Les scientifiques de l’Université polytechnique nationale de Perm (PNIPU) ont réussi à développer un modèle informatique à haute précision pour calculer la fiabilité des appuis sphériques de ponts. Ce modèle prend pleinement en compte l’effet de fluage de la couche polymère, offrant une précision cinq fois supérieure aux méthodes existantes pour prédire les performances des appuis de ponts sous des charges sismiques et thermiques. Ce résultat est crucial pour la Russie, qui cherche à développer des produits nationaux similaires après le retrait des fabricants étrangers, ainsi que pour assurer la sécurité des ponts dans les régions sismiquement actives.

La Russie compte plus de 42 000 ponts, d’une longueur totale dépassant 20 000 km. Ces structures d’ingénierie complexes doivent être fiables, capables de supporter des charges standard tout en résistant aux impacts sismiques de plus en plus fréquents. Les appuis sphériques, agissant comme les « articulations » des ponts, utilisent une couche polymère entre des plaques d’acier pour assurer une fonction d’amortissement essentielle à la sécurité des ponts.

Cependant, le retrait des principaux fabricants mondiaux de supports de ponts du marché russe a posé une menace sérieuse à la construction et à l’exploitation des ponts dans des régions sismiquement actives comme la Crimée et l’Extrême-Orient, rendant le développement de produits de substitution technologiquement avancés une priorité nationale. Les solutions existantes sont peu performantes : bien que les structures d’appui standard soient conçues pour une durée de vie de 30 à 40 ans, elles ne résistent souvent pas aux charges sismiques réelles, principalement parce que les méthodes de conception modernes ne peuvent pas prédire précisément le comportement des matériaux sous des impacts répétés et puissants, entraînant une usure prématurée, des coûts de maintenance élevés et des risques accrus pour la sécurité.

Les scientifiques de l’Université polytechnique de Perm ont créé un modèle informatique (« jumeau numérique ») de structures d’appui de ponts à haute précision, en analysant l’impact de deux paramètres clés sur la durabilité : le mode de fixation de la couche polymère et son épaisseur. Les chercheurs ont testé trois méthodes de connexion des coussinets plastiques aux plaques d’acier : une connexion rigide, une adhérence sur une surface rugueuse et un glissement sur une surface lisse, déterminant que l’épaisseur optimale de la couche polymère de glissement se situe entre 4 et 12 mm.

Les résultats montrent que l’adhérence de la couche polymère sur une surface rugueuse est la méthode la plus efficace, offrant un équilibre optimal entre la résistance structurelle et la flexibilité, avec une épaisseur optimale de la couche polymère comprise entre 4 et 8 mm. Une couche polymère trop épaisse se déforme sous la charge, réduisant la durée de vie des appuis de ponts.