Quatre types de base de conception de ponts existent, selon le professeur Joseph MacDonnell de l’université de Fairfield : la poutre (également connue sous le nom de truss), l’arc, la suspension et le cantilever. Le ponton, un type de pont temporaire bien connu, est utilisé pour traverser des rivières et des plans d’eau ; le poids du pont est supporté par des structures flottantes appelées pontons. Les ponts pontons ont une longue histoire d’utilisation militaire ; Alexandre le Grand est réputé avoir traversé le fleuve Oxus en Asie centrale sur un pont construit à l’aide de pontons flottants improvisés à partir des tentes de ses soldats remplies de paille.
Ponts à poutres
Le pont à poutres, le type de pont le plus élémentaire, est constitué de poutres horizontales soutenues par des piliers verticaux. Le poids du pont est entièrement supporté par les piliers. En raison de leur simplicité, les ponts à poutres sont très courants ; par exemple, Andrea Gibson de l’Université de l’Ohio estime que 17 % des ponts de l’État de l’Ohio sont de ce type. En raison de leur structure, les ponts à poutres ne conviennent que pour de courtes distances et couvrent rarement des distances de plus de 250 pieds. Toutefois, les ingénieurs peuvent relier plusieurs travées entre elles pour créer des ponts plus longs. Le pont-jetée du lac Pontchartrain en Louisiane, le plus long pont au-dessus de l’eau au monde, est un exemple de pont à poutres. La longueur de 24 miles de la chaussée est composée de 2 243 travées séparées sur la voie en direction du sud et de 1 500 travées sur la voie en direction du nord.
Ponts en arc
Les ponts en arc sont probablement le plus ancien type de pont. Ils pouvaient être construits à la fois en pierre et en bois, et leur conception astucieuse transfère le poids du pont et de toute circulation sur celui-ci à des supports situés à chaque extrémité, que l’on appelle des culées. De nombreux ponts historiques sont de ce type, notamment le célèbre aqueduc du Pont du Gard, près de Nîmes, en France. Cette structure romaine à trois niveaux, vieille de plus de 2 000 ans, mesure 164 pieds de haut et couvre une distance de 300 mètres sur son niveau le plus élevé. L’UNESCO a désigné la structure comme site du patrimoine mondial en 2007.
Ponts suspendus
Les ponts suspendus supportent le poids via des paires de câbles qui relient des supports verticaux avec des ancrages à chaque extrémité, une conception qui permet au pont de couvrir des distances beaucoup plus grandes que les ponts à poutres ou à arches. Le pont suspendu le plus célèbre est sans doute le Golden Gate Bridge de San Francisco, long de 1,7 mile. Ce pont est une construction massive, pesant 887 000 tonnes, chaque ancrage pesant à lui seul 60 000 tonnes.
Ponts en porte-à-faux
Les ponts en porte-à-faux ont été rendus possibles par l’invention de la poutre articulée par l’ingénieur allemand Heinrich Gerber en 1866. Contrairement aux inventions précédentes, la nouvelle poutre était suffisamment solide pour supporter les contraintes liées au soutien d’un grand pont. Les ponts en porte-à-faux supportent leur poids grâce à des supports rigides situés à chaque extrémité. Gerber a supervisé la construction du premier pont cantilever du monde en Allemagne en 1887, mais l’exemple le plus célèbre est sans doute le pont ferroviaire de Forth en Écosse, qui a également été le premier exemple de construction d’un pont en acier. Ce pont de 1,5 mile de long est composé de trois doubles porte-à-faux reliés par des travées de poutres en acier de 345 pieds de long.