Dans le canyon de Longtan, au-dessus de la rivière Hongshui, dans le comté de Tian'e, région autonome du Guangxi, un pont en arc en béton d'une portée principale de 600 mètres s'étend tel un arc-en-ciel couché sur les flots, reliant les deux rives. C'est le pont spécial de Tian'e Longtan, qui a fait passer d'un seul coup le record de portée des ponts en arc en béton dans le monde de 445 mètres à 600 mètres, franchissant ainsi la zone technologique interdite de 600 mètres, unanimement reconnue par l'industrie.

Le 24 août, lors de la cérémonie de remise des prix scientifiques et technologiques de la région autonome du Guangxi 2026, le projet « Technologies clés pour la construction de ponts en arc en béton d'une portée de 600 m » , dirigé par Zheng Jielian, académicien de l'Académie chinoise d'ingénierie et professeur à l'Université du Guangxi, a reçu le Grand Prix des progrès scientifiques et technologiques du Guangxi. Auparavant, le pont spécial de Tian'e Longtan avait déjà remporté le prix le plus élevé de l'Association internationale des ponts et des structures pour les grands ponts routiers et ferroviaires.

Le pont en arc est un type important de pont moderne. L'industrie estimait auparavant qu'il était difficile pour un pont en arc en béton ordinaire de dépasser 400 mètres de portée, et qu'un pont en arc en béton tubulaire rempli de béton avait également du mal à franchir la barre des 500 mètres. « Des pays à la pointe de la construction de ponts comme le Japon et la Croatie ont publié dès les années 1990 des rapports de recherche sur la construction de ponts en arc en béton de 600 mètres, mais ils en sont toujours restés à moins de 390 mètres », a déclaré Zheng Jielian. « Le pont spécial de Tian'e Longtan n'est pas seulement une nécessité technique pour le projet, c'est aussi une occasion importante pour notre pays de rivaliser avec les grandes puissances mondiales du pont et de réaliser une percée technologique. »

La percée a commencé par les normes de conception. Shang Congjin, responsable de la conception du pont spécial de Tian'e Longtan et ingénieur en chef adjoint de la Guangxi Communications Design Group Co., Ltd., a expliqué qu'à l'époque, il n'existait aucune norme de conception pour ce type de structure en arc, ni en Chine ni à l'étranger. Grâce à des recherches approfondies, l'équipe a innové en proposant une norme de double contrôle combinant la « méthode des contraintes admissibles » et « l'analyse par éléments finis non linéaire binaire ». La première est utilisée pour la vérification de la résistance de la section de l'arc, tandis que la seconde simule finement l'ensemble du processus de construction pour vérifier la capacité portante ultime globale.

« L'application sur le pont réel a montré que les déformations et les contraintes mesurées lors du contrôle de la construction correspondent étroitement aux valeurs théoriques, et que le coefficient de sécurité global répond aux exigences réglementaires », a déclaré Shang Congjin.

Selon les statistiques, la charge permanente d'un pont en arc en béton à ossature rigide de grande portée représente 92 % à 96 % de la contrainte totale, dont la charge permanente du béton enveloppant représente environ 55 % de la charge permanente totale. La réduction du poids est la clé pour franchir les limites de portée. Pour ce faire, l'équipe a conçu l'arc principal comme une arche à double nervure séparée, supprimant les dalles supérieure et inférieure de la chambre centrale où le niveau de contrainte est plus faible. La largeur totale des dalles supérieure et inférieure a été réduite de 23 mètres à 13 mètres, ce qui a permis de réduire le volume de béton enveloppant de 40 000 mètres cubes à 28 000 mètres cubes, diminuant ainsi la consommation de béton par mètre linéaire de nervure d'arc de 22 % par rapport aux ponts similaires de 400 mètres, tout en maintenant la contrainte de charge permanente essentiellement inchangée. Par ailleurs, les liaisons transversales permanentes ont été renforcées et des entretoises temporaires ont été ajoutées pour garantir la stabilité transversale.

Pour l'étape de coulage du béton enveloppant, l'équipe a innové en proposant un processus de construction « en 3 anneaux, 6 segments et 8 fronts de coulage, utilisant 8 pompes à pression pour réaliser simultanément le coulage de 4 fronts de travail à chaque fois ». Les 28 000 mètres cubes de béton enveloppant de l'ensemble du pont ont été coulés en 36 fois, sans recourir à des haubans de réglage, et la contrainte de traction a été strictement maintenue en dessous de 1 mégapascal. Pour l'étape de cantilever maximal, la plus vulnérable au vent, l'équipe a optimisé la disposition des câbles de stabilisation au vent sur la base d'analyses CFD et d'essais en soufflerie. Malgré une réduction de 20 % du nombre de câbles, le déplacement latéral sous l'effet du vent a diminué de 30 %, et toutes les exigences de résistance au vent à chaque étape ont été pleinement satisfaites.

« Identifier les sources de risque du projet et les résoudre par des mesures techniques scientifiques et rationnelles », c'est ainsi que Zheng Jielian a résumé l'essentiel de la recherche. Il a expliqué qu'avec le soutien financier du projet majeur de recherche scientifique du département des sciences et technologies de la région autonome du Guangxi, l'équipe a résolu de manière autonome une série de problèmes liés à la construction de ponts en arc en béton de 600 mètres. Par rapport au schéma de pont à haubans, la construction du pont spécial de Tian'e Longtan a permis d'économiser directement 110 millions de yuans, et sur la période de référence de conception de 100 ans, les coûts de maintenance devraient être réduits de 470 millions de yuans.

En mars 2023, pendant la construction du pont spécial de Tian'e Longtan, l'Académie chinoise d'ingénierie et l'Association internationale des ponts et des structures ont organisé à Nanning la « 2e Conférence mondiale sur les technologies de construction de ponts en arc de grande portée », à laquelle ont participé près de 30 académiciens. Cette conférence a salué les technologies de construction du pont spécial de Tian'e Longtan comme « représentant le plus haut niveau international ».

Les ponts en arc du monde se tournent vers la Chine, et les ponts en arc de la Chine se tournent vers le Guangxi. Fort de technologies clés uniques et leader au niveau mondial, Zheng Jielian a conduit l'Université du Guangxi et d'autres équipes à gravir les sommets de la technologie des ponts, réalisant sans cesse l'auto-dépassement de l'excellence mondiale dans l'art des ponts en arc.