Pont en arc

Le plus ancien pont en arc existant est peut-être le pont mycénien d'Arkadiko en Grèce. Il a été construit vers 1300 avant J.-C. J.-C. Le pont en arc à encorbellement en pierre est toujours utilisé. Le pont hellénistique d'Eleutherna, bien préservé, a une arche triangulaire en encorbellement. La passerelle de Rhodes, datant du 4e siècle avant J.-C., repose sur un ancien arc en voussoir.

Les Étrusques et les Grecs anciens connaissaient tous deux les arcs. Mais les Romains ont été les premiers à utiliser les arcs pour la construction de ponts.

Les ponts à arcs romains étaient généralement semi-circulaires. Certains étaient également des ponts à arcs segmentaires (comme le pont d'Alconétar), ce qui signifie qu'il a un arc courbe inférieur à un demi-cercle. Un tel pont à arc segmenté permettait à de grandes quantités d'eau de passer sous lui. Cela permet d'éviter que le pont ne soit emporté par les eaux lors des inondations. Le pont lui-même pourrait également être plus léger. En général, les ponts romains avaient des pierres d'arche primaire en forme de coin (appelées voussoirs) de même taille et de même forme. Les Romains construisaient à la fois des travées simples et de longs aqueducs à arches multiples. Leurs ponts comportaient des ouvertures pour les crues dans les piliers.

Dans l'Europe médiévale, les constructeurs de ponts ont amélioré les structures romaines en utilisant des piliers plus étroits. Ils utilisaient des arches plus fines et des rapports de hauteur de portée plus faibles sur les ponts. Des arcs pointus gothiques ont également été introduits, réduisant la poussée latérale. Le XIVe siècle, en particulier, a vu la construction de ponts atteindre de nouveaux sommets. Des portées allant jusqu'à 40 mètres étaient jusqu'alors inconnues dans la construction d'arcs en maçonnerie.

Au XIXe siècle, l'acier est devenu moins cher et a permis de construire des ponts encore plus longs. Les ponts à arcs noués sont devenus courants car ils n'ont pas besoin de fondations aussi grandes et coûteuses. À la fin du 20e siècle, certains ont été construits sur plus de 500 mètres.

Avantages des matériaux simples

La pierre, la brique et d'autres matériaux similaires sont très résistants à la compression. Ils sont assez résistants au cisaillement. Mais ils ne peuvent pas résister à une grande force de tension. C'est pourquoi les ponts en arcs de maçonnerie sont conçus pour être constamment sous compression. Chaque arc est construit sur un cadre temporaire de faux-rond, connu sous le nom de centrage. Dans les premiers ponts à arcs de compression, une clé de voûte située au milieu du pont supportait le poids du reste du pont. Plus le poids était important, plus la structure du pont devenait solide. Les ponts en arche de maçonnerie utilisent un matériau de remplissage (généralement des gravats compactés) au-dessus de l'arche afin d'augmenter ce poids mort sur le pont. Cela permet également d'éviter les tensions dans l'anneau de l'arche lorsque les charges se déplacent sur le pont. Du béton non armé a également été utilisé. Lorsque de la maçonnerie (pierre de taille) est utilisée, les angles des faces sont coupés pour minimiser les forces de cisaillement. Lorsqu'une maçonnerie aléatoire (pierres non coupées et non préparées) est utilisée, elles sont mortaisées ensemble. On laisse le mortier prendre avant d'enlever les faux-finis.

Séquence de construction

• Lorsque les arches sont placées dans le lit d'un cours d'eau (sur des piliers ou des rives), l'eau est déviée. Ainsi, le gravier peut d'abord être excavé et remplacé par une bonne assise (en matériau solide). À partir de là, les piliers de fondation sont érigés ou relevés à la hauteur de la base prévue des arches. C'est un point connu sous le nom de "springing".
• Le faux-centre (en anglais britannique : arch frame) est construit, généralement en bois. Chaque arc d'un pont à plusieurs arches crée une poussée sur les arches voisines. Pour cette raison, il est nécessaire soit de surélever toutes les arches du pont en même temps, soit d'utiliser des piliers très larges. La poussée des arcs d'extrémité est reprise dans la terre par des semelles substantielles (verticales) aux parois du canyon.
• Les différents arcs sont (ou un seul arc est) construit sur le centrage. Une fois que chaque arc de base est construit. Les arcs sont (ou l'arc est) stabilisés avec de la maçonnerie de remplissage. Ils peuvent être posés en couches horizontales. Elles peuvent former deux murs extérieurs, appelés écoinçons, qui sont ensuite remplis avec des matériaux en vrac et des gravats appropriés.
• La route est pavée et des murs de parapet dirigent la circulation vers le pont.