Cet ouvrage de 756 m permet à la route des Tamarins, sur l'Île de La Réunion, de s'élever jusqu'au plateau surplombant la ville de Saint- Paul.
Largeur : 26,7 m, longueur totale : 756 m,
Épaisseur du tablier : 4,55 m.

Point fort :

un chantier complexe, soumis à un faisceau de contraintes environnementales, urbaines, historiques, logistiques et géologiques.
Un ouvrage en double courbure avec une pente longitudinale très forte de 6 % et un dévers latéral : - 3,8 %  + 2,5

Mise en service :

décembre 2008

Maître d'ouvrage :

Région Réunion - Direction Opération Route des Tamarins

Maître d'oeuvre :

DDE de La Réunion - Subdivision ETN1

Architectes :

Frédéric Zirk et Pierre Dezeuze

Présentation du chantier

Le viaduc de Saint-Paul constitue la porte d'entrée de la Route des Tamarins. L'ouvrage de 756 m de longueur (onze travées), le plus important du projet, récupère la RN1 pour s'élever ensuite vers le plateau de la savane de Cap La Houssaye. Il part de l'altitude 13 m NGR (Nivellement Général de la Réunion) et entre dans la falaise à une trentaine de mètres sous la ligne de la crête, pour atteindre l'entrée nord de la tranchée couverte du rempart de Saint-Paul. La prise en compte des contraintes urbaines et paysagères a conduit à un raccourcissement de la configuration originelle.

Un monocaisson large de 26,70 m

Conséquences : une pente importante de 6 %, qui a donc nécessité la création d'une voie spécialisée véhicules lents (VSVL), dans les sens montant et descendant. « Si la méthode de construction, en encorbellements successifs, est tout à fait classique, les travaux s'avèrent beaucoup plus complexes à réaliser du fait, précisément, de la largeur importante qui découle de cette configuration à 2 x 3 voies », précise François Gaillard, directeur de chantier.

Autres difficultés structurelles : une géométrie complexe (courbe en S en plan) présentant un dévers important et variable. « Il a été néanmoins possible de conserver un profil unidéversé sur l'ensemble moyennant une rotation du tablier afin de s'adapter au dévers. » Dans la pratique, le viaduc est constitué d'un monocaisson en béton (C45/55) de hauteur constante (4,55 m), précontraint longitudinalement (intérieurement et extérieurement) mais aussi transversalement, du fait précisément de sa grande largeur (26,70 m). « L'élancement du tablier, issu des considérations d'intégration paysagère, est assez tendu dans les parties hautes de l'ouvrage », souligne Hélène Oudin-Hograindleur, responsable de la cellule études et travaux neufs de la DDE. Le caisson comporte deux âmes verticales et des bracons métalliques triangulés qui viennent soutenir les encorbellements, « ces tubes rectangulaires en acier, appuyés sur un voile béton inférieur, venant former un W en sous-face de l'ouvrage », précise François Gaillard. Les dix piles, dont la hauteur varie de 6 à 45 m, sont constituées de deux fûts parallèles, en forme de quartiers d'orange, reliés par un chevêtre.

Sous la plage, le basalte

Leur forme générale évoque celle d'un ballon de rugby que l'on aurait découpé en deux, dans le sens longitudinal, avant de retourner les deux demi-coquilles. Chaque fût présente donc, côté intérieur, une surface courbe lisse et, côté extérieur, une surface plane qui fera l'objet d'un traitement matricé. Des évidements architectoniques de forme rectangulaire (1,50 x 0,80 m), bordés d'une saillie en béton blanc, sont également prévus à raison d'une ouverture par levée de fût, l'idée étant de créer un sentiment de transparence entre falaise et océan.

Mais, pour l'heure, le morceau de bravoure réside dans la réalisation des fondations profondes. La géologie, au niveau du viaduc de Saint-Paul, n'échappe pas à la complexité qui règne sur l'ensemble du sous-sol réunionnais, une espèce de mille-feuilles volcanique rendant le sous-sol hétérogène par grandes masses. « Nous pouvons passer brusquement de matériaux pulvérulents en scories à des blocs basaltiques de grande taille, affichant des résistances importantes, parfois au-delà des 200 Mpa en compression ! » L'ouvrage repose donc (hormis la culée C11 fondée superficiellement) sur des fondations profondes, en l'occurrence des barrettes de section moyenne (0,80 x 5 m), dont le nombre varie de 3 à 10 en fonction des appuis.

Les forages, exécutés à la benne et au trépan, débutent dans les sables et les galets : les vestiges de la plage d'il y a cinq mille ans ! Tout se complique ensuite très vite, le sous-sol étant formé d'une alternance de couches de blocs et de scories. La technique idéale pour réaliser ces barrettes de 25 m de profondeur moyenne, consisterait, bien entendu, « à traverser toutes les natures de sols présentes jusqu'à venir s'ancrer dans le substratum ».

Des barrettes sur écoute

À condition qu'il existe à des profondeurs raisonnables, or « ce substratum n'a parfois jamais été rencontré, alors que les forages atteignaient 20 m de profondeur ». Lorsque l'ancrage dans le substratum n'est pas possible, c'est la couche de blocs basaltiques qui sert donc d'horizon d'ancrage, la pression limite obtenue dans cet horizon étant suffisante pour reprendre les descentes de charges. Une alternative technique beaucoup moins pénalisante en termes de coûts et de délais. « Toute traversée de la couche de blocs, en vue d'atteindre un substratum basaltique plus homogène, aurait nécessité un trépanage beaucoup plus important, explique François Gaillard, la longueur des barrettes devant parallèlement être augmentée d'une dizaine de mètres.»

Si la portance des fondations ainsi constituées ne pose aucun problème, il fallait éviter tout risque de mouvement de réajustement des blocs sous l'effet de l'effort vertical apporté par les barrettes. D'où l'idée de lier ces blocs entre eux en traitant la matrice limono-graveleuse qui les relie. Comment ? Par jet grouting, une première en matière de fondations. « Il ne s'agit pas d'un jet destiné à améliorer les caractéristiques mécaniques du terrain, insiste François Gaillard, mais bien de créer une liaison rigidifiée entre blocs, afin d'éliminer tout risque de mouvement ultérieur des gros éléments entre eux. » L'application de ce principe de précaution est, dans la pratique, extrêmement pénalisante en termes de délais. « Nous effectuons en effet six colonnes en moyenne par appui, chacune d'elles étant réalisée par l'intermédiaire d'un carottage pratiqué dans la barrette, carottage qui réclame lui-même une bonne journée de travail. »

Pour contrôler la bonne exécution des colonnes, « nous utilisons un système spécifique mis au point par Bilfinger Berger ». Un carottage supplémentaire est exécuté, parallèlement aux forages destinés au jet, la colonne ainsi réalisée étant ensuite remplie d'eau. Un microphone y est alors introduit, puis descendu au fur et à mesure du jet grouting. « En mesurant l'impulsion sonore recueillie, puis en la corrélant à la force d'injection, nous en déduisons le diamètre de la colonne. » Le chantier du viaduc de Saint-Paul se heurte à un déficit d'espace vital. « Nous sommes coincés dans un couloir étroit, entre la falaise surplombante et le front bâti urbain, accolés à la RN1 maintenue en circulation ! », conclut François Gaillard.