Les données du pesage en marche sont utilisées pour quantifier les charges du trafic sur les ponts, pour diverses applications :

  • élaboration et calage des codes de chargement (calcul) des ponts,
  • dimensionnement de ponts non standards, par ex. avec des travées plus longues que le maximum prévu dans les codes de calcul (> 200 m pour l'Eurocode),
  • calcul ou vérification en fatigue (dommages et durées de vie),
  • (re-)qualification des structures en service.

Calage des codes de calcul des ponts

Autrefois les charges de calcul prises en compte dans les codes de dimensionnement des ponts étaient largement artificielles et bien supérieures à celles induites par les poids lourds, notamment parce que les ponts étaient dimensionnés par leur poids propre, et non précisément calculés. Depuis les années 1970, des structures plus légères sont construites, calculées avec des programmes informatiques avancés et les charges des poids lourds ont augmenté. Les charges de dimensionnement des ponts ont donc du être mieux prises en compte. par une approche semi-probabiliste (coefficients sur les charges et résistances, coefficients partiels de sécurité), et les nouveaux codes de calcul des ponts sont élaborés et calés à l'aide de distributions de charges réelles de véhicules (poids totaux et charges d'essieux), comme le code des ponts de l'Ontario, 1978, ou l'Eurocode 1991-2.

Les données de pesage en marche recueillies sur différents itinéraires et pendant de longues périodes permettent de déterminer des distributions probabilistes fiables. Par ex. le calcul des charges extrêmes pour une période de retour donnée (1000 ans pour les charges de trafic dans l'Eurocode), est réalisé à l'aide des données de pesage par extrapolation, puis ces veleurs sont utilisées pour caler les charges de calcul des ponts.

Calcul des structures non standard

Les codes de calcul des ponts, comme l'Eurocode 1991-2 sur les charge du trafic routier, s'appliquent aux structures standards. Mais les ponts avec des travées de plus de 200 m, ou d'autres structures exceptionnelles, nécessitent un dimensionnement précis et spécifique à la fois pour des raisons économiques et de sécurité. L'utilisation de données du pesage en marche avec des charges réelles et spécifiques rend possible un dimensionnement optimal ou des vérification de structures en service. Les ponts suspendus ou à haubans de longues portées font partie des cas d'application : pont du Storebaelt au Danemark, pont sur la Severn au Royaume-Uni, viaduc de Millau et pont de Normandie en France, ponts d'Akashi et de Tatara au Japon, etc.

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Conception de la fatigue et de l'évaluation

Les dommages et durées de vie en fatigue constituent un état limite ultime notamment pour les ponts métalliques et les parties métalliques des ponts mixtes. Les charges de trafic induisent des cycles de contraintes pouvant initier puis propager des fissures, jusqu'à la ruine partielle ou totale du pont. Les histogrammes de “rain-flow” des variations de contraintes sont calculés à partir des données du pesage en marche et des lignes et surfaces d'influence, puis combinés avec les lois de fatigue (cournes S-N) dans le modèle de Miner pour évaluer la durée de vie totale d'un détail donné, ou la probabilité de ruine pour une durée de vie exigée (approche probabiliste).

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Re - évaluation des ponts existants

La sécurité des structures en service nécessite de réévaluer périodiquement leur capacité portante et les charges du trafic, surtout dans les cas de structures détériorées ou anciennes. Appliquer brutalement les charges de calcul des codes de ponts conduit souvent à des conclusions erronées sur le manque de sécurité de la structure, parce que ces charges de calcul sont affectées de marges de sécurité, et peuvent donc être très supérieures aux charges réelles du trafic. En outre, les ponts anciens ont été conçus avec des codes antérieurs et des charges de calcul plus faibles. En contrepartie leurs durées de vie résiduelles sont plus courtes et ils font l'objet d'une surveillance accrue. A contrario, dans certains cas les charges du trafic augmentent de façon spectaculaire et des renforcements peuvent être enécessaires. Dans tous les cas une connaissance précise des charges réelles du trafic à l'aide du pesage en marche est utile, et pour les vérifications en fatigue, tout l'historique des charges du trafic est nécessaire.

Evaluation de l'effet des poids et dimensions des camions sur les ponts

Les données de trafic mesurées par les systèmes de pesage en marche donnent une image exacte du chargement, en un lieu et un moment donnés. L'impact de toute modification sur la réglementation des poids et dimensions des poids lourds peut être évalué en analysant les données du pesage en marche avant et après le changement de règle.
Avant de modifier les règles, et en cas d'augmentation de certaines limites de poids, il peut être utile de vérifier par simulation l'impact de la nouvelle réglementation sur le parc de ponts existants. Des hypothèses sont à formuler sur l'évolution du trafic après la modification des charges limites, et les données de trafic déjà recueillies adaptées ou modifiées en conséquence pour calculer les effets potentiels sur les ponts. Ceci a été fait dans plusieurs Etats membres de l'UE avant d'accroître le poids total autorisé de 40 à 44 t pour les poids lourds articulés à 5 essieux ou l'introduction de poids lourds plus longs et plus lourds (EMS) jusqu'à 60 t et 25,25 m dans certains Etats.