Construire l'impossible - San Fransisco, le pont indestructible
le pont indestructible
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00:00 Le nouveau Bay Bridge, qui domine la baie de San Francisco,
00:05 est l'un des ponts les plus fréquentés du monde.
00:08 Et assurer la sécurité de ses usagers est un défi majeur.
00:15 Car ici, un séisme peut frapper à chaque instant.
00:20 Le potentiel destructeur d'un tremblement de terre est colossal.
00:24 Le dernier séisme important a détruit le pont d'origine.
00:29 Et une secousse plus forte encore est attendue.
00:32 Ça fait 5 ans qu'un très gros séisme aurait dû se produire,
00:35 donc ça peut arriver n'importe quand.
00:37 Bâtir un nouveau pont, capable de résister aux forces cataclysmiques de la nature,
00:42 paraissait impossible.
00:44 La nécessité est mère de l'invention.
00:48 Ceux qui ont conçu ce pont ont dû faire face à des défis
00:51 qu'aucune autre équipe de conception n'avait jamais eu à relever.
00:56 En explorant le bay bridge de l'intérieur,
00:59 nous verrons comment les ingénieurs ont procédé pour le rendre indestructible.
01:03 Les colères de la nature sont d'une puissance dévastatrice.
01:11 Dans le monde entier, les ingénieurs tentent de faire face.
01:17 Ils créent des structures capables de résister au pire.
01:22 Des ouvrages plus grands, plus hauts et plus solides qu'auparavant.
01:26 Comment font-ils ?
01:29 Découvrez les secrets d'ingénierie qui permettent
01:33 de construire l'impossible.
01:38 Fondée sur une péninsule étroite sur la côte pacifique,
01:49 San Francisco est entourée d'eau.
01:52 Des ponts gigantesques relient des millions d'habitants
01:55 aux différentes rives de la baie.
01:57 Le Golden Gate est un symbole de San Francisco.
02:06 Et c'est sans doute aussi le pont le plus célèbre du monde.
02:10 Mais ce n'est pas le seul.
02:20 L'artère essentielle de la ville est le Bay Bridge,
02:23 à 10 kilomètres à l'est.
02:25 Il franchit les 7 kilomètres qui séparent San Francisco
02:29 de la ville d'Oakland.
02:31 Le Bay Bridge est constitué de deux ponts
02:37 qui prennent appui sur une île rocheuse.
02:39 Il est emprunté par des montagnes de l'eau.
02:48 Il est emprunté par plus de 100 millions de véhicules chaque année.
02:51 Et sa nouvelle travée est une merveille d'ingénierie.
02:56 Elle s'élève à 160 mètres au-dessus de la baie
03:02 et enjambe 3,5 kilomètres d'eau.
03:06 C'est le pont le plus large du monde.
03:08 C'est aussi le plus long pont suspendu à pylône unique de la planète.
03:13 Et c'est le seul à n'être soutenu que par un câble unique.
03:18 C'est un accès vital pour des millions de gens.
03:20 L'heure de pointe du matin.
03:24 Tous les jours, 280 000 véhicules empruntent le Bay Bridge.
03:29 Sans lui, San Francisco serait paralysé.
03:44 C'est pourtant l'un des ponts les plus vulnérables du monde.
03:47 Il se situe en effet sur l'une des zones géologiques les plus instables du globe.
03:51 La ceinture de feu du Pacifique.
03:55 Une ligne de friction qui parcourt la planète sur 40 000 kilomètres.
04:01 Le long de cette ligne, les plaques tectoniques qui constituent la croûte terrestre s'entrechoquent.
04:11 Générant 90% des séismes enregistrés de par le monde.
04:14 L'état de Californie se trouve sur cette ligne.
04:18 Ici, deux plaques continentales font pression l'une sur l'autre.
04:23 Dans la croûte terrestre, cette friction cause d'importantes fractures, appelées failles.
04:28 En Californie, les deux plus dangereuses sont la faille de San Andreas à l'ouest et la faille de Hayward à l'est.
04:35 Le Bay Bridge se situe exactement entre les deux.
04:40 Or, chacune de ces deux failles est susceptible de déclencher une secousse de grande magnitude.
04:44 Et ce n'est pas que de la théorie.
04:47 En 1989, les 7 millions d'habitants de la baie de San Francisco ont pris la mesure de leur vulnérabilité.
04:56 Il est peu après 17 heures.
05:00 À une centaine de kilomètres au sud, la faille de San Andreas s'ouvre de 2,50 mètres.
05:07 Elle libère l'équivalent de l'énergie de 20 bombes atomiques d'Hiroshima.
05:11 En quelques secondes, l'onde de choc atteint la baie de San Francisco.
05:20 Il y a un tremblement de terre en cours. Attendez, attendez.
05:25 De tous les séismes que j'ai vécu, j'ai tout de suite vu que c'était le plus violent.
05:33 Le séisme, d'une magnitude de 6,9, secoue la baie pendant 15 secondes.
05:38 Les dégâts se chiffrent à 6 milliards de dollars.
05:41 Des milliers de blessés, 63 personnes tuées.
05:46 Des habitations englouties dans le sol.
05:49 Des autoroutes inutilisables.
05:52 Et la travée est du Bay Bridge est coupée en deux.
05:56 La voie est-ouest s'est effondrée sur la voie ouest-est.
06:01 Un tronçon long de 15 mètres et pesant 250 tonnes s'est rompu.
06:05 Bruce Stefan se trouvait sur le pont au moment du séisme.
06:10 Je rentrais d'Oakland pour aller à San Francisco.
06:14 J'étais sur la rampe d'accès à l'étage supérieur du pont quand ma voiture a commencé à bouger.
06:19 J'ai senti que je partais vers le bas.
06:22 J'ai pensé que le pont était en train de s'effondrer et j'ai hurlé "on va mourir".
06:26 Et là, je me suis évanoui.
06:30 [bruit d'explosion]
06:32 Quand Bruce revient à lui, sa voiture est suspendue au-dessus du vide.
06:38 En bas, je voyais l'eau.
06:40 Je ne savais pas ce qui avait arrêté ma voiture, ni pourquoi elle n'était pas tombée dans l'eau.
06:45 Je n'avais qu'une envie, sortir de ma voiture aussi vite que possible.
06:49 Je ne pensais pas que je m'en sortirais vivant.
06:52 Sur le pont, une seule personne trouve la mort ce jour-là.
06:58 En coupant un axe essentiel entre Auclans et San Francisco, l'effondrement affecte la vie de millions de personnes.
07:03 Impossible d'acheminer des secours.
07:11 Et pourtant, les appels à l'aide étaient nombreux.
07:13 Ça a coupé un accès vital à San Francisco.
07:15 Ce jour-là et le lendemain, tous les ponts ont été fermés.
07:26 Des familles coupées de leurs proches.
07:28 Des milliers de personnes livrées à elles-mêmes.
07:30 La réparation du pont prendra plus de 30 jours.
07:33 L'économie locale dévisse brutalement.
07:37 En deux mois, les pertes sont évaluées à près de 3 milliards d'euros.
07:41 San Francisco ne peut pas laisser une telle catastrophe se reproduire.
07:54 En 1997, de part et d'autre de la baie, les urbanistes s'attaquent au problème.
07:59 Ils décident de remplacer la travée Est par une structure capable de résister à un méga-séisme.
08:07 Pour les ingénieurs, c'est un défi quasi impossible.
08:11 Comment faire pour construire un nouveau pont qui serait virtuellement indestructible ?
08:17 Tout le pont est suspendu à cette tour.
08:20 Il est donc crucial qu'après un séisme, cette tour reste en mesure de supporter le poids du pont.
08:24 La nouvelle travée Est du pont San Francisco-Auckland est l'une des constructions parasismiques les plus évoluées du globe.
08:37 Car ici, un méga-séisme peut frapper à chaque instant.
08:41 Bâtir dans une zone sismique représente un défi considérable.
08:49 Certaines ondes de surface font rouler le sol comme un océan, tout en le secouant latéralement.
08:54 Et ces ondes-là sont dévastatrices.
08:57 Pour dessiner un nouveau pont capable de résister à de telles forces, les ingénieurs reconstituent le scénario de 1989.
09:06 Pourquoi le pont d'origine a-t-il subi autant de dommages lors de ce séisme ?
09:13 Plusieurs experts planchent sur cette question.
09:18 Parmi eux, l'ingénieur Marwan Nader.
09:20 En 1989, le séisme s'est produit à une centaine de kilomètres au sud d'ici.
09:26 Le pont a été déplacé vers l'est et cette plaque devant moi s'est effondrée sur le niveau inférieur.
09:31 Les vibrations de l'onde de choc dans la chaussée ont disloqué le pont.
09:36 Durant le séisme, le sol a étiré la structure d'avant en arrière et le pont n'était pas conçu pour résister à ce genre de contraintes.
09:45 En 1989, le vieux pont est resté debout d'extrême justesse.
09:49 Mais la Californie vit sous la menace constante du Big One, un méga-séisme qui risque d'être 40 fois plus puissant.
09:56 Une secousse de ce genre a frappé la baie en 1906, faisant plusieurs milliers de morts et plus de 200 000 sans-abri.
10:03 San Francisco a été virtuellement rayé de la carte.
10:06 Les ingénieurs savent que la travéeste d'origine ne résisterait pas à un séisme de cette intensité.
10:13 Une secousse de cette magnitude occasionnerait des dégâts encore plus graves et pourrait provoquer l'effondrement du pont.
10:18 Il faut donc un design nouveau.
10:21 Et pour le concevoir, les ingénieurs vont s'inspirer des deux ponts qui ont résisté à la secousse de 1989.
10:27 Le Golden Gate Bridge et la partie ouest du Bay Bridge.
10:33 Or, l'un comme l'autre sont des ponts suspendus.
10:36 La chaussée est accrochée à des câbles.
10:39 En cas de séisme, elle se balance.
10:43 Imaginez que vous êtes sur une balançoire.
10:45 En cas de séisme, vous ne ressentirez pas grand chose.
10:48 Et c'est la raison pour laquelle le Golden Gate et la travée ouest ont tenu.
10:52 Deux tours aux fondations monumentales ancrées dans la roche retiennent deux câbles gigantesques qui supportent le poids de la chaussée.
11:03 En cas de secousse, la route réagit comme une balançoire.
11:11 Un pont suspendu high-tech apparaît donc comme la solution idéale pour la partie est du Bay Bridge.
11:16 Mais la géologie du sol sous l'eau pose un sérieux problème.
11:20 A cet endroit, il n'y a que de la vase sur des centaines de mètres de profondeur.
11:26 À ce niveau-là, sur tout l'ouest de la faille de Hayward, le sol est extrêmement meuble.
11:32 C'est dû aux dépôts de boue dans la baie.
11:34 Tenez, regardez ça.
11:36 Ce serait de la folie de construire sur un sol pareil.
11:40 La vase est dangereuse car elle favorise les ondes de choc.
11:43 En cas de séisme, l'énergie dégagée transmet une onde de choc à la croûte terrestre.
11:51 Dans un sol rocheux, les ondes sont courtes et rapides.
11:55 Mais dans la vase, les ondes sont amplifiées et beaucoup plus destructrices.
12:00 C'est comme un gel.
12:03 D'ailleurs, vous voyez bien, je m'enfonce.
12:05 Et ce sol risque de trembler très fort.
12:08 C'est une zone potentiellement très active.
12:10 Personne ne sait ce qui peut se passer.
12:12 La construction d'une tour pour un pont suspendu n'est donc pas envisageable.
12:17 En revanche, au milieu de la baie se trouve une île rocheuse.
12:22 Un endroit idéal pour y ériger une tour.
12:25 L'équipe de Marwan Nader va tenter un pari qui semble impossible.
12:30 Construire un pont suspendu, non pas à deux tours, mais à une seule.
12:37 Le rôle de cette tour sera donc essentiel.
12:40 Tout le poids sera supporté par cette seule tour.
12:43 Il est très important qu'après un séisme, elle continue à supporter ce poids.
12:48 Les fondations de béton enfoncées dans la roche sur 60 mètres de profondeur
12:54 encreront la tour dans le sol.
12:56 Puis la route sera posée dessus comme un balancier.
13:00 Et l'ensemble sera maintenu par un câble géant.
13:06 La tour ne supportera pas uniquement le poids du câble et de la chaussée,
13:09 mais aussi du trafic.
13:11 Cinq voies, de part et d'autre.
13:14 Au total, elle devra porter une charge de plus de 40 000 tonnes,
13:19 le poids d'un cargo.
13:21 Mais ce projet audacieux n'est pas sans risque.
13:28 Pour résister à un méga-séisme, des fondations solides ne suffiront pas.
13:35 Car plus on grimpe, plus les secousses d'un séisme sont amplifiées.
13:39 Comment faire pour qu'une tour aussi haute ne s'effondre pas ?
13:45 Il y a deux façons de faire face à un séisme.
13:49 Soit par la résistance à l'énergie dégagée, soit par la flexibilité.
13:53 Et aujourd'hui, on sait qu'il est préférable d'avoir une construction flexible
13:58 qui accompagne les mouvements de la secousse,
14:00 qui danse pour ainsi dire au rythme du séisme.
14:04 Une tour flexible nécessite tout d'abord un matériau de construction souple, l'acier.
14:10 Elle devra également être composée de quatre colonnes,
14:13 capables de se mouvoir indépendamment et d'absorber l'énergie de la secousse.
14:17 La tour ne se comportera plus comme ceci, mais comme cela.
14:22 En cas de séisme, les quatre colonnes réagiront pourtant comme une structure unique.
14:31 Grâce à une innovation, les amortisseurs parasismiques.
14:34 Conçus pour cet ordre, ils agissent comme des zones de déformation
14:38 qui évitent à la tour de s'effondrer.
14:40 L'idée des ingénieurs est la suivante.
14:43 Si un élément de la tour doit se casser, ce sera celui-ci.
14:46 C'est un peu comme le pare-choc de votre voiture.
14:49 En cas d'accident, le pare-choc absorbe l'énergie de l'impact en se déformant.
14:54 Mais vous, vous n'avez rien.
14:56 La voiture reste utilisable et vous pouvez l'emmener chez le garagiste pour la faire réparer.
15:01 Les amortisseurs le long des colonnes remplissent la même fonction.
15:04 Et comme un pare-choc de voiture, les amortisseurs peuvent être remplacés facilement en quelques jours.
15:11 Il suffit de déboulonner l'élément endommagé et de le remplacer par un élément neuf.
15:17 Mais ce qui est vraiment intéressant, c'est que dans l'intervalle, le pont reste utilisable.
15:22 Les amortisseurs sont courants sur les immeubles modernes.
15:28 Et c'est la première fois qu'ils équipent un pont.
15:30 120 de ces amortisseurs assemblent les 4 colonnes en une tour de 160 mètres de haut.
15:38 L'opération nécessite la plus haute précision, faute de quoi le pont risquerait de s'effondrer.
15:44 J'espère qu'on ne s'est pas planté et que les calculs des ingénieurs sont corrects.
15:56 Le nouveau Bay Bridge bénéficie d'un design révolutionnaire.
15:59 Moitié pont classique, moitié pont suspendu.
16:03 Côté ouest, 600 mètres de chaussée à 2 fois 5 voies sont suspendus à une tour capable d'absorber les séismes.
16:11 Une tour qui requiert de véritables prouesses d'ingénierie, car le pont est situé entre deux des failles sismiques les plus actives des Etats-Unis.
16:22 La probabilité d'avoir ici un tremblement de terre majeur dans les 30 prochaines années est de 60%.
16:27 Selon les experts, le prochain Big One viendra de la faille la plus proche du pont, la faille de Hayward.
16:35 Et cette zone sismique est particulièrement instable, comme nous l'explique le géologue Luther Strayer.
16:43 À Hayward, il y a des endroits où on voit bien à quel point la faille est active.
16:51 Comme ici à l'intersection des rues Rose et Prospect.
16:53 Ici, la faille est repérable à toute une série de fractures dans le sol.
16:57 Ce qui se passe, c'est que cette partie-ci se déplace vers le nord, en direction de l'Alaska,
17:03 alors que cette partie-là reste en place et soudée à l'Amérique du Nord.
17:07 La faille passe probablement sous ce muret et traverse tout ce quartier.
17:13 C'est une fracture énorme dans la croûte terrestre.
17:18 Au fil des années, les mouvements du sol sont parfaitement visibles.
17:21 Là, nous avons la réparation d'une bordure qui a été coulée dans les années 70.
17:26 C'est une réparation assez importante, entre 20 et 25 centimètres.
17:30 Ce qu'on voit ici, ce n'est pas le résultat d'un séisme, mais d'un phénomène qu'on appelle le fluage.
17:36 Le fluage se produit quand deux plaques glissent l'une contre l'autre sans provoquer de séisme.
17:43 Les crevasses dans les murs et les trottoirs montrent que le fluage est permanent.
17:48 Mais en profondeur, les plaques sont verrouillées l'une sur l'autre.
17:54 Le problème, c'est qu'en dessous, il n'y a pas de glissement.
18:00 Sous le sol, la faille est bloquée.
18:02 C'est un désastre annoncé.
18:05 Comme les plaques sont bloquées, l'énergie s'accumule jusqu'au point de rupture.
18:14 Ici, en surface, les plaques glissent facilement l'une sur l'autre, parce qu'il n'y a aucune pression sur la roche.
18:19 Mais en profondeur, la pression est énorme.
18:21 C'est comme avec vos mains.
18:23 Quand il y a peu de pression, c'est facile de les faire glisser.
18:26 Quand vous les pressez l'une sur l'autre, c'est plus dur.
18:29 Et quand ça arrive, c'est extrêmement brutal.
18:32 Et ce genre de glissement brutal génère de violents séismes.
18:38 Une véritable épée de Damoclès pour les 7 millions d'habitants de la baie et pour le Bay Bridge.
18:44 D'autant que d'après les géologues, un Big One aurait déjà dû se produire.
18:48 Sur la faille de Héouard, une secousse majeure se produit en moyenne tous les 140 ans.
18:52 La dernière a eu lieu il y a 145 ans.
18:54 Cela fait donc 5 ans qu'un méga séisme aurait dû avoir lieu.
18:57 Dans ce contexte, la construction parasismique est un défi majeur.
19:02 A fortiori quand on érige une tour destinée à soutenir un pont.
19:06 Lorsque le Big One se produira, cette zone sera dévastée.
19:12 Face à une telle menace, les ingénieurs ne prennent aucun risque.
19:15 Chacune des 4 colonnes est composée de 5 sections d'acier, boulonnées les unes sur les autres.
19:24 Cette section pèse à elle seule près de 500 tonnes, presque autant qu'un avion de ligne et sa cargaison.
19:38 Un treuil hydraulique dresse les sections verticalement, les soulève à plusieurs dizaines de mètres dans les airs avant de les positionner.
19:45 Il faut ensuite aligner les milliers de trous de fixation avec précision pour pouvoir boulonner les deux éléments l'un sur l'autre.
19:59 Un travail qui ne laisse aucune place à l'erreur.
20:04 En cas de secousse, le design révolutionnaire des 4 colonnes indépendantes et les amortisseurs dernier cri permettront à la tour de réaliser des écarts d'un mètre cinquante.
20:13 Mais pour résister à un séisme, le nouveau tronçon suspendu devra être totalement flexible, y compris la chaussée de circulation.
20:23 Le tronçon de la tour est un élément de protection pour les aérosols.
20:30 Il est donc nécessaire de faire en sorte que les aérosols puissent s'enlever et de pouvoir se déplacer.
20:34 Le tronçon de la tour est un élément de protection pour les aérosols.
20:39 Le tronçon de la tour est un élément de protection pour les aérosols.
20:45 Le tronçon de la tour est un élément de protection pour les aérosols.
20:50 Le tronçon de la tour est un élément de protection pour les aérosols.
20:57 Quelles manueurs peuvent-ils empêcher un tel événement de se reproduire sur le nouveau pont ?
21:00 Tout d'abord, les voies seront construites avec un acier qui se plie sans se rompre.
21:06 Elles seront constituées de 28 éléments gigantesques dont la mise en place représente à elle seule un défi colossal.
21:12 C'est un travail de titan.
21:15 Ces éléments comportent 5 voies de circulation et pèsent près de 1000 tonnes, le poids d'un sous-marin.
21:25 Pour les soulever dans les airs, il faudra faire intervenir le plus grand ponton en grue de la côte ouest.
21:29 De la taille d'un terrain de football et avec un mât aussi haut qu'un immeuble de 30 étages.
21:35 Une fois soulevés, les éléments devront être alignés au dixième de centimètre près.
21:44 Car l'étape suivante consistera à les assembler les uns aux autres.
21:51 Nous sommes à l'intérieur du pont suspendu.
21:53 Il y a énormément de pièces d'acier autour de nous et certains ont la taille d'un immeuble.
21:58 Nous allons devoir les associer pour qu'elles forment un bloc unique.
22:01 Et pour ça, généralement, on utilise des boulons.
22:04 Pour arrimer chaque élément au suivant, il faudra serrer pas moins de 4500 pièces d'acier.
22:12 Les pièces d'acier sont en fait des pièces de bois.
22:16 Pour arrimer chaque élément au suivant, il faudra serrer pas moins de 4500 boulons filetés.
22:21 Une fixation solide qui permettra aux poutres d'acier de réagir à un séisme en tant que bloc et de plier sans risquer de rompre.
22:29 A présent que le tablier du pont est complet, un dernier défi attend les ingénieurs.
22:38 Suspendre la chaussée à la tour.
22:44 Le câble est l'un des éléments principaux du pont.
22:46 Le poids de la route sera supporté par la tour.
22:50 Et c'est ce câble qui va transférer le poids à la tour.
22:54 Et comme pour le reste du pont, l'ingénieur Marwan Nader a totalement innové.
23:01 Pour la première fois, le pont ne sera pas suspendu à deux câbles mais à un seul.
23:13 Le câble, fixé à la route, s'accroche au sommet de la tour avant de passer sous dix voies de circulation et de retourner s'ancrer dans la chaussée.
23:21 Le câble n'est pas ancré dans le sol mais dans la chaussée elle-même.
23:28 C'est le premier fond auto-ancré de ce genre.
23:32 En passant sous le pont, le câble unique soutient les voies de circulation et verrouille l'ensemble de la structure, ce qui augmente sa résistance.
23:42 Le câble d'un kilomètre et demi de long se compose de 17 000 fils d'acier.
23:47 Placés bout à bout, ces fils parcourraient la moitié du tour de la Terre.
23:55 Et pour que le câble soit solide, ces fils doivent être positionnés avec précision.
24:03 Les ingénieurs dessinent des chariots destinés à hisser les fils au sommet de la tour.
24:11 De là, les fils passent sous la route et repartent.
24:14 Un travail laborieux qui prendra plus de quatre mois.
24:19 Finalement, les milliers de fils sont compressés pour former un câble unique ultra-résistant.
24:37 [Musique]
24:47 200 suspentes d'acier fixeront ensuite le câble au tablier du pont.
24:52 Puis c'est l'heure de vérité.
24:58 La tour et le câble unique supporteront-ils les 35 000 tonnes de la chaussée ?
25:04 [Musique]
25:10 Le moment où je me suis senti le plus fier, c'est quand on a levé le tout.
25:14 Parce que d'un point de vue structurel, ça a été l'heure de naissance du pont suspendu auto-ancré.
25:20 Tout se passe comme prévu.
25:24 Le pont suspendu est parfaitement équilibré et fermement arrimé au pylône unique.
25:33 Ce nouveau pont est un modèle de flexibilité.
25:35 La tour, la chaussée et le câble d'acier de 5000 tonnes sont flexibles.
25:42 Cela permettra au pont de suivre les mouvements d'un séisme sans se briser.
25:46 Lors d'une secousse importante, le pont se balancera latéralement et verticalement.
25:52 Les gens auront l'impression d'être sur une vague.
26:01 Face à un tremblement de terre, la flexibilité est un facteur crucial.
26:04 Mais les ingénieurs doivent également veiller à ce que le pont ne soit pas trop flexible.
26:09 Car outre les tremblements de terre, ce pont est exposé à une autre force de la nature, le vent.
26:18 L'histoire, la physique et l'ingénierie nous ont appris que, dans un environnement comme celui-ci,
26:24 le vent pouvait causer de sérieux dégâts sur un pont.
26:30 L'ouvrage est conçu pour faire face à des bourrasques allant jusqu'à 230 km/h.
26:34 Mais parfois des vents moins violents de 50 km/h peuvent poser problème, surtout lorsqu'ils soufflent latéralement.
26:41 Les structures minces, comme les ailes d'avion, ont tendance à bouger.
26:46 Quand le vent souffle sur une structure, au moment où il passe derrière, potentiellement des tourbillons peuvent se former.
26:54 Cela peut faire bouger la structure de bas en haut.
26:59 En 1940, le vent fait osciller le pont suspendu de Tacoma-Narrows, inauguré peu de temps avant, dans l'état de Washington.
27:07 Balayé par des rafales de 65 km/h, la chaussée mince et flexible se tord de plus en plus.
27:13 En avion, vous n'avez jamais remarqué en regardant par le hublot l'aile qui bougeait de bas en haut ?
27:19 Dans le cas d'une aile, ça ne pose pas de problème, parce qu'elle est conçue pour ça.
27:25 En revanche, si la structure d'un pont se mettait à flotter de la même façon, le pont risquerait de s'effondrer.
27:30 Quatre mois après son ouverture, le pont de Tacoma-Narrows est détruit par le vent.
27:36 Un désastre qui incitera les ingénieurs à modifier le design des ponts suspendus, pour leur permettre de résister au vent.
27:44 Ici, le vent peut causer des oscillations de 50 cm.
27:49 Le pont a donc été équipé de plaques anti-turbulence.
27:53 On a ajouté ces plaques sous la structure pour canaliser le vent au moment où il passe autour du pont.
28:00 D'apparence plutôt anodine, ces rangées de plaques de métal brisent les tourbillons que le vent crée sous le pont.
28:09 Ces plaques redirigent les particules de vent, ce qui a pour effet de protéger la structure.
28:17 Si on démontait ces plaques, le pont commencerait à vibrer et à bouger de telle sorte qu'il ne serait plus viable.
28:23 Donc ces plaques sont essentielles pour la sécurité de la structure.
28:27 Grâce à ces plaques anti-turbulence, le pont, conçu pour bouger en cas de séisme, résistera parfaitement au vent.
28:42 Mais le pont suspendu n'enjambe qu'une partie de la baie.
28:47 Au-delà, il reste 1,5 km d'eau à franchir.
28:51 Et ce second tronçon devra être construit sur l'un des sols les plus dangereux en zone sismique.
28:57 La vase.
29:00 Pour un ingénieur, construire dans ces conditions, c'est un cauchemar.
29:09 Le tronçon du Bay Bridge, qui relie le pont suspendu à Auckland, s'appelle le Skyway.
29:15 Il est composé de deux ponts surélevés d'un kilomètre et demi de long.
29:20 Les ingénieurs comptaient bâtir cette partie en béton et non en acier.
29:26 Mais en zone sismique, les ponts en béton sont particulièrement vulnérables.
29:35 La ville d'Auckland en fait la triste expérience en 1989.
29:39 L'étage supérieur de l'autoroute à deux niveaux s'effondre sur 400 mètres.
29:46 La voie supérieure s'effondre sur la voie inférieure.
29:56 42 automobilistes sont tués.
29:59 Le pompier Mark Hoffman est l'un des premiers à arriver sur les lieux.
30:04 Beaucoup de gens étaient coincés, certains avaient été écrasés ou des parties de leur corps étaient écrasées.
30:08 On travaillait à quatre pattes, on inhalait des fumées, on intervenait sur des voitures en feu.
30:13 Il y avait des matières dangereuses qui traînaient un peu partout.
30:16 Il va nous falloir des véhicules de secours, vite !
30:18 À chaque endroit, il y avait des morts, des gens qui avaient besoin de secours, des gens qui criaient à l'aide.
30:23 C'était bien pire que tout ce qu'on avait connu auparavant.
30:26 On se serait cru en guerre, on a perdu des gens qu'on connaissait, des gens qui vivaient dans notre quartier.
30:32 L'autoroute s'est effondrée car elle avait été construite sur de la vase.
30:36 Les vibrations du séisme amplifié par le sol meuble ont provoqué l'effondrement des colonnes de béton.
30:41 La travée du Skyway du nouveau Bay Bridge est elle aussi en béton.
30:48 Et elle est construite dans la vase qui recouvre toute cette partie de la rive d'Auckland.
30:53 Comment faire pour empêcher qu'une catastrophe similaire se reproduise ?
30:59 La résolution de ce problème a été confiée à l'ingénieur Sajid Abbas.
31:02 Pendant un séisme, la vase tremble comme de la gélatine.
31:08 Et ça complique beaucoup notre travail.
31:11 Parce que du coup, il faut investir beaucoup d'argent pour avoir des fondations solides.
31:16 Ici, pour avoir des fondations idéales, il faudrait ancrer les piles directement dans le substrat rocheux.
31:22 Mais dans cette partie de la baie, il y a une autre solution.
31:28 Dans cette partie de la baie, ce substrat se trouve sous près de 100 mètres de vase. Il est inaccessible.
31:33 Dans un sol aussi instable, comment faire pour construire des fondations fiables ?
31:40 La solution ? Poser les piliers sur des pieux d'acier enfoncés dans le sol, non pas à la verticale, mais en biais.
31:50 Ces pieux traversent les couches de vase pour atteindre un sol plus ferme, quelques 100 mètres plus bas.
31:58 Un coffrage de béton et d'acier soude les pieux les uns aux autres.
32:02 Plantés en biais, les pieux apportent énormément de stabilité à la structure.
32:08 Chaque pilier du pont repose sur six de ces pieux.
32:12 En gros, c'est comme si chaque pilier était supporté par un double trépied.
32:16 Cette technologie a été développée pour les plateformes pétrolières,
32:24 censées résister à des vagues géantes et des vents puissants,
32:27 et qui sont généralement bâties sur du sable ou de la vase.
32:31 Mais à l'échelle d'un pont, ce genre de construction n'a jamais été tentée.
32:37 Les pieux font 2,50 mètres de large, 100 de long, et ils pèsent 220 tonnes.
32:45 Ils sont enfoncés dans le sol par l'un des plus gros marteaux hydrauliques du monde.
32:52 Ce marteau est surnommé « la main de Dieu ». Il a été très efficace.
32:56 Chaque coup délivre une force de plus de 500 000 kilos,
33:02 soit l'énergie d'une voiture de course circulant à 480 km/h.
33:06 Au total, la main de Dieu plantera 160 tubes dans le sol avec une précision extrême,
33:14 assurant au pont des fondations stables à même de résister à un séisme.
33:19 Mais en cas de méga-séisme, même des fondations aussi solides
33:22 n'empêcheront pas totalement le pont de Tanguay.
33:25 Et plus on se trouve en hauteur sur le pont, plus la secousse sera forte.
33:30 « Pendant un tremblement de terre, la structure du pont va réagir comme une sucette géante.
33:36 Par rapport aux vibrations enregistrées à la base, le sommet oscillera plus sévèrement.
33:41 Le coffrage des pieux peut être un peu plus léger,
33:47 le coffrage des pieux peut osciller de 30 cm.
33:49 Au niveau de la route, cette oscillation serait amplifiée,
33:53 elle peut dépasser un mètre. »
33:55 C'est ce mouvement qui a provoqué l'effondrement d'une partie de la chaussée de l'ancien bay bridge.
34:02 Comment réaliser l'impossible ?
34:08 Comment construire une route en béton capable de s'étirer comme un ressort ?
34:13 La solution se trouve dans la route elle-même.
34:15 Et c'est une nouvelle prouesse d'ingénierie.
34:18 Une technologie novatrice que nous montre Brian Maroney.
34:23 Des amortisseurs géants appelés « poutres articulées hydrauliques ».
34:27 « Nous sommes à l'intérieur de la portion skyway du pont.
34:32 Au-dessus, il y a la route, là où passe la circulation.
34:38 En dessous, il y a le soffit et la baie de San Francisco à environ 30 mètres plus bas.
34:42 Ici, c'est le point de jonction entre deux tronçons de pont.
34:47 Ça, ce sont des poutres articulées hydrauliques.
34:50 C'est la toute première fois qu'on en installe sur un pont.
34:53 Elles sont ici à cause du risque de séisme.
34:56 Cette poutre hydraulique permet au pont de s'étirer mais de se rétracter. »
35:00 Des solutions pour l'économie de l'ancien pont.
35:05 Pour l'économie de l'ancien pont.
35:06 Des tubes d'acier de 20 mètres de long agissent comme un piston.
35:11 Permettant au segment de route de s'écarter.
35:16 Ici aussi, les ingénieurs ont conçu le pont pour qu'il plie à l'endroit de leur choix.
35:24 « Ces poutres hydrauliques ont été dessinées pour jouer le rôle de fusibles structurels.
35:29 L'équipe de conception a décidé que, lors d'un séisme de forte magnitude,
35:34 l'étirement du pont se produirait ici.
35:37 Cette portion de la poutre articulée est plus grande et plus résistante.
35:45 Alors que la portion au centre, d'ici à ici où je mets ma main, est plus petite et moins épaisse.
35:53 En gros, ici, il y a une zone d'acier un peu moins résistante. »
35:59 Si le pire se produit, c'est cet élément qui cèdera et il sera facile à remplacer.
36:05 « On peut le démonter et le remplacer sans fermer le pont à la circulation.
36:09 C'est un peu compliqué, mais c'est faisable. »
36:12 Grâce aux 20 poutres articulées hydrauliques, en cas de séisme majeur,
36:18 les portions de route pourront s'écarter de 2 mètres.
36:21 Le pont de béton sera donc nettement plus extensible que l'ancien pont en acier.
36:29 Même en cas de méga-séisme, les usagers seront en sécurité et la circulation ne sera pas interrompue.
36:37 « L'idée, c'est qu'après un séisme, on n'aura pas besoin de démonter ce pont.
36:42 On sera en mesure de le remettre en service assez rapidement. »
36:46 Conçu pour durer au moins 150 ans, et pour résister à un séisme comme il s'en produit un tous les 1500 ans,
36:54 ce pont a de beaux jours devant lui.
36:57 Mais d'autres régions du monde sont touchées par des séismes plus violents encore.
37:01 Est-il possible de construire des ponts capables de résister aux pires forces de la nature ?
37:09 La nouvelle travée Est du pont San Francisco-Auckland a été inaugurée en septembre 2013.
37:23 Construit après onze années de chantier, entre les deux failles les plus actives des États-Unis, c'est le pont le plus cher jamais construit.
37:30 Son coût final s'élève à 6,4 milliards de dollars.
37:36 Le jour de l'ouverture, les ouvriers s'affairaient toujours sous le pont pour finaliser des éléments de structure.
37:43 Mais même inachevé, ce pont est infiniment plus sûr que celui qu'il remplace.
37:51 Il a été dessiné pour faire face à un tremblement de terre susceptible de dévaster l'ensemble de la baie.
37:56 Le potentiel destructeur d'un tremblement de terre est colossal.
38:00 Les dégâts seront inimaginables.
38:03 Toute la région va se retrouver sans dessus-dessous. Ce sera une très grosse secousse.
38:08 Le séisme de la faille de Eward est imminent, et ce sera un méga séisme.
38:13 Les routes et les ponts seront détruits.
38:17 Et les gratte-ciels, qui n'ont pas été construits selon les normes parasismiques, subiront des dégâts terrifiants.
38:23 Et ça va se passer ici, chez nous. Il y a énormément de gens qui vivent pile au-dessus de la faille.
38:29 Ça serait une journée terrible.
38:31 Pour faire face à cet événement, le nouveau Bay Bridge bénéficie des dernières avancées en matière de génie parasismique.
38:38 Ses fondations resteront ancrées dans le sol, et la chaussée suivra les mouvements de l'onde de choc.
38:47 Je me sens beaucoup plus en sécurité sur le nouveau pont.
38:51 C'est ce qui se fait de mieux en la matière.
38:54 Franchement, en cas de tremblement de terre, l'endroit le plus sûr de la baie, ce serait sans doute le sommet de la tour.
39:01 On se ferait bien secouer, mais ce serait l'endroit le plus sûr.
39:05 Personne ne peut prédire quand le prochain séisme aura lieu.
39:12 Mais la baie dispose à présent d'un pont conçu pour rester ouvert et permettre aux véhicules de secours de circuler.
39:19 La durabilité de la chaussée a été nettement augmentée. On a écarté le risque d'effondrement, et ça, c'est énorme.
39:27 Mais que se passerait-il si un séisme plus puissant encore se produisait ?
39:32 Selon les experts, c'est impossible en Californie.
39:35 Mais des villes plus au nord sont menacées.
39:39 Portland, dans l'Oregon, et Seattle, dans l'état de Washington, pourraient être frappés par un séisme mille fois plus puissant que celui de 1989.
39:48 Le séisme le plus puissant susceptible d'avoir lieu aux Etats-Unis serait d'une magnitude comprise entre 8 et 9, et il serait dévastateur.
39:57 Dame Nature est capable de ce genre de secousses. Elle l'a prouvé dans d'autres endroits du globe.
40:06 Japon, 2011, magnitude 9. Chili, 2010, magnitude 8,8. Indonésie, 2004, magnitude 9,1.
40:18 À l'heure actuelle, aucun pont sur Terre n'est conçu pour résister à des séismes de cette force.
40:25 Que nous apportera l'avenir ? Pouvons-nous réellement nous protéger, nous et nos ponts, contre de tels cataclysmes ?
40:34 Les ingénieurs et les scientifiques travaillent déjà à la prochaine génération de ponts antisismiques.
40:39 À la place de l'acier qui risque de se rompre, l'industrie crée des matériaux à mémoire de forme, des alliages ultra-flexibles capables de retrouver leur dessin initial.
40:49 Au lieu du béton, les ingénieurs testent actuellement des mélanges nouveaux qui ne se fissureront pas sous la contrainte.
40:58 Et pour remplacer les câbles d'acier, les scientifiques s'intéressent aux nanotechnologies pour créer des câbles plus légers et plus résistants.
41:05 Avec ces matériaux, les ponts pourraient franchir des distances plus grandes encore, des lacs et même des océans, sans risquer de s'effondrer.
41:15 À l'avenir, la travée est du Bay Bridge sera peut-être considérée comme un ouvrage pionnier.
41:27 Un chef-d'œuvre d'ingénierie qui a montré au monde comment construire des ponts indestructibles.
41:34 [Musique]