L'élasticité des matériaux :

    La fatigue d'un matériaux correspond à sa détérioration interne quand il a été soumis à des efforts répétés supérieurs à la limite d'endurance et inférieur à la limite d'élasticité. La fatigue se traduit par une extension de la longueur ( par exemple des câbles ) , ce qui peut entraîner une déformation du pont. Si les efforts sont supérieurs à la limite d'élasticité, le matériau se déforme de façon irréversible ou se casse.

            L'Acier :

    L'acier est un alliage de fer et de carbone. Il a pour avantage de pouvoir résister à des efforts de traction importants, c'est pourquoi, dans les ponts suspendus, il est utilisé pour les câbles porteurs et les haubans, les voussoirs, l'ancrage ainsi que pour d'autres parties de la structure soumis à ces efforts.

    Mais L'acier a aussi des inconvénients : fragilité aux basses températures, prédisposition à la fatigue. De nos jours, l'acier est très bien maîtrisé et il existe beaucoup de types d'acier propres à satisfaire les besoins des constructeurs. Ces différents aciers possèdent des limites d'élasticité différentes.

             Le béton :

    Le béton est le deuxième produit le plus consommé au monde après l'eau potable : 5 milliards de mètres cubes produits annuellement.

    Les origines du béton remontent aux Romains qui le fabriquaient à partir de briques concassées, d'alumine mélangés à de la chaux. Le béton actuel est à la base de ciment Portland (1824) , cuit dans des fours à 1450 degrés avec un mélange de roches calcaires, silicieuses et alumineuses.

    Ce matériau présente le gros avantage de pouvoir être employé à l'état plastique, voire fluide ; il peut donc être coulé en moules de n'importe quelle forme ; il se solidifie ensuite pour devenir comme de la roche qu'on aurait modelée.

    La solidité du béton ( la prise ) est le résultat d'une réaction d'hydratation : Le béton se réduit alors de 10 % .

    Le béton résiste très bien au efforts de compression, mais mal aux efforts de traction, d'où l'ajout de renfort métalliques (béton armés ) ou de renforts actifs ( précontraintes )

    Le béton se dégrade lentement : il a une durée de vie de 20 à 100 ans selon la composition.   

Le béton armé :

    Il a été inventé en 1845 mais a surtout été utilisé après la première guerre mondiale pour remplacer les structures métalliques, devenues coûteuses en raison de l'augmentation des prix après le conflit.

    Pour le réaliser, on noie des barres d'aciers dans le béton là ou celui-ci devait être soumis à des efforts de traction importants. Pour empêcher tout glissement de métal, on retourne les extrémités de ces barres à l'intérieur même du béton.

    Les barres doivent être placées aux endroits où les contraintes sont les plus fortes : Les principes fondamentaux appliqués à toute sorte de structures en béton armé sont des plus simples : le renfort métallique est introduit là où se développent les tensions, le béton, quant à lui, supporte les efforts de compression.

    En final, le béton armé est tout de même dix plus résistant à la compression qu'a la traction. : c'est pourquoi il est utilisé dans les ponts suspendus principalement là où les efforts de compression sont les plus importants : les pylônes.

    Le béton armé a un inconvénient : il peut se dégrader prématurément : L'acier de l'armature peut s'oxyder sous l'action de l'oxygène et de l'humidité. Pour le pont de Normandie, ce handicap a été pallié par un système de déshydratation de l'intérieur de la structure.

Le béton précontraint :

    Pour renforcer le béton,( surtout en traction ), on peut y ajouter des renforts actifs : ceux-ci sont des torons en acier : le câble est préalablement tendu, puis on coule la pièce en béton, puis on relâche les câbles pendant la prise : ceux-ci étant élastiques compriment l'ensemble et le renforce.

    C'est Eugène Freyssinet, qui en 1928, jeta les bases de ce nouveau matériaux et en définit les principes essentiels.

    Pour les tabliers des ponts à haubans, réalisés par encorbellement successifs, on utilise cette technique pour solidariser l'ensemble des voussoirs par une précontraintes longitudinale. Mais chaque voussoir peut aussi être précontraint transversalement afin de limiter les déformations.  

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