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    Cette page: Architecture - techniques et matériaux      ,     

    Il ne reste pas grand chose de leurs anciennes cités et habitations; seuls leurs temples et monuments, patiemment relevés et restaurés en témoignent, si la pierre était en usage. Les habitations privées et même des palais, étaient construits avec des matériaux bien moins résistants (bois, végétaux, briques séchées, moellons). On retrouve parfois les traces de plans au sol et quelques indices (foyer, cour, réserve..). Troie (Turquie) est cachée sous les couches de 6 ou 7 villes bâties aux cours des siècles et les huttes des gaulois sont seulement imaginées ; de même, les villages égyptiens laissent seulement entrevoir ce qu'ils pouvaient être, encore que dans ce pays, sable et sécheresse aient autorisé une exceptionnelle conservation.

    Il faut dire que tout ce qui était fait de bois a généralement disparu, bien avant les tissus et le cuir.

    Enfin, les tremblements de terre furent destructeurs, ainsi que pour les grecs, la quatrième croisade des français.

    Les caractéristiques de ces monuments, palais ou temples, étonnent souvent. En voici deux exemples, particulièrement surprenants.
    Tordu, le Parthénon sur l'Acropole ? (Athènes, Grèce). Ses grands côtés ne sont pas rectilignes mais légèrement courbés d'une bonne dizaine de centimètres ; de même, ses colonnes sont légèrement inclinées vers l'intérieur. Ainsi s'explique l'élégance que l'on accorde à cette construction, due à un fin et audacieux travail de perspective. hibis

    Le temple Grec "récent" (*) est dit "péristyle" car ses colonnes extérieures entourent l'enceinte bâtie et fermée (le naos) en laissant un espace (sorte de préau). Cet espace peut être important sur le devant et forme le "pro-naos" (sorte de cour, appelée aussi vestibule). La façade comprend : au-dessus des colonnes, l'entablement ; au-dessus de celui-ci, le chapiteau triangulaire ; sculpté dans le chapiteau, le fronton (*) débuts comme en Europe plus tard : bois et moellons de remplissage (appelé colombage ).

    Acoustique. Le théatre d'Epidaure, Péloponèse Grèce.

    Avez vous déjà écouté le bruit d'une allumette que l'on frotte ? puis celui du souffle, bien plus subtil, qui précède la flamme ?   hibis

    Eh bien, placé aux plus hautes marches de cet immense cirque, vous les entendrez, comme nous. Bien entendu, il n'y a pas d'autoroute à proximité et le silence est total en ce lieu maintenant déserté.




    Muraille de Chine. Elle a été bâtie et rebâtie pour mieux résister au temps ou aux envahisseurs, dont les Tartares. En vain semble-t-il lors d'un assaut massif, sa faiblesse résident dans l'éparpillement, l'insuffisance et la lenteur de l'arrivée du renfort. On a retrouvé des traces de riz gluant, un produit qui aurait permis de mieux agglomérer le mortier. Ce dernier liait les pierres de façades. L'intérieur, comme chez les romains, était remplis de "tout venant" : terre, chaux, sable, végétaux pour la cohésion (roseaux, branches de tamaris.. selon le lieu). L'idée de "mêler des fibres longues", aujourd'hui de carbonne, mais aussi de lin, dans les matériaux afin d'accroître leur résistance, n'est pas vraiment nouvelle..

    Certains assemblages sont connus des anciens, telque placer des rangs de brique entre les couches de pierres, ce que l'on voit encore pour des piliers de portails de notre ère. Bien que réalisé avec goût, l'intention première n'est pas de décorer comme on peut l'imaginer.F

    Pour conférer une meilleure solidité aux murs de pierres sèches (sans mortier), on plaçait de longues pierres de traverse qui rigidifient l'assemblage dans le sens de l'épaisseur.

    Ce mur des Bories (Provence) est tout à fait curieux.
    Sans doute a-t-il bougé depuis, mais il possède encore semble-t-il trois couches de pierres plates; en partant du sol, on voit une couche de pierres verticales inclinées vers la droite, puis une couche de pierres horizontales, et pour finir, une couche de pierres verticales inclinées vers la gauche.

    Chez les égyptiens des Pharaons, aux temps les plus anciens, on observe avec stupeur de très gros blocs de pierre taillée ajustés au mm sur de grandes longueurs, comme par exemple, dans la chambre haute et son accès, la grande galerie, autre mystère. J'ai visité les lieux. On en reste sans voix. vu Aucun outil trouvé ne peut expliquer ce travail parfait alors que selon nos hypothèses, ils auraient martelé avec des blocs de granite ! Les tentatives de reconstitution avec de tels outils - ils ne connaissaient pas le fer - ont toutes échoué. Difficile de croire qu'ils auraient également sculpté ainsi, sur des satues géantes, des visages aux traits si fins, des ourlets de lèvre ou orbites d'œil avec de fines arêtes.
    En tapotant avec du granite, vraiment ? Et que dire des grands trous ronds dans la pierre massive d'un site d'extraction, qui paraissent avoir été pratiqués avec un gros trépand moderne de foreuse (stries horitontales régulières, alors que l'on creuse verticalement!). Que tournaient-ils et comment pour conserver la ligne droite et un diamêtre parfaits ?
    N'est-il pas perturbant d'apprendre que les proportions de la grande pyramide, mais aussi son tombeau, respectent le nombre "phi", soit 0,5236 mètres (52,35539..), nombre que l'on retrouve dans la nature (spirale du nautile..) et qui semble bien être une constante de l'univers.


    Baalbeck et ses dalles géantes est une autre interrogation. "La phénoménale pierre "Hadjar el Gouble" à Baalbek est probablement la plus grosse pierre taillée sur Terre". dimensions, 21 m. de long, section carrée d'environ 4,3m de côté ! estimation de 1200 tonnes ! trois autres pierres qui composent une terrasse, sont à peine plus petites.


    Brique crue. Dans les pays pauvres et secs, ce qui va souvent de pair, en Egypte, au Mexique, en Afrique, etc, on voit des villages de couleur indéfinissable, plutôt grisâtre. Leurs maisons sont alors bâties en brique crue, c'est à dire avec des briques de terre pétrie et moulée, séchées à l'air. Pauvre matériau pense-t-on ; ce n'est qu'en partie vrai, car elles offrent un confort supérieur par leur qualité d'isolation, bien meilleure que celle des briques cuites.

    .Brique cuite. La brique cuite, encore très utilisée de nos jours, a eu ses heures de gloire chez les anciens, non seulement pour la construction du support architectural, mais également pour la finition, le parement et la décoration murale. De nombreuses maisons que l'on peut qualifier de récentes, avec décorations de briques (assortiment de couleurs, torsades, damiers.. ) subsistent partout. C'est ainsi que sous les civilisations arabes anciennes, les lieux de culte étaient bâtis de briques cuites, qui assuraient également la décoration extérieure. Jusqu'au 12 me, 13 me siècle grosso modo. La mode passée, ou la technique progressant, des plaquages furent utilisés pour les grandes mosquées, à Ispahan (Iran), à Bagdad (Irak), au Caire Égypte), ou également pour le mausolée du Taj Mahal (Inde),  dont le gros oeuvre était toujours réalisé en briques. Une grande mosquée d'Ispahan aurait nécessité 18 millions de briques et 475 mille carreaux émaillés.

    Terre crue ou cuite, tassée ou pas tassée ?
    Les pays semi désertiques sont propices à ces constructions, bien meilleures que le parpaing pour l'isolation. La construction est achevée en quelques jours avec trois ouvriers, sans coût de matériaux. Mais il faut disposer d'un grand terrain pour y puiser la terre.

    Il y a quelques années, un architecte avait envisagé de construire hôtels et autres bâtiments à plusieurs étages en Afrique, en utilisant seulement de la  terre fortement tassée, très dure, appelée "pisé". Je l'ai retrouvé au salon de Paris en 2004 ; des immeubles existent m'a-t-il dit, même à Paris, Il propose actuellement du mobilier (sièges..), des cloisons.. ; contacter  : mehdi@mehdidellagi.com. pour plus de renseignements.
    Cette pratique est quotidienne dans d'autres pays, pour des réalisations artisanales très modestes, avec déplacement d'ouvriers qualifiés (mais très pauvres), La terre mouillée est tassée à la main entre des planches formant coffrage. Il y a des terres meilleures que d'autres.

    Nader Khalili, architecte Irano américain renoue quant à lui avec le savoir faire ancestral (voir Architecture 31 pour les premières réalisations). La terre est contenue dans des sacs reliés par du fil barbelé. On recouvre le tout d'une couche de terre. La nouveauté "ancestrale" par rapport aux autres techniques est que la construction est brûlée de l'intérieur. La maison est finalement en terre cuite.

    Granite ou calcaire ? Les égyptiens pensaient que le granite était le plus résistant : oui, mais à l'usure et à la compression, pas à la flexion. Des linteaux ont cassé et le plafond de la salle du tombeau de Chéops est fêlé, bien que ne supportant que peu de poids. Ils sont alors revenus au calcaire pour les encadrements, bien plus résistant

    Le béton romain

    Le Panthéon (Rome, an 124 après J.C) est couvert par une gigantesque coupole (plus importante que celle de Saint-Pierre) : cette coupole, cloisonnée de caissons à l'intérieur, est construite en béton coulé (moulé dans un système de coffrage très élaboré).

    Les murs, épais et ventilés par deux couloirs circulaires sont constitués de parements en brique à l'intérieur desquels est coulé du béton.

    Le béton romain est constitué de moellons de pierre ou de brique et de pouzzolane (terre volcanique, bien connue des jardiniers).

    L'arche romaine est inspirée de l'arche grecque et de la technique étrusque. Mais les romains y ajoutent l'invention du béton. Les arches et voûtes sont allégés et les raccordements simplifiés. L'arche romaine, ou romane, sera remplacée par l'arche gothique (les premières en France dit-on, puis en Angleterre, Allemagne etc).

     La découverte de ce béton a permis aux romains de construire plus rapidement et avec une certaine légèreté. Le pont du Gard, près de Nîmes, relève de cette technique (parements de pierres et béton à l'intérieur). La mémoire de cette technique a été perdue et les plafonds des cathédrales qui ont suivi ont alors répris les assemblages de pierre, mais en très sophistiqués (arche gothique).

    Le ciment provient d'un mélange de calcaire et d'argile cuit à près de 1300 degrés, puis broyé en poudre fine. Chose rare, l'eau le transforme en pierre !  Le béton est constitué de ciment, sable et graviers mélangés ensemble, qui lui confèrent une très bonne résistance.

    Evolution. Après les massifs gratte-ciels aux murs porteurs très épais à la base et montés en gradins afin de réduire progressivement les surfaces, l'introduction de poutrelles métalliques porteuses permet l'élévation de tours plus hautes et droites qui entrent en compétition, comme l'étaient nos cathédrales. Les murs ne soutiennent donc plus les étages ; ils ne sont plus "porteurs".

    Les tours attaquées le 11 septembre à New York étaient de ce type. Elles se sont effondrées comme un château de cartes, les poutres d'acier cédant sous l'effet du poids et de l'intense chaleur. Il fallait taper au bon endroit pour que le poids de ce qui allait s'effondrer tout d'abord, entraîne inéluctablement le dessous étage après étage, la charge augmentant.

    Dans les années 60, J'ai vu à Paris (XV près du périphérique), un immeuble de ce type en cours de construction venant de s'effondrer :  les plateaux de béton avaient emporté toute la structure car les croisillons qui devaient faire tenir l'ensemble avant la pose des parois et cloisons, n'avaient pas été placées ou étaient insuffisantes. Les ouvriers ont été écrasés entre les plaques.

    Le béton de nos jours (2010). De nouvelles techniques l'ont rendu plus résistant et il en existe une belle variété correspondant à tous les usages. Le bétons a pris sa revanche et éliminé les poutres d'acier sous la forme de murs ou colonnes creuses qui reçoivent les câbles et tuyaux, les éléments techniques de plus en plus sophistiqués tels que production et régulation d'énergie, automatismes, pompage de l'eau et fluides divers, sécurité, surveillance de la structure elle-même par de nombreux capteurs..).
    Les ciments ne cessent d'être améliorés. On y intègre des poudres ultrafines pour améliorer le remplissage des bulles, mais aussi des fibres pour qu'il soit moins cassant. On travaille aussi sur son armature métallique qui rouille sous l'effet d'infiltrations ou de réactions chimiques. Utile pour couvrir les grande portées, comme à Roissy. Il peut être recouvert d'une peau (un film) généralement très coûteux qui permet de réduire encore l'épaisseur.

    Les nouveaux défis ne sont atteints que par la densification du béton, avec augmentation de résistance par incorporation de fibres. Et si l'on peut désormais se dispenser de le vibrer (ça le densifie), il doit être suffisamment fluide pour pouvoir être pompé à huit cents mètres de hauteur, l'actuel record pour une tour !!  car on ne le monte pas dans des sceaux .. on imagine la pression, sachant qu'une colonne d'eau de 10 mètres de haut exerce à sa base une pression de 1 kg par cm carré, soit 80 kg de pression au sol, si c'était de l'eau ;  mais c'est du béton (avec des cailloux), et la friction des tuyaux s'y ajoute, donc encore bien plus !

    (voir Architecture 3 )



    Constructions "à l'ancienne". Reportage sur la construction d'un boutre, imposant bateau marchand de près de 50 mètres. La construction est entièrement exécutée à la main, sans aucune machine ni outillage électrique. Tout a été élevé par palans et cabestans manuels. Je crois que la seule exception a concerné les mâts qui étaient industriels (pour gagner en poids). Tout le bateau, avec ses équipements et aménagements complexes sont ainsi réalisés sur les différents ponts. Le journaliste demande alors à voir les plans. On lui monte une maquette en bois plein, de 15 cm de long composée de trois plaques de bois taillé qui, superposées l'une sur l'autre sans accrochage, sont censées représenter le bateau. Que faire avec ça ?  On lui répond, notre bateau est là, cela nous suffit. Un ancien supervise l'ensemble pour quelque problème à résoudre. Les ouvriers travaillent comme les fourmis d'une fourmilière où chacun sait ce qu'il a à faire. Et ce boutre est maintenant fini. Sans aucun plans ni la moindre esquisse sur un bout de papier. Bien des gens l'affirment, nos cathédrales n'avaient pas d'architectes, et encore moins d'ingénieurs pour les assister, sans lesquels un architecte moderne ne ferait rien. Seule l'immense et extraordinaire compétence d'ouvriers formés par l'expérience, appuyés sans doute par les meilleurs d'entre eux sous les conseils d'un ancien, permet 'aboutir à pareil résultat.  C'est quelque chose qui nous échappe totalement car on a besoin d'un nom, d'une sommité censée tout concevoir et tout résoudre, les autres n'étant que de simples exécutants.

    Bambou. le bambou peut  pousser plus d'un mètre par jour. Avec le temps, il se charge en silicium et devient suffisamment dur pour acquérir une résistance et une flexibilité supérieure à l'acier. Il use même les lames. Edison en a tiré le premier filament à incandescence (silice et carbone).

    En Chine, on monte toujours immmeubles et gratte-ciel avec des échafaudages de bambous liés. Jusqu'à 421 mètres pour Jin Mai Tower ! Pour le grandes hauteurs, des structures métalliques "encadrent" et rigidifient le tout. La technique, complexe, requiert une expertise certaine.

    j'ai vu construire ainsi un grand immeuble à HongKong, au ras d'une grande artère, sans couper la circulation sur le trottoir ! la structure était plus légère que celle-ci, qui doit répondre à d'autres normes de sécurité.

    Le bambou est lié et non cloué car il se fend.

    Au laos, une maison montée en trois mois par trois hommes dure un demi siècle !



    Cathédrale gothique et ses "croisées d'ogive", un travail particulièrement complexe en raison des raccords de multiples surfaces courbes.

    Les toits ou plafonds de pierres posent un grave problème technique, en raison de leur poids, mais surtout par la poussée latérale extérieure qui s'exerce sur les murs : Pour résister, les édifices romans ont de gros murs épais, de petites et rares ouvertures et des renforts par murets en arête. L'art gothique, à partir du 11 me siècle, qui laisse entrer la lumière par de nombreuses et larges ouvertures, fait surtout appel aux jambages et autres arceaux complexes (arcs-boutants) ; ils sont en grand nombre, mais découpés et sculptés, ils font partie du décors.
    Pour empêcher ses murs d'être écartelés, Notre Dame de Paris nous en offre de superbes et ce n'est pas du décor.

    Avec un plafond de pierres en voûte, sans qu'aucune poutre transversale ne s'appuie sur les murs, le poids du toit repousse les murs vers l'extérieur. Voir aussi les cathédrales (important complément d'histoire et de techniques) et Physique, la coupole.


    La mosquée bleue, Istanbul.hibis

    Les Mosquées sont entourées d'espaces plus petits et plus bas, couverts également de coupoles, ou demi coupoles, qui "épaulent" les murs de la salle centrale. Ste Sophie relève du même principe et l'on peut dire que les arcs-boutants de nos cathédrales sont ici placé à l'intérieur pour agrandir l'espace utile. (interprétation personnelle)


    Roman et gothique. De 1050 à 1350, on a construit en France, 80 cathédrales, 500 grandes églises et quelques dizaine de milliers d'églises paroissiales. Des qualités de pierres différentes étaient retenues selon leur emplacement et leur fonction. Une église Gothique requiert deux fois moins de pierres, en volume, qu'une même cathédrale romane.

    La voûte en berceau du style roman (romain/ grec) est très lourde et nécessite des murs très épais, renforcés d'importants contreforts, car le poids des pierres de la voûte en poussant celle-ci vers le bas par la pesanteur, allonge son arc et de ce fait écarte les murs en haut (voir les pointillés qui simulent le déplacement) ;  seuls le poids des murs et des contreforts permettent de s'opposer à ces forces : les ouvertures sont donc peu nombreuses et petites car il ne faut introduire aucune fragilité (les hublots d'avion sont petits et ronds pour ne pas fragiliser la structure) ; hauteur et largeur sont limitées.


     

    L’architecture gothique apporte l’arc brisé (pointu au sommet et non rond); reposant sur des groupes de forts piliers (4, 6 ..), qui remplacent les murs de soutènement. Ces arcs se raccordent au sommet sur une pierre dite clef de voûte. Ce module de base se répète ensuite tout au long de la nef, créant des travées (modules) indépendantes qui n'interfèrent pas sur les autres en cas d'accident ; c'est génial et révolutionnaire. Le gothique crée également l’arc-boutant, qui prend appui lui-même sur un fort pilier, dit de culée, lequel est surmonté d'une flèche ou tourelle (pinacle) afin de l'alourdir (et non pour l’esthétique, bien qu’ils soient tout de même travaillés).

    C’est une architecture très complexe dans le raccordement des formes, très audacieuse, inventive et contemporaine, comparable à nos constructions modernes si l’acier et le béton avaient été connus. Car une cathédrale gothique est un squelette formé d’une multitude de piliers supportant de très nombreux arcs de pierre (croisées d’ogives), le tout étant renforcé par des jambages extérieurs (arcs-boutants) qui contrebuteront la poussée s’exerçant vers l’extérieur, cette poussée provenant des arcs de pierres du sommet entre lesquels seront posées les pierres de la voûte. Il faut y ajouter tout un ferraillage d’agrafes et tenons entre les arcs (notamment pour les rosaces), et des lourdes ceintures en fer de Tolède qui relient les piliers entre eux (Reims, Amiens et toutes les grandes); du plomb coulé assure la cohésion du fer avec la pierre. Le reste ne serait que remplissage si les murs n’avaient pas également un rôle de blocage de l’ensemble, sans omettre les ailes du transept (en forme en croix), ni la façade, qui apportaient également de la rigidité.

    les arcs brisés de l'architecture gothique impliquent permettent l'allégement du poids des pierres de la voûte, l'accroissement de la largeur et la hauteur, le tout autorisant la découpe de grandes ouvertures dans des murs amincis.

    Mais les efforts demeurent les mêmes que pour les voûtes romanes (dessin de gauche) et piliers et murs sont poussés vers l'extérieur pour les mêmes raisons.
    Au début, avant l'invention de l'arc-boutant extérieur, on construisait de lourdes galeries à l'intérieur qui "retenaient" en quelque sorte les piliers et les murs. Des contreforts extérieurs complètent l'action de ce dispositif. (partie gauche du dessin ci-dessous).

    Après l'invention de l'arc-boutant extérieur, on supprime les galeries

    Malgré l'allègement des murs et de la voûte du plafond (*) , l’effort exercé par la voûte est telle que les piliers et les murs s’écartent sensiblement de la verticale (vers l’extérieur), faisant une sorte de petit gonflement visible vers le haut si l’on peut trouver un repère vertical à proximité, comme les tuyaux d’orgues par exemple, ou le fil d’un lustre. Heureusement, l’ossature d’un tel édifice possède une étonnante élasticité (relative bien sûr, de quelques centimètres).

    (*) c'est évidemment tout relatif car il s'agit tout de même de grandes quantités de pierres qui pèsent encore très lourd ; il est dit que la seule pierre de clef de voûte peur peser de 400 à 600 kilos !

    Les bâtisseurs et l'élévation. L’évêque est le maître d’ouvrage et choisit le bâtisseur. Pour monter les voûtes, on construit d’immenses formes de bois jusqu’à hauteur (les cintres) et l’on pose les pierres ; on retire ensuite le cintre et ça tient tout seul. Enfin, pas toujours. A la fin du XIII me siècle, les forêts avaient souffert de ces énormes prélèvements pour le de bois de quelques monticules. On intallait également d'immenss plans inclinés de terre, cela depuis les temples égyptiens dont il subsiste quelques monticules. Un dessin représente ce plan incliné devant Notre dame de Paris, donc à l'emplacement du parvis, car il fallait disposer d'une une grande longueur.

     




    Double coupole octogonale pour la cathédrale de Florence. Achevée en 1436, la coupole a failli ne jamais être construite tant ses dimensions étaient exceptionnelles : près de 50 mètres de diamètre et de hauteur.

    L'architecte Brunelleschi a conçu deux coupoles distinctes.
    Ces deux coupoles de brique sont reliées entre elles par des poutres et des murets; le diamètre intérieur de la  première coupole est de 45 mètres et son épaisseur de 0,70 m. entre les deux, couloirs et escaliers pour aller au. sommet. L'épaisseur de la coupole extérieure, porteuse, est  de 2,25 m, et l'épaisseur totale de 10 mètres. Poids total,: 25.000 tonnes !
    (TV FR3)

     

    L'ensemble est ventilé et éclairé : à droite, en blanc, la lumière entre par une ouverture pratiquée dans les 2,25 m d'épaisseur.

    On circule entre les deux coupoles dont on constate la pente ici, par rapport au passage presque vertical du fond, en noir (vue déformée). Il reste en effet un espace de 10m - (0,70+2,25)  = 62, 25 cm

     
    Des poutres et des murets assurent la rigidité des deux parois rendues ainsi  solidaires. On aperçoit ici une des poutres transversales de châtaignier qui lie les parois.

    elle-même
    Le viaduc de Millau paraît être essentiellement constitué de béton. C'est assez vrai pour le piles qui travaillent à la compression, mais le tablier lui-même est en fait une structure creuse, fortement charpentée par un trellis de poutrelles métalliques, où l'on peut cheminer à plusieurs pour l'inspection ! des structures qui ne sont plus peintes, (gain de poids et réduction de coût), mais ventilées par un air à l'humidité contrôlée. La technologie des ponts et viaduc s'apparente parfois à celle des tunnels: on part de chaque côté pour se rejoindre au milieu, des machines d'extrémité construisant le pont en s'appuyant sur le tronçon précédent !


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