Le développement des ponts à haubans modernes a commencé relativement tard, bien que le principe soit connu depuis longtemps et ait connu un premier boom il y a 200 ans. Mais ensuite, plusieurs accidents, parfois tragiques, ont détruit la confiance dans le système pour une longue période.
Avec les ponts suspendus, les ponts à haubans font partie des systèmes de ponts « câblés », dont la capacité de charge repose sur l’utilisation de matériaux capables de supporter des forces de traction. Ce n’est qu’à partir du 20e siècle que l’on a fait la distinction entre les ponts suspendus et les ponts à haubans, qui étaient auparavant regroupés sous le terme de « ponts à chaînes ».
Dans un pont suspendu, le tablier est généralement suspendu par deux câbles principaux qui passent au-dessus de pylônes et s’affaissent en forme de parabole. Les ponts à haubans, quant à eux, se caractérisent par des câbles tendus qui partent d’un ou de plusieurs pylônes pour rejoindre directement (en biais) le tablier. Les ponts à haubans s’inspirent également de régions où poussent des lianes, des bambous ou d’autres matériaux résistants à la traction. Il existait par exemple des ponts en bambou à Java et à Sumatra, dont le principe des ponts à haubans est issu.
| 📜 Origine Historique | Inspiré des ponts en bambou asiatiques |
| 🌉 Début Moderne | Faust Verantius, 1595 |
| 🔧 Invention 18ème siècle | Carl Immanuel Löscher, 1784 |
| 📘 Théorisation | Claude L.M.H. Navier, 1823 |
| 🏗️ Premiers Modèles Européens | Ponts mixtes en Écosse, 1817 |
| 🛠️ Développement Clé | Pont de Nienburg, 1825 |
| 🚀 Renaissance Technique | Technologie des câbles inclinés par Röbling |
| 🌐 Résurgence Modernes | Pont de Caquot, 1952 |
| 🌍 Evolution Internationale | Influence croissante de l’Asie dans les grands ponts |
| 📊 Viabilité Economique | Idéal pour les portées de 200 à 800 mètres |
Premières apparitions des ponts à haubans
Tout comme pour les ponts suspendus, la première publication européenne connue d’un pont à haubans est due au savant universel Faust Verantii (latinisé : Faustus Verantius), originaire de la région de l’actuelle Croatie. Dans son livre « Machinae Novae », publié pour la première fois en 1595, il montre un pont qui correspond pour l’essentiel à un pont à haubans. Rien n’indique toutefois qu’un tel pont ait réellement existé en Europe à l’époque de Vérantius.
On peut donc pour le moins se demander s’il s’agissait d’une idée propre à Vérantius ou si des rapports de pays lointains lui ont été transmis concernant une telle construction. L’idée des câbles inclinés n’a cependant pas été reprise en Europe dans un premier temps pour la construction d’un pont réel et est donc rapidement retombée dans l’oubli. Il fallut attendre près de 200 ans pour voir réapparaître des idées similaires dans une publication imprimée.
Le mineur, pharmacien et inventeur Carl Immanuel Löscher publia en 1784 son ouvrage « Angabe einer ganz besonderen Hangewerksbrücke » (Indication d’un pont suspendu très particulier). Il y présente l’archétype d’un pont purement haubané, mais qui, en l’absence d’un matériau résistant à la traction, devait être entièrement en bois. Le fer forgé nécessaire pour un tel pont n’a été inventé qu’environ 50 ans plus tard en Angleterre. Néanmoins, Löscher anticipait avec sa publication le principe d’un pont moderne à haubans. Bien que le pont en bois de Löscher n’ait probablement jamais été construit, l’Oberbaudeputation prussienne s’est plus tard référée à Löscher et a revendiqué l’invention de ce système.
Théorie des ponts à haubans
Le mathématicien, physicien et ingénieur français Claude L.M.H. Navier (1785-1836) a donné une autre impulsion théorique aux ponts à haubans. Son livre « Raport et Mémoire sur les ponts suspendus », publié en 1823, contenait, outre une description des ponts suspendus européens existants, un projet de pont purement haubané, qu’il avait repris de son compatriote Bernard Poyet. Les esquisses de Navier (ou de Poyet) faisaient même déjà la distinction entre différentes possibilités de suspension des câbles, comme la disposition en harpe ou en éventail. Cependant, Navier mentionnait les ponts à haubans plutôt par souci d’exhaustivité, car il n’était pas convaincu de leur stabilité et ne voulait pas nécessairement les recommander pour la construction pratique de ponts. Au lieu de cela, il préférait en principe les ponts suspendus.
Il faut toutefois garder à l’esprit que la publication de Navier visait avant tout à préparer la construction de son propre projet de ponts suspendus à Paris. C’était d’ailleurs nécessaire, car Navier savait que la construction de son Pont des Invalides suscitait de nombreuses jalousies et oppositions. Mais toutes les mesures de relations publiques sont restées vaines. Lorsque des fissures sont apparues dans les fondations pendant la construction, Navier s’est vu retirer le contrat. Le pont à moitié terminé a été démoli sans lui donner la possibilité de sauver l’ouvrage.
Les premiers ponts à haubans en Europe
Les premiers ponts construits en Europe avec des câbles métalliques ou des chaînes haubanés étaient des combinaisons de systèmes suspendus et haubanés, similaires au pont esquissé par Faustus Verantius. En 1817, deux ponts piétonniers de ce type ont été construits en Écosse au-dessus de la Tweed. James Redpath et John Brown ont construit un pont à câbles métalliques de 33 mètres de long à King’s Meadow. On dit qu’il ne mesurait que 1,20 m de large et qu’il n’avait de garde-fou que d’un seul côté.
Le second pont, près de l’abbaye de Dryburgh, a été construit par les frères John et Thomas Smith. Il s’agissait d’un pont suspendu à chaînes, renforcé par des haubans en fil de fer. Il mesurait également 1,20 m de large, mais était nettement plus long (79 m). On dit qu’il se déformait en ondulant lorsqu’on le franchissait et qu’il était très sensible au vent latéral. Le 15 janvier 1818, six mois seulement après son ouverture, il s’est effondré lors d’une tempête. Peu de temps après, il a été reconstruit en tant que pont entièrement suspendu, toujours par les frères Smith. Comme le pont suspendu pur semblait beaucoup plus stable, l’expérience des câbles inclinés fut généralement considérée comme un échec par les experts en Europe.
Le pont à chaînes inclinées de Nienburg
Le premier, et pour longtemps le dernier, pont exclusivement à haubans a été construit en 1825 à Nienburg an der Saale. Christian Gottfried Heinrich Bandhauer était maître d’œuvre du duché d’Anhalt-Köthen et avait été chargé de construire un pont sur la Saale. Ce fut le premier pont qu’il acheva, et ce devait être le dernier. Comme son projet était soumis à une forte pression sur les coûts, il s’était penché sur les premiers ponts suspendus construits à l’étranger, qui étaient nettement moins chers que tous les autres types de ponts.
En raison de considérations économiques, son pont devait comporter une partie centrale ouvrable afin que les voiliers à mât vertical puissent continuer à naviguer sur le fleuve. Mais cela n’était possible que si Bandhauer s’écartait du principe d’un pont suspendu classique. Le résultat de ses réflexions fut un système de deux moitiés de pont totalement indépendantes, fixées à des pylônes en bois par des chaînes inclinées.
Bien que Bandhauer ait dû faire face à de nombreuses difficultés, il est parvenu à construire le premier pont entièrement haubané au monde pour le trafic routier habituel de l’époque. Contrairement à ses prédécesseurs mentionnés ci-dessus, le pont de Nienburg n’était pas uniquement conçu pour les piétons, mais était également utilisé par les cavaliers, les calèches et les charrettes lourdement chargées avec plusieurs animaux de trait. Les militaires, qu’ils soient à pied ou à cheval et équipés de canons, pouvaient également passer sur le pont. Avec ses 7,60 m, il était donc nettement plus large et plus lourd que les ponts d’Écosse. Malheureusement, après six mois de fonctionnement sans accident, l’ouvrage s’est effondré sous une foule nombreuse lors d’une fête. Cette catastrophe a fait plus de 50 morts et le malheureux maître d’œuvre Bandhauer a été jugé.
Cependant, l’enquête sur l’accident n’a révélé aucune faute de la part du maître d’œuvre, ni aucun défaut fondamental dans le système du pont à haubans. L’effondrement a plutôt été causé par une charge totalement irrégulière et déraisonnable des participants à la fête, qui aurait dû être stoppée par les forces de police présentes en raison du règlement du pont. Néanmoins, l’effondrement du pont de Nienburg a entraîné une perte totale de confiance dans ce nouveau système technique. En Prusse en particulier, on avait dès le début vu d’un œil critique les chaînes tendues en biais et on se sentait maintenant confirmé.
Les différentes formes de ponts à haubans en Amérique et en Europe
Dès les premiers temps de la construction de ponts à haubans, toutes sortes de systèmes mixtes ont été expérimentés. Le « Taper Principle » du brasseur James Dredge de Bath en Angleterre en est un exemple. Dans le nord de l’Écosse, Dredge a achevé en 1854 le premier pont construit selon ce principe, qui existe encore aujourd’hui. Le Bridge of Oich enjambe le cours d’eau du même nom, qui n’est en fait qu’un lien entre le Loch Ness et le Loch Oich. Le système de suspension est constitué de barres de fer qui forment des chaînes, seules les chaînes supérieures ayant une liaison directe entre le pylône et le tablier. Les haubans inclinés sont suspendus à la chaîne supérieure. Cette chaîne n’est cependant pas continue comme dans un pont suspendu. De ce fait, le pont est pratiquement divisé en deux et chaque moitié pourrait se suffire à elle-même. Dredge a construit au moins un autre pont similaire dans sa ville natale de Bath. En fin de compte, cette forme particulière n’a pas pu s’imposer non plus, car elle était difficile à maîtriser dans la pratique.
Quelques années plus tard, Johann August Röbling a recommencé à construire des ponts en Amérique, qui étaient en fait des ponts suspendus, mais qui disposaient en outre de câbles inclinés pour les raidir. Röbling utilisait toujours des câbles métalliques pour les haubans inclinés, avec lesquels il voulait contrer les déformations de la poutre de tablier dues aux charges de la circulation et au vent latéral. Röbling a utilisé les haubans entre autres pour le pont de Monongahela à Pittsburgh (1846), le pont ferroviaire sur le Niagara (1855), le pont Cincinnati-Covington (1867) et enfin le pont de Brooklyn (1883). En ce qui concerne le pont de Brooklyn, il a même affirmé que les câbles métalliques inclinés étaient capables à eux seuls de soutenir le pont. Néanmoins, Röbling n’a jamais construit un pont uniquement à haubans.
D’un point de vue actuel, l’utilisation des câbles inclinés est une preuve supplémentaire de l’avance que Johann August Röbling avait sur son temps et sur ses collègues de l’époque. Il est intéressant de constater qu’aujourd’hui, on revient toujours à la technique de Röbling. Ainsi, l’actuel plus grand pont suspendu du monde dispose lui aussi de câbles de stabilisation inclinés.
Le système Ordish – Lefeuvre
Dans les îles britanniques, après les mauvaises expériences faites en Écosse, les câbles inclinés ont connu leur première renaissance vers 1868 grâce à Rowland M. Ordish (1824-1886). Avec son partenaire William Le Feuvre, il a construit le pont François-Joseph à Prague en 1868. Le pont de la Vltava était tendu sur 146 mètres et était le premier pont réalisé selon le système breveté Ordish – Lefeuvre. Le système présentait quelques innovations par rapport aux formes mixtes précédentes. La particularité du pont de Prague était les suspensions verticales qui ne s’étendaient des chaînes principales que jusqu’aux haubans situés en dessous. Ainsi, seules les chaînes obliques étaient directement reliées aux bords du tablier. Pendant sa période d’exploitation, le pont de Prague a cependant dû être renforcé à plusieurs reprises pour résister aux véhicules de plus en plus lourds. Après avoir été surchargé pendant la Seconde Guerre mondiale, il a dû être démoli au début des années 1950.
Le système Ordish – Lefeuvre se caractérisait par des conditions statiques peu claires et avait déjà fait l’objet de vives critiques de la part des spécialistes lors de la construction du pont de la Moldau. Après seulement quelques projets réalisés, le procédé n’a finalement pas pu s’imposer.
Aujourd’hui, il ne reste que deux de ces ponts, dont certains ont déjà dû être restaurés à grands frais. Le plus connu des deux est l’Albert Bridge (1873), qui relie à Londres les quartiers de Chelsea et Battersea. Le pont sur la Tamise avait à l’origine une portée de 122 m et ses éléments soumis à la traction sont en fer forgé.
Lorsque l’Albert Bridge a dû être démoli après la Seconde Guerre mondiale en raison d’un manque de résistance, la population londonienne a manifesté son mécontentement et les responsables politiques ont fini par se rendre. Dans le cadre d’une restauration, il a été renforcé dans ses parties essentielles en 1973 et soutenu par un pilier supplémentaire au milieu du fleuve. C’est à l’occasion de cette rénovation qu’est apparue la remarquable peinture de la structure porteuse, dont l’aspect visuel diffère toutefois fortement de l’état d’origine.
Ponts haubanés avec câbles métalliques
L’étape suivante de l’évolution vers les ponts à haubans modernes a été franchie au tournant du siècle par le Français Albert Gisclard. Il s’est basé sur les systèmes mixtes existants et les a développés pour les charges beaucoup plus importantes du chemin de fer. Conformément à la tradition française, il n’utilisait que des câbles métalliques pour ses ponts.
Sur le Pont de Cassagne, achevé en 1909, les deux haubans supérieurs remplacent les câbles principaux d’un pont suspendu. Gisclard les a fait passer de la tête du pylône à la base de la pile opposée et les a reliés aux câbles croisés du deuxième pylône. Aux points d’intersection ainsi créés, il suspendait la poutre avec des câbles verticaux. Malheureusement, Gisclard n’a pu achever lui-même que deux de ces ponts. Il a perdu la vie lors des essais de charge sur le pont de Cassagne, lorsqu’un train a déraillé, entraînant la mort de six personnes au total.
Après l’accident de Nienburg an der Saale, il fallut attendre presque exactement 100 ans avant qu’une nouvelle tentative de construction exclusivement haubanée ne soit tentée. L’ouvrage encore existant aujourd’hui, mais presque oublié, se trouve à La Barca de la Florida, en Andalousie, et a été construit en 1926 par Eduardo Torroja. L' »aqueduc de Tempul » n’est pas un pont routier, mais une conduite d’eau à ciel ouvert, tendue sur 60 mètres au-dessus du Rio Guadalete. Les haubans sont en acier et recouverts de béton pour les protéger de la corrosion.
Le système de haubans était bien connu au milieu des années 1930, mais il était loin d’être établi. Ni pour les chemins de fer, ni pour les ponts routiers, aucun pont exclusivement à haubans n’avait été construit à cette époque (à l’exception du pont sur la Saale à Nienburg). Dans ce contexte, le développement fulgurant de ce type de pont après la Seconde Guerre mondiale est tout à fait remarquable.
En 1952, l’ingénieur français polyvalent Albert Caquot (1881-1976) fut le premier, après Gottfried Bandhauer, à oser construire un pont purement haubané pour le trafic routier. Le pont de Caquot enjambe le canal de Donzère à Pierrelatte et existe encore aujourd’hui. Dix-huit solides câbles individuels (neuf de chaque côté du tablier) partent de deux portiques en forme de cadre dans les deux directions, chacun étant regroupé par trois. La poutre raidie en forme d’auge a une portée principale de 81 mètres et une longueur totale de 160 mètres. Parmi les nombreux ponts construits par Caquot, il reste cependant le seul pont à haubans.
Ponts à haubans sur le Rhin
Le premier pont moderne à haubans d’Allemagne a été le pont Theodor Heuss (ou « Nordbrücke »), inauguré en 1957 à Düsseldorf. Il fut le premier des trois ponts sur le Rhin, appelés collectivement la « famille des ponts de Düsseldorf ». L’idée de l’architecte Friedrich Tamms était de prescrire des critères de conception similaires pour les trois ponts, tout en réalisant des ouvrages au design individuel. En collaboration avec Fritz Leonhardt, Tamms a également construit le pont Rheinkniebrücke (portée : 319 m) en 1969 et le pont Oberkasseler Brücke (258 m) en 1973.
Entre-temps, Leonhardt a également travaillé à Cologne, en collaboration avec l’architecte Gerd Lohmer, pour la construction du pont Severin. Il s’agit du premier pont à haubans avec un pylône en forme de A. Il a été achevé en 1961 et a une portée de 302 mètres. Toujours avec Lohmer, Leonhardt a finalement construit le pont Fleher Rheinbrücke (1979) qui, avec une portée de 368 m, reste à ce jour le plus grand pont haubané d’Allemagne.
Soudain, les ponts haubanés étaient à nouveau sur toutes les lèvres et l’Allemagne se trouvait au centre du développement observé par les milieux spécialisés internationaux. Les ponts à haubans modernes étaient légers et très résistants, tout en étant plus rapides et moins coûteux à construire qu’un pont suspendu. L’avantage de coût des ponts à haubans par rapport aux ponts suspendus est notamment dû au fait qu’ils ne nécessitent pas de blocs d’ancrage et peuvent être construits en « encorbellement ». Les câbles sont généralement montés en pleine épaisseur et directement reliés par sections à chaque segment de tablier. Cela permet de gagner du temps et de l’argent par rapport à la fabrication fastidieuse des câbles et des poutres d’un pont suspendu. De plus, un pont à haubans à deux pylônes peut être construit simultanément des deux côtés de la rive car, contrairement aux ponts suspendus, il n’est pas nécessaire d’attendre que les câbles principaux soient achevés.
Les ponts à haubans sont également très polyvalents du point de vue de la conception. Outre l’avantage du prix, les nombreuses variantes ont contribué à leur popularité. Il existe par exemple des systèmes à une ou deux voies, des pylônes de formes très variées allant jusqu’à des arcs, des triangles et d’autres formes géométriques, différentes dispositions de câbles et des variantes dans le nombre et la conception des niveaux de câbles. Les câbles peuvent s’engager sur les bords de la poutre ou avec un seul niveau de câble au centre de la poutre, entre les voies de circulation. Outre ces systèmes fréquents, il y a toujours des idées extraordinaires, comme le « Taper Principle » de James Dredge, la harpe de Calatrava à Séville ou le Ponte do Milenio à Ourense / Espagne.
Avantages et inconvénients
Les ponts à haubans peuvent être reliés les uns aux autres presque autant de fois que nécessaire, ce qui leur permet de franchir de grandes distances en tant que ponts à haubans multiples. Dans le cas d’un pont suspendu, il faudrait toujours intercaler des blocs d’ancrage entre les différents tronçons, comme c’est le cas par exemple pour le pont de la baie d’Oakland à San Francisco. Parmi les exemples de ponts à haubans multiples, citons le viaduc de Millau en France et le pont Harilaos-Trikoupis en Grèce.
Après le tragique effondrement du pont de Nienburg, les ponts à haubans modernes n’ont que très rarement fait la une des journaux. Les accidents n’étaient dus qu’à des erreurs de construction ou, comme dans le cas du Sunshine Skyway Bridge, à une force extérieure. Mais en 2018, le viaduc de Polcevera, également appelé pont Morandi, s’est effondré à Gênes, en Italie. Or, ce pont reposait sur un système particulier conçu par l’architecte Riccardo Morandi, dans lequel la poutre n’était suspendue qu’à deux solides câbles d’acier par pylône. De plus, les câbles étaient recouverts de béton, ce qui rendait leur contrôle et leur entretien très difficiles. L’accident de Gênes a coûté la vie à 43 personnes.
Le développement actuel des ponts à haubans est surtout le fait de l’Asie, et plus particulièrement de la Chine. C’est d’ailleurs en Chine qu’ont été construits les premiers ponts à haubans permettant de franchir la barre magique des 1.000 mètres. Le pont de Stonecutters (Hong Kong / 2009) a une portée de 1.018 mètres et une largeur de plus de 50 mètres. Le pont de Sutong près de Suzhou (2008) est encore plus grand avec une portée de 1.088 mètres. Mais le plus grand pont à haubans du monde est actuellement le pont Russky, près de Vladivostok / Russie. Cette construction de 2012, qui enjambe le Bosphore oriental, a une portée de 1.104 m (voir photo tout en haut).
Outre le pont Russky, un seul autre ouvrage européen figure aujourd’hui parmi les dix plus grands ponts à haubans du monde : le Pont de Normandie en France. Les huit autres sont tous situés en Asie, pour la plupart en Chine. D’autres ponts à haubans de cette taille devraient être construits en Chine dans un avenir proche.
Les ponts à haubans sont aujourd’hui particulièrement rentables pour des portées comprises entre 200 et 800 mètres. Pour les portées plus courtes, les ponts à poutres sont généralement plus économiques et pour les portées plus importantes, les ponts suspendus sont encore préférés. Il reste cependant à voir si cela restera le cas à l’avenir ou si les ponts à haubans, peut-être en combinaison avec des systèmes suspendus, s’imposeront pour des portées plus importantes.
