Expertise de l'ouvrage de franchissement des voies SNCF par la RN 2113 à Narbonne (Aude)
HUMBERT, Evelyne
Auteur moral
France. Conseil général de l'environnement et du développement durable
Auteur secondaire
Résumé
L'ouvrage, vétuste, présente des signes de faiblesse. Ce pont métallique à poutres latérales a été construit à la fin du 19ème siècle dans le cadre de l'agrandissement de la gare de Narbonne. Il est actuellement géré par l'Etat, la commune ayant subordonné le transfert de la RN 2113 dans son domaine routier à la réhabilitation de l'ouvrage. Le travail d'expertise a consisté à donner un avis sur la solution provisoire de confortement de son unique appui intermédiaire et à identifier les solutions de réhabilitation ou de reconstruction, avec le concours de la direction territoriale Méditerranée du CEREMA. La difficulté particulière de la remise en état de ce pont est liée à sa localisation dans le triage de la gare de Narbonne. La pile concernée est située entre les voies supportant notamment le trafic vers Perpignan et Bordeaux. Elle est en outre très proche des rails. De ce fait, toute investigation nécessite une surveillance particulière de la part de la SNCF et la prise de mesures d'exploitation coûteuses qui doivent être programmées très en amont. C'est l'une des principales raisons pour lesquelles le suivi de cet ouvrage a été insuffisant. Le rapport synthétise les résultats de l'expertise qui ont conduit à décider la fermeture de ce pont à toute circulation puis la dépose de son tablier, cette dernière n'étant pas encore effectuée.
Editeur
CGEDD
Descripteur Urbamet
pont
;route nationale
;opération de construction
;REHABILITATION
Descripteur écoplanete
confortement
Thème
Infrastructures - Ouvrages d'art
Texte intégral
MINISTÈRE DE L'ÉCOLOGIE, DU DÉVELOPPEMENT DURABLE ET DE L'ÉNERGIE
Expertise de l'ouvrage de franchissement des voies SNCF par la RN 2113 à Narbonne (Aude)
Rapport n° 009653-01 établi par
Evelyne Humbert
Août 2015
Sommaire
Résumé......................................................................................................................2 Introduction...............................................................................................................3 1. L'ouvrage concerné..............................................................................................4
1.1. Présentation de l'ouvrage...........................................................................................4 1.2. Les investigations menées.........................................................................................5 1.2.1. Les résultats de l'inspection détaillée de 2011 « extrait de l'avis n°1 »............5 1.2.2. Les analyses complémentaires au rapport d'inspection détaillée.....................7 1.3. Les études du bureau IOA..........................................................................................8 1.3.1. Note de présentation IOA.................................................................................8
2. Déroulement de la mission..................................................................................9
2.1. L'avis n°1.................................................................................................................... 9 2.2. Réunion à la direction régionale de la SNCF..............................................................9 2.3. Éléments complémentaires recueillis..........................................................................9 2.4. L'avis n° 2................................................................................................................. 11 2.5. L'avis n° 3................................................................................................................. 11 2.6. Courrier du 25 septembre 2014................................................................................12 2.7. La réunion du 23 octobre à la DIT............................................................................12
Conclusion...............................................................................................................13 Annexes...................................................................................................................14 1. Lettre de mission................................................................................................15 2. Avis n° 1...............................................................................................................18 3. Compte-rendu de la réunion DDTM/SNCF du 14 avril 2014...........................23 4. Avis n° 2...............................................................................................................25 5. Avis n° 3...............................................................................................................28 6. Courrier du CGEDD............................................................................................31 7. Glossaire des sigles et acronymes...................................................................32
Rapport n°009653-01
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Résumé
Le directeur des infrastructures de transport a adressé le 5 mars 2014 une demande d'expertise du pont de franchissement des voies SNCF par la RN 2113 à Narbonne (Aude) pour valider les solutions de confortement et de réhabilitation de l'ouvrage. Les documents disponibles, inspection détaillée de 2011 et étude de confortement de la pile, ont clairement montré que cet ouvrage ancien était en fin de vie et que de nombreux éléments concernant la construction n'étaient pas disponibles. L'expertise a conduit à produire 3 avis pour aider à l'avancement du dossier et à participer à une réunion à la direction régionale de la SNCF pour sensibiliser le gestionnaire ferroviaire à la difficulté rencontrée. De part sa situation dans le noeud ferroviaire de la gare de Narbonne avec 2 voies circulées pour les TGV (Sète Perpignan et Sète Bordeaux), ce pont ne peut pas être surveillé par la DDTM qui n'a pas accès sous l'ouvrage. Le risque de rupture de l'appui et donc de ruine de l'ouvrage n'est en conséquence pas maîtrisé. De plus, l'ouvrage est très ancien et nécessite d'autres travaux de réhabilitation difficiles, voire impossibles, à réaliser. La mission a permis à la DIT de mieux cerner les difficultés de cet ouvrage et l'a conduit à proposer de supprimer le risque encouru dans les meilleurs délais.
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Introduction
Le directeur des infrastructures de transport a adressé le 5 mars 2014 au CGEDD une demande d'expertise du pont de franchissement des voies SNCF par la RN 2113 à Narbonne (Aude). La RN 2113 est une section de route nationale non concédée ayant vocation à être déclassée dans le réseau communal de Narbonne compte-tenu de la réalisation du contournement ouest de l'agglomération. Le déclassement n'a pas été accepté par la commune qui conditionne son accord à la réhabilitation préalable de l'ouvrage d'art enjambant les voies ferrées. Cet ouvrage ancien présente des désordres mais les travaux de réhabilitation nécessitent une programmation très en amont compte-tenu des contraintes d'exploitation des lignes SNCF. Entre temps, l'ouvrage continue à se dégrader et la circulation des Îhicules de plus de 3,5 t a été interdite sur l'ouvrage depuis septembre 2011. Le DDTM 11 assume la maîtrise d'ouvrage des études de réhabilitation mais le préfet alarmé par le diagnostic de la société chargée des études a saisi en février 2014 la DGITM pour obtenir un appui technique de l'administration centrale et la reprise du dossier par les services spécialisés du ministère. C'est dans ce cadre qu'une intervention d'un expert du CGEDD a été sollicité pour valider en liaison avec la direction territoriale Méditerranée du CEREMA (Dter Méditerranée) et de la SNCF :
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la solution de confortement proposée et ses conditions de mise en oeuvre au plus tôt, la solution de réhabilitation ou de reconstruction de l'ouvrage, qui permettra après travaux, le déclassement de la RN.
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1. L'ouvrage concerné
1.1. Présentation de l'ouvrage
L'ouvrage permet à la RN 2113 de franchir les lignes SNCF reliant Bordeaux à Sète et Perpignan à Sète à proximité de la gare de Narbonne. Cet ouvrage est constitué d'un tablier en ossature métallique à poutres latérales en treillis avec assemblages par rivets. Il comporte 2 traÎes et se caractérise par un biais très prononcé des différentes files d'appui, variant de 31° pour la culée côté Narbonne à 18° pour la culée côté Bordeaux. La pile est constituée par deux fûts en fonte disposés chacun à mi-longueur des poutres principales. La travelure des poutres principales est de 2 × 38,88 m pour la poutre nord et de 2 x 44,66 m pour la poutre sud. La construction de l'ouvrage date vraisemblablement de 1897, il a ensuite fait l'objet de travaux de confortement de l'ossature en 1952, de réalisation d'un hourdis en béton armé en 1979 et de remise en peinture en 1980. Il présente un profil en travers constitué d'une chaussée de 7,50 m et de deux trottoirs de 1,50 m chacun.
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La pile est située dans le faisceau des voies SNCF. Le gabarit au-dessus des voies dégagé par l'ouvrage est limité et les caténaires sont accrochés au tablier.
1.2. Les investigations menées 1.2.1. Les résultats de l'inspection détaillée de 2011
Le tablier est constitué de deux poutres de hauteur constante triangulée, raidie par 25 pièces du pont, 2 longerons principaux, 24 entretoises et 6 longerons intermédiaires. Les dispositions constructives de la membrure inférieure des poutres principales contribuent à la rétention d'humidité et des foyers de corrosion sont visibles à proximité de chaque montant avec pertes de section sur les semelles et les rivets voire disparition de tête de rivets. Les noeuds d'assemblages sont également affectés par des foyers de corrosion, de même que les abouts et le voisinage des appareils d'appui. Les pièces de pont présentent moins de défauts évolutifs sauf au droit des culées et à proximité des appareils d'appui. Les entretoises et les longerons intermédiaires présentent des défauts principalement au niveau des trottoirs.
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Les appareils d'appui semblent d'origine :
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sur culées, ce sont des appareils d'appui métalliques à rouleaux reliés par des bielles disposées sous les poutres principales et sous les pièces de pont biaises ; ces appareils d'appui qui ont été conçus pour être mobiles ne donnent aucun signe de fonctionnement ; sur piles, les appareils d'appui sont fixes ; ils présentent tous des signes de corrosion, voire de désaxement des rouleaux.
· ·
La pile est composée de deux fûts légèrement coniques en fonte, renforcés en pied par 8 goussets. Des fouilles ont été réalisées en pied de fût. Elles ont mis en évidence d'importantes fractures du socle en fonte ainsi que de plusieurs goussets. La synthèse de l'inspection détaillée est la suivante : Cet ouvrage est affecté de graves désordres pouvant nuire à sa stabilité à court terme, « il s'agit : 1. de doutes légitimes concernant la stabilité de la pile en cas de sollicitations extérieures... il est légitime de craindre une rupture, sans signe annonciateur, de la pile dans l'éventualité d'un choc sur la pile ou d'un mouvement trop important du tablier. Cette rupture entraînerait certainement avec elle la ruine de l'ouvrage... 2. de la dégradation importante de la structure métallique au droit des culées. 3. du fonctionnement anormal de la structure »
A gauche sur la photo, un fût de la pile de l'ouvrage concerné
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Détail du pied du fût de pile
1.2.2. Les analyses complémentaires au rapport d'inspection détaillée.
Une analyse des caractéristiques des matériaux en place a été effectuée sur 3 échantillons :
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un provenant d'une diagonale, un du pied de pile en fonte, un échantillon d'âme de la membrane inférieure.
Les résultats sont les suivants : Échantillon n°1 : c'est un acier Thomas enrichi avec des caractéristiques mécaniques excellentes pour un matériau de cette époque. C'est également un acier peu ou pas soudable. Échantillon n° 2 : c'est une fonte avec ductilité nulle. Les fontes modernes (non utilisées dans des structures) ont des compositions chimiques et des structures micrographiques beaucoup plus homogènes. C'est irréparable.
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Échantillon n° 3 : il s'agit de fer puddlé (de bonne qualité). Il est peu ou pas du tout soudable. Une analyse de la peinture des parties métalliques a également été faite : il s'agit d'une peinture fortement dosée au plomb.
1.3. Les études du bureau IOA
Le rapport d'inspection détaillé conclut ainsi : L'ouvrage est affecté de nombreux désordres, dont plusieurs sont graves et évolutifs. De plus, une incertitude sur la stabilité de la pile en cas d'incident demeure et ne peut être que difficilement leÎe. A la vue de l'importance des travaux à réaliser sur cet ouvrage et des contraintes exceptionnelles associées (peinture au plomb, matériaux a priori non soudables, exploitation SNCF, risque de rupture fragile), il paraît légitime de songer au remplacement de cet ouvrage. Un bureau d'étude devra être consulté pour réaliser un bilan technique et économique afin de comparer des solutions de réparation et des projets de démolition et de remplacement. La DDTM a confié à la société IOA une mission d'étude visant à comparer des scénarios de réparation ou de remplacement de l'ouvrage. IOA a de nouveau alerté la DDTM sur l'aspect critique de dégradation de la pile et lors d'une réunion en préfecture le 17 février 2014. Il a été convenu d'étudier en priorité une solution d'urgence visant à soutenir l'ouvrage en cas de défaillance de la pile. L'avant projet de remplacement de la pile a été transmis en mars 2014. La solution proposée est la création d'une nouvelle pile à proximité de la pile existante (en conservant éventuellement la pile ancienne et en ne faisant qu'un transfert partiel de charge).
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2. Déroulement de la mission
Les documents disponibles ont été adressés très rapidement par la DDTM et des contacts ont été pris avec le bureau d'étude et la DTer Méditerranée.
2.1. L'avis n°1
Cet avis du 02 avril 2014 qui constitue l'annexe 2 au présent rapport a pour but de faire part aux différentes parties prenantes de l'état de l'ouvrage et des interrogations à lever pour accélérer la mise en sécurité de l'ouvrage. Il rappelle les désordres constatés et donne un avis sur les travaux prévus :
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l'urgence est la mise en sécurité à court terme de l'ouvrage en suppléant la pile existante défaillante ; cette intervention devrait éviter une ruine brutale de l'ouvrage mais ne résout en rien les différents phénomènes de blocage des appareils d'appuis ni ne pallie la réduction de résistance du tablier résultant des désordres qui l'affectent. ; la réparation de l'ouvrage apparaît délicate et la réalisation d'un ouvrage neuf doit aussi être examinée. Elle peut conditionner les options envisagées pour le remplacement de la pile.
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2.2. Réunion à la direction régionale de la SNCF
À la demande du missionné, la DDTM a adressé aux responsables régionaux de la SNCF et de RFF le rapport d'inspection détaillée de l'ouvrage et une réunion a eu lieu à Montpellier le 14 avril 2014. Le compte rendu de cette réunion constitue l'annexe 3. Elle a permis de sensibiliser les services de la SNCF sur cette affaire :
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ils demandent de regarder le confortement de la pile existante au même niveau d'étude que la réalisation d'un appui provisoire ; ils programment les investigations complémentaires à réaliser sur la place pour cette nouvelle étude ; ils s'engagent à rechercher dans les archives d'éventuels éléments sur l'ouvrage.
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2.3. Éléments complémentaires recueillis
La SNCF a retrouÎ des documents de la période de construction de l'ouvrage et le bureau IOA a pu en faire des copies. Le pont a été construit dans le cadre de l'agrandissement de la gare de Narbonne par les Chemins de Fer du Midi. Des éléments de note de calcul de l'époque et des plans ont été ainsi retrouÎs.
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La fondation de la pile est définie sur le feuillet ci-dessous.
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2.4. L'avis n° 2
Cet avis du 11 juillet 2014 porte sur la possibilité de renforcement de la pile existante. Il constitue l'annexe 4. IOA a produit l'étude correspondante et conclut en déconseillant cette solution. La Dter Méditerranée arrive à la même conclusion mais pour des raisons un peu différentes :
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la contrainte admissible sous la fondation est certes dépassée mais moins que le pense IOA ; un renforcement un peu différent peut être étudié, mais on risque de déplacer le problème en haut du fût ; l'appui déplacé offre plus de souplesse.
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Le coût de l'appui provisoire est loin d'être négligeable et sa réalisation doit être vue avec la SNCF. L'avis n° 2 rappelle qu'il faut avoir une vision jusqu'à la réhabilitation totale de l'ouvrage en y associant aussi la mairie de Narbonne.
2.5. L'avis n° 3
Cet avis du 18 septembre 2014 (annexe n°5) rappelle la problématique globale de cet ouvrage. Les éléments principaux sont les suivants :
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l'appui provisoire amène un regain de sécurité à l'ouvrage, mais le blocage des appareils d'appui conduit à le garder sous étroite surveillance. Le déblocage des appareils d'appui n'est pas réalisable à un coût raisonnable, il est donc envisagé dans la remise en état du tablier à comparer avec une reconstruction ; il n'est pas envisageable de rester plusieurs années avec un ouvrage un peu plus sécuritaire grâce à un nouvel appui mais dont on ne sait pas surveiller l'évolution et prévenir la défaillance ; l'analyse grossière des solutions pour régler définitivement le problème a pour objet de définir les solutions envisageables (tablier neuf avec réutilisation des piles et culées au maximum, tablier neuf d'une seule traÎe sur le même emplacement, ouvrage neuf décalé par rapport au tracé actuel). Elle permettra en outre de donner des ordres de grandeur du coût des différentes solutions pour régler définitivement le problème.
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En première analyse, il faut s'attendre à un coût global de 5 millions d'euros. L'appui provisoire n'est pas négligeable dans ce total. Il convient de réfléchir à sa réalisation dans le cadre global de mise en sécurité de l'ouvrage.
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2.6. Courrier du 25 septembre 2014
Par lettre du 25 septembre 2014 (annexe 6) au DIT, le vice-président du CGEDD rappelle que les désordres font craindre une rupture de la pile centrale non précédée de signes annonciateurs, avec pour conséquences prévisibles la ruine de l'ouvrage et des incidences sur les circulations ferroviaire et routière. Il demande les mesures qui ont été prises suite aux avis donnés.
2.7. La réunion du 23 octobre à la DIT
Une réunion a été organisée à la DIT pour faire le point de la situation sur ce dossier. La réunion a été l'occasion pour la DIT de prendre conscience que les travaux de confortement consistant en la construction d'une pile provisoire, solution préférée au renforcement de la pile existante endommagée, ne permettent pas de se prémunir totalement contre la rupture inopinée de l'ouvrage. Aucun système de surveillance renforcée de l'ouvrage par des capteurs n'a été mis en place pour l'instant afin de détecter l'amorce de rupture de l'ouvrage. L'ouvrage, en fin de vie car mis en service en 1896 (les ouvrages sont conçus pour une durée de vie de 100 ans) pourrait tomber sur les voies ferrées et provoquer un accident grave avec un train de voyageurs. La situation de l'ouvrage dans le noeud ferroviaire de la gare de Narbonne avec 2 voies circulées par des TGV (pour les lignes Sète-Perpignan et Sète-Bordeaux) fait que la DDTM n'a pas accès sous l'ouvrage et que toute investigation ou surveillance nécessite un créneau SNCF à négocier et financer. La SNCF destinataire en juillet du dossier d'étude de confortement de la pile existante en comparaison au dossier précédemment transmis de construction d'une pile provisoire n'a toujours pas répondu. Le risque est porté par la seule DIT/GRT, gestionnaire du RRN auquel appartient encore cet ouvrage non décentralisé, alertée par le préfet.
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Conclusion
Cette mission a permis d'apporter une assistance à la DDTM de l'Aude pour cette affaire. Elle a montré que le partenaire SNCF, même sensibilisé en réunion sur le problème rencontré, n'avait pas de réactivité pour accélérer la mise en sécurité de l'ouvrage. La DIT a été informée au fur et à mesure des nouveaux éléments sur la connaissance de l'ouvrage et de ses fondations. Elle a pris conscience de l'importance des désordres. Suite à la réunion du 23 octobre 2014, la DIT a adressé au cabinet de M. Vidalies, secrétaire d'Etat chargé des transports, de la mer et de la pêche, une note pour signaler l'état alarmant du pont de Narbonne et le risque inacceptable porté par l'État. La décision de déposer au plus vite le tablier de l'ouvrage a été prise dans les jours suivants.
Évelyne Humbert
Ingénieure générale des ponts, des eaux et des forêts
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Annexes
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1. Lettre de mission
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2. Avis n° 1
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3. Compte-rendu de la réunion DDTM/SNCF du 14 avril 2014
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4. Avis n° 2
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5. Avis n° 3
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6. Courrier du CGEDD
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7. Glossaire des sigles et acronymes
Acronyme CEREMA CGEDD DDTM DIT DGITM IOA RFF RN SNCF TGV Signification Centre d'études et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement Conseil général de l'environnement et du développement durable Directions départementales des territoires et de la mer Direction des infrastructures de transport Direction générale des infrastructures, des transports et de la mer Société IOA Construction Réseau ferré de France Route nationale Société nationale des chemins de fer français Trains à grande vitesse
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