles et accès pour le voyage en mer ;
• 4ème position : position de stockage ;
• 5ème position : chargement sur la ligne centrale ;

Pour les têtes de piles :

• 1ère position : ferraillage et coulage du fût haut de pile en un ou deux levées selon la hauteur voulue ;
• 2ème position : ferraillage et bétonnage du chevêtre ;
• 3ème position : finitions, équipement en passerelles et accès pour le voyage en mer ;
• 4ème position : chargement sur la ligne centrale ;

Les pièces sont déplacées en utilisant un système de 2 trains de 12 vérins de levage de 250 tonnes couplés hydrauliquement et surélevés par rapport à leur rail de glissement sur coussins d’air.

Descriptif des culées

Les culées sont à l'interface entre la partie digue et la partie viaduc. Elles sont ancrées à travers la digue dans le substratum à l'aide de 26 pieux d'un mètre de largeur.

Un sommier de 39,50 mètres de large par 10 mètres de long pour 14 mètres de haut solidarise les têtes des pieux et permet, entre autres, le support du voussoir sur culée, le recueil des eaux pluviales et le passage des réseaux entre la digue et le viaduc.

Le tablier

Descriptif

Le tablier est divisé en 7 tronçons indépendants d'environ 773 mètres. Chaque tronçon comporte une pile fixe, les autres piles étant équipées d'appareils d'appui libres permettant les mouvements longitudinaux du tablier provoqués par le retrait du béton, son fluage et les dilatations thermiques.

Chaque tronçon est lui-même constitué de 7 travées : cinq travées courantes de 120 mètres et une travée de rive de 84,64 mètres à chaque extrémité. Les travées de rive des tronçons voisins reposent sur des piles-culées, permettant elles aussi les déformations longitudinales du tablier.

Le tablier est constitué d'un seul caisson à deux âmes en béton précontraint. Sa hauteur varie entre 7,3 mètres pour les voussoirs sur pile et 3,8 mètres au milieu des travées. Le hourdis supérieur est d'une épaisseur comprise entre 30 et 60 centimètres.

Les âmes ont une épaisseur de 65 centimètres et sont inclinées de 30 degrés par rapport à la verticale entraînant une largeur du hourdis inférieur comprise entre 10 mètres à l'appui et 14 mètres à la clé, pour une épaisseur variant entre 30 et 50 centimètres.

Chaque viaduc de 773 mètres est découpé en 6 fléaux de 120 mètres et 2 travées de rive de 26,30 mètres séparés par des joints de clavage de 0,28 m et 0,25 m. Chacun des 42 fléaux de 120 mètres de long est constitué d’un voussoir sur pile de 7,30 mètres en 3 éléments et de 28 voussoirs courants de 4,015 mètres (14 par demi-fléau) préfabriqués à joints conjugués.

Une travée de rive est constituée d’un voussoir sur culée ou sur pile culée de 4,30 mètres de long et de 5 voussoirs préfabriqués à joints conjugués (2 de 4,275 mètres encadrant 3 de 4,400 mètres) de hauteur constante de 3,80 mètres.

Un voussoir sur pile est composé d'un voussoir central de 3,90 mètres de long et de deux voussoirs latéraux de 1,70 mètre de long.

Le tablier est constitué de 126 voussoirs sur pile, 1 176 voussoirs courants à hauteur variable (fléaux), 14 voussoirs sur culée ou pile-culée et 70 voussoirs à hauteur constante (travées de rive) soit au total de 1 386 voussoirs.

Fabrication

L'ensemble du tablier a été préfabriqué au Port Est, à environ 1 kilomètre à l'ouest du lieu de fabrication des piles du viaduc.

L'usine dédiée au tablier possède :

• six cellules coffrantes réglables permettant de produire les 14 types des voussoirs courants ;
• une cellule coffrante produisant les voussoirs sur pile centraux ;
• une cellule coffrante produisant les voussoirs sur pile latéraux ;
• une cellule coffrante produisant les voussoirs sur culée ;
• une banc coffrant permettant la production des voussoirs des travées de rive.

Construction de l'ouvrage

La construction du viaduc a démarré par la construction des sites de préfabrication des piles et des voussoirs au cours de l'année 2015 pour une mise en service des installations début 2016.

Des fouilles octogonales d'une profondeur de 5 à 7 mètres pour 22 ou 25 mètres de diagonale (en fonction du diamètre de l'embase) sont réalisées pour chacune des piles (à l'exception de la pile P32 reposant directement sur le substratum) à l'aide d'un ponton dipper appelé Pinocchio équipé d'une pelle Liebherr de 400 tonnes avec un godet de 12 m³ permettant de creuser jusqu'à 15 à 16 mètres sous le niveau de l'eau, soit entre 5 à 7 mètres sous le fond marin.

Pour 11 des 48 piles, l'épaisseur de sables laches est trop importante pour que ceux-ci soient complètement retirés ; un vibrocompactage du sol fut donc nécessaire afin d'en améliorer ses caractéristiques.

Zourite (du créole réunionnais pour poulpe). Celle-ci, spécialement conçue pour l'occasion, fait 107 mètres de long, 44 mètres de large pour 45 mètres de haut et est équipée d'une centrale à béton d'une capacité de production de 200 m³ ainsi que d'un pont roulant pouvant lever 4 800 tonnes.

Il faut environ 2 semaines pour acheminer et poser une pile (embase, tête de pile et méga-voussoir sur pile). Chaque pile est positionnée avec une précision d'environ 20 centimètres et repose sur des sacs en géotextile remplis d'un mortier hydraulique permettant d'assurer un contact optimal entre la sous-face de l'embase et l'assise.

La tête de pile ainsi que le méga-voussoir sur pile sont ensuite amenés et placés avant d'être réglés par vérins, clavés, ferraillés et bétonnés en position définitive.

La barge Zourite pouvant emporter 4 800 tonnes, il est décidé de mutualiser la pose des têtes de pile avec celle du voussoir sur pile. En effet, une tête de pile fait un maximum de 2 250 tonnes et un voussoir sur pile central "seulement" 600 tonnes.

Afin d'optimiser les rotations de la barge, il est décidé qu'elle ne posera pas simplement le voussoir sur pile central mais un méga-voussoir sur pile d'un poids avoisinant les 2 400 tonnes. Celui-ci est constitué en assemblant, dans l'aire de fabrication des piles, les voussoirs sur piles centraux et latéraux ainsi que les voussoirs courants V1 et V2 constituant les différentes travées en mer, préalablement acheminés par camion depuis leur aire de fabrication.

Ces méga-voussoirs sur pile sont placés par barge sur leur pile et serviront d'appui à un lanceur d'une longueur de 280 mètres pour 24 mètres de large qui permettra de poser le reste des voussoirs. Ces voussoirs, d'un poids maximal de 300 tonnes, seront posés par encorbellement sur les travées courantes et par suspension sur les travées de rive.

Janvier 2015 : ouverture du site de pré-fabrication des voussoirs

26 mai 2016 : baptême de la mégabarge Zourite, démarrage des travaux du grand viaduc

15 mars 2019 : pose de la dernière pile du viaduc du littoral en mer

30 avril 2019 : pose du dernier voussoir, raccordement entre la Grande Chaloupe et St-Denis avec le Viaduc Littoral

Annexes

Articles connexes

• Routes nationales de La Réunion
• Nouvelle route du Littoral

Liens externes

• Ressource relative à l'architecture :
  • Structurae
• Planète TP : Nouvelle route du littoral à l’île de la Réunion
• France info : La Réunion : comprendre l'affaire de la Nouvelle Route du Littoral en trois minutes
• Les échos : La route la plus chère au monde progresse à La Réunion
• Nouvelle route du Littoral
• youtube : video sur la construction du viaduc du Littoral