216 - La construction accélérée des ponts : recherche et applications

Les premières tentatives d’accélérer la construction ont commencé avec la préfabrication des poutres en béton armé précontraint, en utilisant une technologie brevetée en 1928 et mise en application dans les années 1930 sur un pont routier. La démocratisation de cette méthode de construction a été établie et répandue en Europe et en Amérique de Nord après la Deuxième Guerre mondiale. Une méthode de construction accélérée des tabliers des ponts par encorbellement permettant de construire le tablier d’un pont en plusieurs voussoirs préfabriqués hors site et assemblés sur le site du pont, a été développée en Allemagne et a été implémentée pour la première fois en Amérique du Nord au Québec en 1964. La même méthode de construction a été utilisée lors de la construction du stade olympique du Montréal au Québec et a permis d’achever le stade à temps pour les jeux Olympiques en 1976 malgré la grève prolongée qui a arrêté le chantier durant une longue période de l’année 1975. La présentation va passer en revue les différentes étapes de développement des méthodes de construction de la superstructure des ponts avec les leçons apprises de la construction accélérée ainsi que la performance à long terme des ponts construits avec les méthodes accélérées. 

Dans le contexte actuel de la construction accélérée des ponts, la planification précise et efficace est cruciale pour garantir le respect des délais et des budgets tout en maintenant des standards de qualité élevés. Cette présentation explore l'utilisation des modélisations linéaires et synoptiques associées au space planning pour améliorer le processus de planification dans les projets de construction de ponts. En liant efficacement l'approvisionnement en matériaux aux lignes de production, ces approches permettent une gestion optimale des ressources et l'anticipation des contraintes potentielles. La présentation mettra en lumière comment ces techniques avancées de planification facilitent une prise de décision éclairée, en fournissant des analyses de scénarios robustes qui permettent d'identifier et d'évaluer les risques en amont. En intégrant ces modélisations visuelles dans le processus décisionnel, les gestionnaires de projets peuvent non seulement minimiser les retards et les surcoûts, mais aussi maximiser l'efficacité opérationnelle et la sécurité du chantier. Les participants découvriront une étude de cas spécifique qui illustre l'application concrète de ces méthodes, ainsi que les bénéfices tangibles obtenus en termes de résultats de projet. En conclusion, cette séance mettra en avant les meilleures pratiques et les outils de planification innovants qui permettent de relever les défis actuels de la construction rapide et fiable des infrastructures de transport.

Le Québec fait face à des enjeux environnementaux ainsi qu’à des enjeux de mobilité sans précédent. Ceci, additionné à la réalité de notre climat qui limite grandement la période propice à la réalisation des chantiers routiers. Ces défis nous forcent à innover et à trouver des moyens de raccourcir la durée des travaux afin de remplir notre mission. La construction accélérée de pont répond à ces enjeux en réduisant les impacts sur les usagers et le milieu, assurant ainsi une meilleure fluidité, une plus grande sécurité pour les usagers et les travailleurs, ainsi qu’une réduction des impacts environnementaux liés à la congestion routière (GES).

Par le biais de cette présentation, le Ministère des Transports et de la Mobilité Durable exposera comment il a implanté la construction accélérée de ponts dans ses pratiques. La présentation abordera les sujets tels que les principes directeurs qui ont guidé l’orientation de la démarche, les étapes nécessaires à l’implantation de l’ABC (Accelerated Brigde Construction) de même que les outils qui ont été développés pour supporter cette initiative.

Il sera notamment question du Guide de réalisation de projets ABC qui a été élaboré par le Ministère et qui regroupe une panoplie d’informations relatives à la planification, à la préparation et à la mise en œuvre de projets de construction accélérée de ponts.

Le nouveau pont Samuel-De Champlain, d'une longueur de 3,4 kilomètres, a été ouvert le premier juillet 2019. 

Utilisant l'approche ABC (« Accelerated Bridge Construction »), la préfabrication a permis de réaliser les semelles et les amorces des piles en parallèle, plutôt qu'en série. La préfabrication des éléments de fondation a également permis de réduire la quantité de travaux dans l'eau et d'accélérer la mise en place des fondations. D'autres éléments en béton, tels que la partie inférieure du pylône principale et les colonnes inclinées des piles ont été préfabriqués en modules et assemblés par post-tension. La superstructure a utilisé 9638 panneaux de dalles préfabriquées pour accélérer la construction du tablier. Les éléments en acier, notamment les chevêtres des piles et les poutres caissons, ont été préfabriqués dans plusieurs ateliers afin de raccourcir le calendrier de fabrication

En 2001 et 2002, le pont Jacques-Cartier à Montréal, a fait l'objet d'une reconstruction complète de son tablier. Avec plus de 60 000 m2 de tablier à remplacer, ce projet représentait à l'époque le plus grand projet de réhabilitation de pont jamais entrepris au Canada. La nécessité de remplacer le tablier armé détérioré sans perturber la circulation normale durant les périodes de pointe a conduit à mettre en œuvre une stratégie de remplacement par un système préfabriqué  en béton à haute performance précontraint par prétension et par post-tension, utilisant la technique dite ABC ("Accelerated Bridge Construction"). Cette approche a permis l'installation de 1680 panneaux de tablier préfabriqués, précontraints dans les deux sens, au cours de seulement deux saisons de construction. Ce projet a reçu en 2002 le prestigieux prix du Precast / Prestressed Concrete Institute (PCI) dans la catégorie de la meilleure réfection d’un pont.

Dans une perspective de développement durable, la Ville cherche à améliorer ses interventions par l'utilisation de matériaux innovants plus performants et par l'utilisation de méthodes de construction alternative plus rapide ou moins invasive pour l'environnement et la population.

Dans le cadre du remplacement du pont situé au croisement de la rue des Carrières et de l'avenue Christophe-Colomb, la Ville de Montréal a opté pour l'utilisation d'un mode de construction accéléré. 

Ce projet s'inscrit dans la continuité du programme de recherche dans lequel la Ville de Montréal contribue au financement depuis plus d'une décennie. Ce mandat permet une transition entre la phase expérimentale et l'intégration des résultats dans les plans et devis du projet de réfection du passage inférieur Christophe-Colomb/Des Carrières.

Pour ce projet, la Ville a demandé l'assistance de Polytechnique Montréal à travers monsieur Bruno Massicotte, professeur titulaire au département des Génies Civil, Géologique et des Mines, afin d'intégrer aux plans et devis pour construction, le résultat de plusieurs années de recherches portant sur l'utilisation de nouvelles techniques innovantes permettant de réaliser les travaux en mode accéléré. Un des aspects étudiés pour la construction de cet ouvrage est l'utilisation du béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP) pour réaliser la connexion entre les éléments de fondation (jonction entre la semelle et la pile centrale).