Ouvrages d’Eugène Freyssinet
Pont de Préréal-sur-Besbre (Allier – 1907)
Ouvrage modeste en béton armé de 26 m de portée.
Il a donné à Eugène Freyssinet l’occasion d’imaginer un nouveau procédé de décintrement des arcs en béton. Une opération délicate entreprise quand le béton est suffisamment durci et consistant à retirer le cintre sur lequel a été coulé le béton de l’arc.
On se contentait avant de démonter purement et simplement le cintre, ce qui entrainait des tassements de l’arc et, parfois, son effondrement.
Pour la première fois au monde, Eugène Freyssinet a utilisé des vérins placés en clef de voute pour exercer des poussées horizontales sur les deux moitiés de l’arc en béton qui, s’écartant l’une de l’autre, se soulèvent et se décollent du cintre.
Les ouvrages d’Eugène Freyssinet dans le Bourbonnais 1905 – 1914
Des ouvrages en très bon état de conservation s’ils n’ont pas été détruits lors de la Deuxième Guerre mondiale. Des ouvrages qui ont vu Eugène Freyssinet s’impliquer totalement dans leur conception et leur réalisation, devenant ingénieur, entrepreneur, charpentier, coffreur, ferrailleur, cimentier.
Portées des ponts
Arche d’essais du Pont du Veurdre 1908
Une arche éprouvette de 50 m de portée, très surbaissée, destinée à contrôler expérimentalement le comportement de grandes voûtes en béton lors de leur décintrement et par la suite.
Mais pour obtenir l’immobilité des culées de l’arche, Eugène Freyssinet a imaginé de les relier par un tirant-buton.
CE TIRANT-BUTON EST L’ANCÊTRE DE TOUS LES OUVRAGES EN BÉTON PRÉCONTRAINT.
L’Arche d’essais du Pont du Veurdre est inscrite à l’inventaire des Monuments historiques depuis 2021.
Pont du Veurdre sur l’Allier 1911 – 1912
3 arcs en béton armé très plats de 67, 72, 67 m de portée. 3 arcs qui s’affaissaient quelques mois après la mise en service de l’ouvrage, conséquence du phénomène – méconnu jusqu’alors – de la déformation différée des bétons sous charge.
Pour sauver l’ouvrage, Eugène Freyssinet va utiliser les vérins de décintrement pour exercer une poussée horizontale en clef de voûte, écarter les deux moitiés de l’arc et ainsi les ramener progressivement puis définitivement à leur position initiale.
Ouvrage déterminant dans la réflexion d’Eugène Freyssinet sur la possibilité d’obtenir une compression permanente du béton malgré ses lentes déformations. Mais il faudra attendre 1928 pour qu’il dépose sa demande de brevet sur le béton précontraint.
Le Pont du Veurdre a été détruit en 1944.
Pont Boutiron sur l’Allier 1913
3 arcs en béton armé. L’intention de faire du béton l’égal de l’acier en manifeste dans cet ouvrage, comme dans le Pont du Veurdre. Inscrit à l’inventaire des Monuments historiques depuis 2021. Son état de conservation est remarquable.
Chaland en béton armé 1920
Conçu et réalisé par Eugène Freyssinet dans le cadre d’un programme de construction de 100 chalands de haute mer en béton armé, adopté en 1918 pour économiser l’acier.
Deux hangars pour dirigeables à Orly 1921 – 1923
Chaque arc de la voûte est coulé dans des coffrages reposant sur un cintre. Lorsque le béton est suffisamment durci, le cintre est abaissé pour le décoller de l’arc qui vient d’être coulé, déplacé ensuite de quelques mètres et rehaussé dans la position de l’arc suivant.
On coulait en 1921 un arc par semaine.
L’ouvrage est spécialement conçu pour permettre l’utilisation d’un cintre unique en bois cloué se déplaçant parallèlement à lui-même sur des rails.
Eugène Freyssinet s’affirme à Orly comme grand constructeur. Cet ouvrage remarquable par son mode de réalisation contient un enseignement capital : l’objet à construire doit être défini en fonction des méthodes et des moyens les plus adéquats pour le réaliser.
La démarche inverse, celle consistant à décider à priori d’une forme de structure et à la dimensionner avant de s’intéresser au mode de construction, était pour Eugène Freyssinet une trahison de la mission du constructeur.
Cette dernière façon de procéder a malheureusement tendance à se généraliser…
Pont de Plougastel (Finistère) ou Pont Albert Louppe 1925 – 1930
Construit sur la rive, le cintre va être mis à l’eau à marée haute et mis en place pour construire le premier arc du pont.
La première arche achevée, le cintre est déplacé pour construire le deuxième arc et déplacé à nouveau pour construire le troisième arc.
Le cintre déplacé par flottaison a permis la réalisation successive des arcs de 186 m, nouveau record du monde de portée.
A l’occasion de l’inauguration du Pont de Plougastel, Eugène Freyssinet avait écrit quelques phrases inattendues chez un entrepreneur :
« En Bretagne la lumière est une fée qui joue sans cesse à recouvrir la nature de manteaux changeants, tantôt de plomb, tantôt d’argent ou de perle ou de quelque chose d’immatériel et radieux.
Au soir des essais du Pont Albert Louppe, elle avait étendu sur la rade ses plus somptueux trésors. Et chaque ligne de l’ouvrage, changée en un long chapelet de lumière irréelle, ajoutait une beauté de plus à l’ensemble merveilleux, prouvant ainsi que la fée de la rade avait déjà adopté l’enfant que les hommes lui ont imposé, et su lui tisser des vêtements assez magnifiques pour cacher toutes les insuffisances de l’œuvre. »
Ouvrage de Françoise Sioc’han
Halle Freyssinet de Paris 1927 – 1929
Trois nefs contiguës en béton armé, d‘une longueur de 300 m et d’une largeur de 72 m, où la lumière pénètre en abondance par les ouvertures latérales et zénithales. Un ouvrage conçu pour en permettre la réalisation en 18 mois seulement tout en économisant matière et main d’œuvre. Un chef d’œuvre de l’architecture industrielle contemporaine où les piliers pyramidaux, les voûtes minces de 5 cm, les auvents qui courent le long des façades, les perspectives offertes par les nefs font régner l’harmonie, l’équilibre et l’élégance.
Un monument qui a permis à Eugène Freyssinet d’affirmer sa maîtrise des grands ouvrages en béton armé et de s’affirmer comme un précurseur du développement durable.
Unique témoignage à Paris du génie de son auteur, la Halle Freyssinet est inscrite à l’inventaire des Monuments historiques depuis 2012.
Rénovée magnifiquement, elle abrite depuis 2017 Station F, la plus grande pépinière de start up au monde.
Les ouvrages suivants ont été conçus et réalisés par Eugène Freyssinet après l’invention du béton précontraint.
Pour mémoire :
La Société Technique pour l’Utilisation de la Précontrainte (STUP) voit le jour en 1943. Filiale de Campenon Bernard, son objet est : « la mise en valeur, la défense, l’exploitation des procédés nouveaux dont Monsieur Freyssinet est l’inventeur ».
Conseil de la STUP et de Campenon Bernard, entouré de disciples gagnés à sa foi de l’avenir de la précontrainte, Eugène Freyssinet va s’employer à faire de la précontrainte une réalité mondiale
En 1952 est créée la Fédération Internationale de la Précontrainte, devenue récemment la Fédération Internationale du Béton (FIB).
La Société Technique pour l’Utilisation de la Précontrainte « STUP » a accueilli des centaines de stagiaires français et étrangers, qui venaient y apprendre le béton précontraint et la pensée d’Eugène Freyssinet. En 1955, la STUP était à la tête d’un réseau d’une cinquantaine d’agents répartis sur les cinq continents. Son bureau parisien était l’une des plus belles pépinières d’ingénieurs de toutes origines.
Enfin, Yves Guyon a commencé en 1950 la rédaction de quatre ouvrages théoriques sur le béton précontraint qui ont rendu possible le développement de la précontrainte à l’étranger et resteront pendant plusieurs décennies la bible de l’ingénieur.
Sauvetage de la gare maritime du Havre 1934
La Gare Maritime du Havre, tout juste achevée en 1933 pour accueillir le paquebot « Normandie », s’enfonçait de 25 mm par mois dans une couche d’argile épaisse. Aucune solution classique ne permettait d’arrêter le naufrage.
Le bâtiment de la Gare maritime reposait sur des fondations constituées d’un mur de quai et de trois files de pieux de 10m de profondeur environ.
Sous l’effet du poids de la gare, les pieux fichés dans un sol de mauvaise qualité s’enfonçaient alors que le mur de quai restait stable. La façade de la gare reposant sur le mur de quai ne pouvait suivre le mouvement.
Eugène Freyssinet :
« Un proche effondrement paraissait inévitable. Je proposai une solution qui, en dépit de sa hardiesse, fut adoptée sans discussion parce qu’elle constituait l’unique chance d’échapper à la catastrophe imminente ».
« Il est bien évident qu’un projet aussi téméraire n’a pu être pris en considération que parce qu’il représentait l’unique chance d’éviter une catastrophe désastreuse pour le prestige français sous les yeux du monde entier braqués sur le paquebot Normandie et son port d’attache ».
La solution d’Eugène Freyssinet :
Enfoncer par-dessous la structure du bâtiment 700 pieux de 25 à 30 m atteignant les couches résistantes et profondes du sous-sol en prenant appui sur les soubassements de la gare, solidarisés et consolidés par la précontrainte. Les pieux, fabriqués à l’intérieur du bâtiment par tronçons élémentaires de 2 m sont assemblés par précontrainte et enfoncés dans le sol grâce à des vérins spécialement conçus par Eugène Freyssinet. La vibration, la compression et l’étuvage des bétons sont utilisés pour améliorer la cadence de fabrication des pieux et la qualité des bétons.
Tous les procédés inventés par Eugène Freyssinet avaient été mobilisés pour sauver la Gare maritime du Havre.
Les tassements cessèrent dès que les premiers pieux furent mis en œuvre.
Le résultat, spectaculaire et convaincant, valut à Eugène Freyssinet d’un seul coup une renommée mondiale. Lors du congrès international des Ponts et Charpentes à Berlin en 1936, Eugène Freyssinet fut salué par une ovation extraordinaire dans le climat de tension franco-allemande de l’époque.
Au Havre comme au Veurdre, Eugène Freyssinet s’était montré clairvoyant et audacieux dans l’adversité, sauvant seul dans l’urgence un ouvrage.
Les conduites d’eau d’Oued Fodda, Algérie 1936
Franchissement d’une portée de 18m.
La portée est franchie sans dommages et sans fuites grâce à la mise en œuvre d’une précontrainte longitudinale.
Plusieurs batteries de vérins plats assurent la compression de la conduite entre ses culées fixes. Ces conduites d’eau, soumises à deux séismes, celui d’Orléansville avant l’indépendance et d’El Asnam après, les ont supportés sans dommages graves et ont pu poursuivre leur service.
Les conduites d’eau d’Oued Fodda sont les ancêtres des nombreux ouvrages étanches en béton précontraint : réservoirs de pétrole ou de GNL, enceintes des centrales nucléaires.
Le Pont de Luzancy 1941 – 1946
Entouré de disciples gagnés à sa foi en l’avenir de la précontrainte, Eugène Freyssinet va consacrer les dernières années de sa vie à faire de son invention une réalité mondiale.
Des milliers de ponts en béton précontraint ont été construits dans le monde sur le modèle du Pont de Luzancy.
5 Ponts sur la Marne 1947 – 1951
Ces 5 ponts, qui franchissent la Marne à Ussy, Anet, Trilbardou, Changis et Esbly, tous semblables, d’une portée de 74 m, furent réalisés par Campenon Bernard sous la responsabilité de Jean Chaudesaigues, selon le principe du pont de Luzancy.
Les éléments constitutifs des 5 ponts furent préfabriqués en série dans une seule usine.
Prototypes d’ailes volantes en béton précontraint, 1949
Eugène Freyssinet n’avait jamais songé à faire voler le béton grâce à la précontrainte mais les Avions BREGUET ont fait voler des ailes volantes en béton précontraint grâce à Eugène Freyssinet.
Eugène Freyssinet : « Il y a quelque temps, deux ingénieurs des Avions Breguet, Messieurs Brocard et Bruner, vinrent me demander de les aider à construire des ailes d’avion en béton précontraint… J’avoue que ma première impression fut que j’avais affaire à des fous… En quelques heures de travail, prenant modèle sur mes matériels de 1933 (ceux de la Forclum), je pus définir les méthodes de construction des moules permettant le coulage, autour de cordes à piano tendues, de mortiers semblables à ceux de Montargis (1), à une échelle encore plus petite… Ces méthodes ont permis aux avions Breguet de réaliser en peu de temps des ailes impeccables qui ont résisté à tous les essais imposés par les services de réception… » (2).
Jean Brocard et Georges Bruner : « Le 9 février 1949, une première aile en béton précontraint subit avec succès un essai statique en flexion. Son poids n’était que de 15 % supérieur à celui d’une aile métallique de construction traditionnelle, mais les temps de fabrication se réduisaient dans le rapport de 3,4 à 1 pour une série de cinquante ailes, de 5 à 1 pour une série de cinq cents » (3).
Ces ailes volantes en béton précontraint étaient destinées à une bombe planante, le Breguet 910, qui devait pouvoir être chargé d’une tonne de mélinite. Il mesurait 4,80 m de longueur et 4 m d’envergure, pouvait atteindre 800 km/h depuis une altitude de 5000 m avec une portée de 50 km. La fabrication envisagée de quatre cents engins fut arrêtée en 1954 du fait du manque de fiabilité du système de téléguidage.
(1) Bétons à très haute résistance.
(2) Conférence prononcée par Eugène Freyssinet pour son jubilé scientifique le 21 mai 1954, publiée dans la revue Travaux de Juin 1954.
(3) « Le béton précontraint, matériau de construction aéronautique ». Article paru dans « Techniques et Science Aéronautique N° 5, 1953.
3 viaducs sur l’autoroute Caracas – La Guaira (Vénézuela) 1951 – 1953
Portée des arcs : 152 m, 136 m, 138 m.
Un cintre unique a permis la réalisation successive des 3 viaducs.
La partie centrale du cintre, construite au fond de la vallée, est mise en place.
Les trois arcs coulés, la partie centrale du cintre est descendue pour être utilisée à la construction d’un autre viaduc.
Piste d’aviation d’Orly 1947
Une piste en béton précontraint dont la compression est assurée par des vérins plats. Le même procédé a été utilisé pour la piste d’Alger Maison Blanche en 1953.
Barrage à voûtes multiples d’Erraguène sur l’oued Djen – Djen (Algérie) 1955 – 1961
L’ouvrage d’une hauteur de 81m et d’une longueur en crête de 510m, comporte 12 voûtes de 35m de portée chacune entre axes des contreforts.
Les talons en aval des contreforts sont mis en compression par des butées actives munies de vérins plats. Les voûtes toriques, d’une épaisseur décroissante de la base au sommet, sont précontraintes. Elles stabilisent les contreforts sans qu’il y ait besoin de butons transversaux.
Un des ouvrages les plus remarquables de l’Entreprise Campenon Bernard.
Voûte extra plate et sans piliers de la Basilique souterraine de Lourdes 1956 – 1958
Longueur : 200m.
Largeur : 81m.
Hauteur : 10m au dessus du maître autel.
La couverture en béton précontraint est supportée par 29 arcs à béquilles. La basilique peut accueillir 20 000 pèlerins.
Consulté par les Architectes de la Basilique souterraine de Lourdes qui devait comprendre une voûte extra plate sans piliers (sauf ceux de la Foi), Eugène Freyssinet imagine en 15 minutes le futur ouvrage en s’inspirant de deux de ses réalisations antérieures : les hangars d’Orly et le pont d’Esbly.
L’ouvrage étudié ensuite par Jean Chaudesaigues et réalisé par Campenon Bernard fut, à quelques détails près, celui qu’il avait conçu.
Eugène Freyssinet à propos de cet ouvrage :
«Du point de vue technique, on pourrait au moins tripler l’échelle, ce qui permettrait de mettre plus de 300 000 personnes … Une voûte de 500 m de portée, surbaissée au 1/6ème, avec un rayon à la clé de 420 m, n’impose en effet au béton, sous son poids propre, que des contraintes de 50 kg/cm2 s’il s’agit d’une calotte sphérique et de 100 kg/cm2 s’il s’agit de cylindres ».
Pont Saint Michel à Toulouse 1959 – 1962
Pont à béquilles en béton précontraint – Coulé en place et substitué à l’ouvrage métallique existant sans interrompre la circulation (1959 – 1962).
Pont de Gladesville (Australie) 1962 – 1965
Record du monde de portée.
L’ouvrage comprend 4 arcs contigus de 305 m de portée, record du monde de l’époque. Les arcs sont constitués de voussoirs préfabriqués posés sur un cintre déplacé transversalement pour permettre l’exécution successive des 4 arcs contigus. Le décintrement des arcs est réalisé grâce à des vérins plats.
L’œuvre d’Eugène Freyssinet de 1905 à 1962
L’œuvre d’Eugène Freyssinet procède au départ d’une intuition et d’une conviction : le béton, malgré ses déficiences, peut et doit devenir le matériau de construction par excellence.
En 57 ans d’un combat, parfois solitaire, pour faire la connaissance du matériau, lui interdire de manifester ses faiblesses et le faire travailler au maximum de ses possibilités, Eugène Freyssinet aura légué à ses successeurs :
- L’idée de précontrainte et 3 procédés pour comprimer durablement le béton : pré-tension, post-tension, vérin plat.
- Et aussi et surtout de multiples applications de la précontrainte :
– Enceintes en béton rendu étanche par la précontrainte (réservoirs, enceintes de centrales nucléaires),
– Préfabrication industrielle des ponts,
- Préfabrication des poutres et poteaux en béton précontraint,
– Réparation et renforcement des ouvrages par la précontrainte.
Au nombre des voies ouvertes doivent également figurer le cintre réutilisable, la vibration et l’étuvage du béton ; autant de manifestations du génie inventif du grand ingénieur que fut Eugène Freyssinet.
L’ensemble des voies ouvertes par Eugène Freyssinet a constitué une révolution dans l’art de construire qui a fait du béton dont les constructeurs se défiaient au début du 20e siècle, le premier des matériaux de construction.
Les spécialistes nous assurent qu’il gardera encore très longtemps cette position éminente sous sa forme traditionnelle ou sous la forme des nouveaux bétons.
Les records de Freyssinet
- 1912 : Pont du Veurdre – Record d’élancement (1/15) pour un arc en béton (identique à celui du pont Alexandre III – métallique – 1903).
- 1914 – 1920 : Pont de Villeneuve sur Lot – Record du monde de portée d’un arc en béton – 96 m
- 1923 : Pont de Saint Pierre du Vauvray sur la Seine – Record du monde de portée d’un arc en béton – 131 m
- 1929 : Pont Albert Louppe à Plougastel – Record du monde de portée d’un arc en béton – 3 arc de 186 m
- 1946 : Pont de Luzancy – Record du monde de portée d’un pont en béton précontraint – 55 m- élancement 1/45 !
Les exploits de Freyssinet
- 1912 : Sauvetage du pont du Veurdre menacé de ruine par l’effet du fluage du béton (phénomène inconnu à l’époque et mis en évidence par Freyssinet).
- 1934 : Sauvetage de la Gare Maritime du Havre menacée de ruine par enfoncement dans le sol.
- 1954 : Sauvetage de la voûte de couverture de l’émetteur de Europe 1 au Felsberg (Sarre).
Les grands bâtiments construits par Freyssinet
Entre 1915 et 1930 : Bâtiments en béton armé :
- Verreries du centre à Montluçon
- Halle de coulée de l’usine Schneider au Creusot
- Halle de coulée des Aciéries de Caen
- Hangars d’aviation ( Istres, Villacoublay, Bourges, …)
- Hangars pour dirigeables à Orly (2 bâtiments L=300m, l=88m, h= 56m)
- Couvertures de gares et d’ateliers du chemin de fer (Austerlitz, Bagneux, Reims…)
- Couvertures d’usines (Compagnie des Radiateurs à Dammarie-les-Lys,)
- Marché couvert à Reims
Après 1930 : Bâtiments en Béton précontraint :
- 1946 : Bassin d’essai des carènes à Toulouse
- 1948 : Réservoir d’eau de 7000 m3 à Orléans
- 1954 : Couverture de l’émetteur de Europe 1, Felsberg (Sarre)
- 1956 : Basilique souterraine Saint-Pie X à Lourdes
