Riccardo Morandi : Le bâtisseur de ponts et son avertissement

En 1979, un ingénieur italien âgé d'environ soixante-dix ans a publié un document technique au titre délibérément aride : le comportement à long terme des viaducs soumis à un trafic intense et situés dans un environnement agressif. Il s'agissait d'un pont qu'il avait lui-même conçu au-dessus de la vallée du Polcevera à Gênes, et il indiquait que la structure se corrodait plus rapidement qu'il ne l'avait prévu. Riccardo Morandi soulevait ce problème depuis le début des années 1970. Trente-neuf ans après ce rapport, par un matin pluvieux d'août, un tronçon de 250 mètres du pont est tombé dans la vallée, tuant quarante-trois personnes.

Rome, et le béton dans les décombres

Morandi est né à Rome le 1er septembre 1902 et a obtenu son diplôme d'ingénieur en 1927. Son travail formateur s'est déroulé en Calabre, où il a reconstruit en béton armé parmi les dommages causés par les tremblements de terre ; un apprentissage dans un matériau encore jeune et dans une région qui punissait quiconque l'utilisait sans précaution. Il a ensuite ouvert son propre bureau à Rome et a passé six décennies à pousser le béton plus loin que la plupart de ses contemporains ne pensaient possible.

Il a enseigné en plus de construire, occupant des chaires de conception de ponts dans les universités de Florence et de Rome. Il a été fait membre de la Royal Society of Arts en 1963 et a reçu un doctorat honoris causa en architecture de l'Université technique de Munich en 1979.

L'idée : Câbles en béton

Pour comprendre Morandi, il faut comprendre ce qu'est un pont à haubans. Le tablier, la route sur laquelle on circule, est suspendu à des câbles diagonaux qui remontent vers une tour. Dans presque tous les ponts de ce type construits aujourd'hui, ces câbles sont nombreux, fins et en acier : un éventail de nombreux haubans, chacun portant une part modeste de la charge.

Morandi a fait l'inverse. Il a utilisé très peu de haubans, souvent seulement deux par travée, et au lieu de les laisser en acier nu, il a encastré l'acier dans une gaine de béton précontraint. La raison était la rigidité. Un hauban gainé de béton est environ cinq fois plus rigide que l'acier de précontrainte seul, de sorte que le tablier s'affaisse et rebondit beaucoup moins sous un trafic lourd, un avantage réel pour un viaduc autoroutier. C'était la première fois que quelqu'un utilisait des câbles en béton précontraint comme haubans.

L'économie était extraordinaire. Le viaduc du Polcevera utilisait environ un tiers de l'acier de précontrainte par mètre carré par rapport au pont contemporain de Bendorf en Allemagne. Morandi concevait pour le coût et la vitesse autant que pour l'élégance, en utilisant des éléments préfabriqués et une construction en porte-à-faux avec des câbles temporaires.

L'inconvénient est aujourd'hui évident, mais ne l'était pas à l'époque. Une fois que l'on enveloppe l'acier dans du béton, on ne peut plus le voir. L'inspection devient une conjecture. Si le béton se fissure, ou si le coulis injecté dans les conduits est incomplet, l'eau et le sel atteignent l'acier et le dévorent invisiblement. Et avec seulement deux haubans par travée, il n'y a aucune redondance : si vous en perdez un, il ne reste rien pour supporter la charge.

Maracaibo

Son plus grand ouvrage est le pont Général Rafael Urdaneta sur le lac Maracaibo au Venezuela, achevé en 1962 : 8 678 mètres de béton haubané, construit en un temps record de quarante mois. Il a fait sa renommée internationale et a servi de modèle pour ce qui a suivi.

Il a également donné le premier avertissement. Les câbles exposés sur le pont de Maracaibo ont cassé à cause d'une corrosion rapide, et chaque hauban a dû être remplacé dix-huit ans après la construction. L'autre ouvrage majeur de Morandi, le pont de Wadi el Kuf en Libye, a été fermé en octobre 2017 après que des inspections ont identifié des fractures potentielles. Il a construit d'autres choses aussi : l'aéroport de Fiumicino à Rome en 1970, un parking souterrain à Turin, des cinémas et des travaux sur la ligne électrique traversant le détroit de Messine, mais les ponts sont son héritage, et les ponts se sont corrodés.

Le viaduc du Polcevera

Construit entre 1963 et 1967, le viaduc du Polcevera portait l'autoroute A10 sur plus d'un kilomètre à travers une vallée d'usines et d'immeubles résidentiels, à environ quarante mètres de hauteur, sur trois pylônes en forme de A de quatre-vingt-dix mètres de haut avec des travées principales d'environ 220 mètres. C'était, à tout point de vue, un objet spectaculaire et le symbole de Gênes. Morandi aurait pu le terminer en vingt-trois mois sans les retards administratifs.

En 2016, il était décrit comme un échec de l'ingénierie, avec des coûts de maintenance en augmentation. Deux des trois pylônes avaient été renforcés en 1993. Le pylône ouest, la pile 9, ne l'avait pas été, malgré des dommages de corrosion documentés.

14 août 2018

La pile 9 s'est effondrée. La cause technique était la rupture d'un hauban ayant subi une corrosion sévère, causée elle-même par une injection de coulis inadéquate et par endroits totalement manquante dans les conduits. L'acier rouillait à l'intérieur de sa gaine en béton, invisible, depuis des décennies. Quarante-trois personnes sont mortes.

Les critiques d'ingénierie sont spécifiques et justes. Morandi a sous-estimé les effets du fluage du béton, qui a provoqué une perte de précontrainte et des fissures. Les diamètres des conduits qu'il a spécifiés étaient trop étroits pour que l'injection puisse être effectuée de manière fiable. La couverture en béton sur l'acier était faible, offrant peu de protection contre la corrosion. Et la structure n'avait aucune robustesse : une seule défaillance de câble suffisait pour faire tomber une travée.

Pourquoi Riccardo est appelé un génie

Le don de Morandi était l'originalité conceptuelle combinée à une discipline matérielle sévère. Il n'a pas affiné les ponts des autres ; il a proposé un système structurel réellement différent (le hauban encastré dans le béton) et a résolu le problème de rigidité qu'il était conçu pour résoudre, tout en utilisant un tiers de l'acier des structures comparables et en construisant plus vite que quiconque ne l'espérait. Walter Kaufmann, titulaire de la chaire d'ingénierie structurelle à l'ETH Zurich et qui a examiné l'effondrement en détail, a conclu que, jugé dans le contexte de sa propre époque, Morandi reste sans aucun doute le pionnier de la conception de ponts tel qu'il était reconnu avant la tragédie de Gênes. L'argument de Kaufmann est que la robustesse n'était tout simplement pas un objectif de conception dans les années 1960, et que la redistribution des forces par le fluage du béton n'avait pas été suffisamment étudiée à l'époque. Selon ce standard, Morandi n'a pas été négligent ; il travaillait à la limite de ce qui était connu.

L'argument contraire ne peut être atténué. Quarante-trois personnes sont mortes à cause d'une structure qu'il a conçue. Même en mettant de côté les normes d'une époque ultérieure, deux de ses choix étaient les siens et ont eu des conséquences : enterrer l'acier de tension là où personne ne pouvait l'inspecter, et fournir si peu de haubans que la structure n'avait pas de seconde ligne de défense. Une conception ininspectable et non redondante transfère toute la charge de la sécurité à la maintenance, et la maintenance a échoué ; les propriétaires n'ont jamais renforcé la pile 9 comme ils avaient renforcé les autres vingt-cinq ans plus tôt. Les propres avertissements de Morandi du début des années 1970 et son rapport de 1979 sont à son crédit en tant qu'ingénieur et sont aussi, inconfortablement, la preuve qu'il comprenait la vulnérabilité et que le système qu'il avait conçu n'offrait aucune marge une fois qu'il a commencé à se dégrader. Il est intéressant de noter aussi que son approche à quelques haubans s'est révélée moins économique que les ponts à haubans multiples et a eu une influence limitée sur les autres ingénieurs ; la profession l'admirait et a ensuite suivi une autre voie. Le verdict honnête est qu'il était un original de grande stature dont l'idée maîtresse contenait un défaut qui a tué des gens, et les deux moitiés de cette phrase doivent tenir.

Héritage

Morandi est décédé le 25 décembre 1989, vingt-neuf ans avant l'effondrement, avec sa réputation de l'un des grands ingénieurs béton du XXe siècle intacte. Gênes a remplacé son viaduc par un nouveau pont. La catastrophe du Polcevera est depuis devenue l'un des cas les plus étudiés de l'ingénierie structurelle moderne, et ses leçons (concevoir pour l'inspection, concevoir pour la redondance, supposer que la maintenance sera imparfaite) sont maintenant enseignées comme des fondamentaux. Qu'elles aient dû être apprises de cette façon est la tragédie ; qu'elles aient été apprises tout court est la seule chose que l'on puisse en sauver.