Pascal Hémon

Ingénieur de recherche du CNRS - LadHyX, Ecole polytechnique & CNRS   F-91128 PALAISEAU
Bureau +33 (0)1 69 33 52 76 - pascal.hemon (arobas) ladhyx.polytechnique.fr

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La chute du Pont de Tacoma

Le pont suspendu de Tacoma Narrows a été ouvert le 1er juillet 1940, l'accident a eu lieu quatre mois plus tard le 7 novembre. La travée mesurait 853 m et le tirant d'air 59 m, les dégâts furent uniquement matériels.

Une explication fausse de l'accident consiste à incriminer un phénomène de résonance entre le pont et des tourbillons d'air formés dans le sillage du tablier. Cette explication ne tient absolument pas car la fréquence de torsion du pont était d'un cycle toute les 5 secondes (0.2 Hz), tandis que celle des tourbillons était d'un cycle par seconde (1 Hz).

En réalité, un couplage aéroélastique, c'est à dire un échange d'énergie mécanique, peut se produire entre le vent et le pont qui oscille.

Or cet échange est instable dans le cas de la forme du pont de Tacoma. Au-dessus d'une certaine vitesse, ici environ 70 km/h, l'énergie du vent se transfère vers le mouvement de torsion du pont (instabilité par amortissement ajouté ou flottement de décrochage en torsion).

Physiquement, la déformation en torsion du tablier que l'on observe sur le film correspond à une variation de l'angle d'attaque du vent. Ce changement d'angle modifie l'écoulement du vent autour du tablier, qui en retour modifie le couple de torsion, et ainsi de suite, de sorte que le mouvement du pont capte de l'énergie au vent à chaque fois qu'il oscille.

Ainsi l'amplitude des vibrations augmente progressivement ce qui conduit finalement à la ruine. Confirmé par des études en soufflerie, ce phénomène est aujourd'hui systématiquement étudié pour les projets de grands ponts.

Film d’archive

Simulation en laboratoire