Conception et dimensionnementd’une passerelle à mobilité douce

Objet du projet
Travail de master
Lieu
Zurich
Étudiants
Monsieur Poli Matteo
Encadrement
Alain Nussbaumer
Haute école/Université
EPFL
Semestre
Semestre de printemps 2024
Spécialisation
Ingénierie civile

La ville de Zurich a lancé un projet de passerelle à mobilité douce afin de relier les arrondissements 4 et 5 de celle-ci. L’ouvrage se situera à environ 1 km de l’entrée en gare, de ce fait, la densité ferroviaire y est forte et 31 voies devront être enjambées. Ce projet s’inscrit dans la "Vélo-stratégie 2030" de la ville et souhaite offrir une voie sécurisée et fluide pour les piétons et cyclistes.

Après une phase d’études de plusieurs variantes, il a été décidé d’opter pour une solution de structure en treillis de type Warren. Celle-ci permet de s’adapter aux portées variables en modifiant la hauteur statique entre membrures du treillis. Un jeu sur les inclinaisons des diagonales est également présent, conférant une logique structurelle ainsi qu’une esthétique agréable à la passerelle. Les éléments du treillis sont des profilés creux rectangulaires formés à chaud (RRW).

Ceux-ci confèrent une rigidité conséquente à la structure permettant notamment d’éviter l’emploi d’entretoises en partie supérieure de l’ouvrage (entre membrures supérieures). De plus, des assemblages soudés pourront être réalisés sur ces éléments avec pour unique contrainte l’ajout d’un raidisseur au droit de chaque noeud.

La longueur de l’ouvrage hors rampe est de près de 400 m (397.7 m) et la hauteur statique entre membrures varient de 1.85 m à 4.3 m. Les deux treillis situés en partie supérieure sont reliés par une dalle orthotrope entièrement métallique qui permet la circulation des usagers ainsi que de déportés les charges sur ceux-ci. Le système est modélisé telle une poutre sur 11 appuis permettant les rotations dans toutes les directions. Afin de faire face aux effets de températures, la passerelle est conçue tel un pont flottant permettant de déportés ces déplacements au droit de chacune des extrémités de l’ouvrage, réduisant ainsi le souffle nécessaire des joints de dilatations.

Au vue des contraintes du projet, les piles ont étés traitées de manière approfondies en raison de leur rôle essentiel. En effet, leur emplacement et leurs dimensions ont été soigneusement réfléchis pour reprendre les divers effets tels que les chocs des véhicules ferroviaires, les variations de température, le freinage des véhicules sur l’ouvrage, ainsi que les séismes. Afin de réduire l’emprise sur les voies ainsi que dû à la géologie de surface, il a été décidé d’opter pour des fondations sur pieux. Ceci aura également l’avantage de garantir un encastrement au pied des piles ce qui sera favorable sur la rigidité d’ensemble.

Le montage du tablier s’effectuera à l’aide de différentes grues et par segments. Ceux-ci seront installés de nuit, lorsque le trafic ferroviaire est plus faible. Les étapes de construction des fondations et des piles nécessiteront des fermetures de voies plus conséquentes et la mise en place d’éléments de sécurité pour les ouvriers.

En conclusion, cet ouvrage se distingue par son esthétique, ses qualités fonctionnelles et structurelles, tout en garantissant le confort des usagers.