Le pont Samuel de Champlain brille en beauté et durabilité
Par Kirk Stelsel, CAE
Le remplacement d’un pont requiert non seulement une compréhension profonde des défis courants et futurs mais aussi une planification rigoureuse et une exécution coordonnée. D’autres facteurs comme les impacts environnementaux, les plans d’intervention pour minimiser les entraves à la circulation, les campagnes de soutien axées sur le public, les modèles de financement et la sélection de partenaires appropriés jouent également un important rôle.
Plus le projet est important, plus ces considérations deviennent complexes. Ainsi, lorsque l’on projette construire un pont de 2.4 milliards $ qui vient remplacer l’une des traversées les plus achalandées en Amérique du nord où plus de 50 millions de véhicules y circulent par année, les enjeux atteignent alors de nouveaux sommets.
Parmi les plus importantes considérations du nouveau pont Samuel de Champlain – une traversée de 3.4 kilomètres (2.1 miles) au-dessus du fleuve Saint-Laurent qui sert de lien majeur entre le Canada et les États-Unis et de porte principale menant à la ville de Montréal – échéancier de construction, esthétique et durée de vie étaient certes en tête de liste. Concevoir et construire un pont d’une telle envergure qui viendra mettre en valeur une ville qu’elle desservira et ce pour une durée de vie utile prévue de 125 ans n’est pas une tâche facile. Mais lorsqu’on considère le faire en seulement 42 mois vu l’état délabré du pont existant, le défi vient de prendre une toute nouvelle ampleur.
« Pour une mégastructure comme celle-ci, même si vous vous trouvez dans un climat propice, un tel échéancier aurait été considéré comme étant très agressif », mentionne Marwan Nader, vice-président sénior chez T.Y. Lin International Group et ingénieur en charge du pont. « Lorsque vous venez à Montréal, il vous faudra faire face à plusieurs mois d’hiver qui compromettront et réduiront le temps effectif de construction. Cela, jusqu’à un certain point, était la préoccupation principale de l’équipe de conception-construction lorsque nous envisagions les moyens et les méthodes de construction ».
T.Y. Lin International Group fait partie du consortium Le Groupe Signature sur le Saint-Laurent (SSL) qui avait été mandaté de réaliser l’ensemble du projet en partenariat public-privé avec Infrastructure Canada. Un des éléments du plan reposait sur la capacité d’une grue conventionnelle à lever des segments de pont afin de minimiser le travail en chantier et accélérer la cadence d’exécution. De plus, les équipes de construction travaillèrent en parallèle à compléter trois sections distinctes du pont: l’approche côté ouest, la partie suspendue du pont, et l’approche côté est.
Le béton préfabriqué apporte des solutions
L’équipe décida de faire appel à des produits de béton préfabriqué variés pour accélérer l’échéancier de construction. Par exemple, l’emploi du béton préfabriqué pour la construction des sections principales des piliers d’appui per- mit d’éviter de faire face aux problèmes associés au béton coulé en chantier et rendit plus facile la construction par temps difficile tout en assurant la qualité du produit fini.
« La préfabrication en usine dans un milieu protégé permet un bien plus grand contrôle de la qualité et de la précision des pièces qui seront superposées les unes au-dessus des autres selon le procédé de « match casting » souligne Nader.
Les portions inférieures des piliers au niveau des approches est et ouest ainsi qu’au niveau de la tour à haubans inclinée supportant la portée principale ont été construites à partir de segments de béton préfabriqué superposés comme des « legos » selon l’approche mieux connue de « match casting ». Ces segments de béton préfabriqué s’élèvent depuis la base jusqu’au niveau de la poutre transversale supérieure, laquelle a reçu le nom de « nœud papillon » en raison de sa forme très particulière. Les segments de pilier situés du côté ouest ont été posés sur des semelles de fondation gravitaires au-dessus desquelles reposent les segments de pilier de départ. Ces derniers ont dû être préfabriqués au chantier même dans une usine de béton temporaire en raison de leur grand poids.
En plus des piliers, les concepteurs ont également spécifié l’utilisation d’éléments de béton préfabriqué, notamment pour construire le tablier du pont ainsi que d’autres facettes du projet dans le but premier de réduire autant que possible le temps de construction.
« L’utilisation extensive du béton préfabriqué dans le cadre de ce projet repose essentiellement sur les faits que nous faisions face à un échéancier très serré, que le pont se devait d’être très durable, et qu’il devait être construit pendant les mois d’hiver très rigoureux de la région de Montréal » indique Guy Mailhot, ingénieur en chef chez Infrastructure Canada qui est le propriétaire du projet.
L’équipe de conception était préoccupée par deux points majeurs: l’abrasion par la glace à long terme des piliers du pont et l’effet corrosif du calcium de déglaçage pendant les mois d’hiver. Afin de faire face à ces défis, les concepteurs ont spécifié l’utilisation de béton de très haute résistance/haute performance dans la fabrication des segments de départ des piliers pour donner à ces pièces de béton préfabriqué une résistance inhérente à l’abrasion par la glace. Les pièces de béton préfabriqué ont également été déposées dans des chambres humides de mûrissement pour assurer leur durabilité à long terme.
Les quatre usines de la compagnie BPDL, manufacturier Québécois de béton préfabriqué, ont été responsables de la fabrication 315 segments de pilier, 44 segments de pylône, 9 636 dalles de tablier, 32 poutres caisson, 142 poutres, 6 170 mètres carrés (66 415 pieds carrés) de panneaux architecturaux, 495 panneaux destinés aux chambres électriques, ainsi que d’autres éléments de béton préfabriqué tels que des murs de soutènement, des tuyaux et autres.
« Puisque le projet a été réalisé selon l’approche conception/construction, notre équipe a dû démontrer beaucoup de flexibilité » souligne Robert Bouchard, pdg de BPDL. « Nous avions six dessinateurs travail- lant à temps plein pendant toute la durée du projet qui s’est échelonnée sur deux ans. Nous avons aussi été obligés de doubler notre équipe de travailleurs et tripler notre équipe responsable du transport – nous parlons ici de plus de 5 000 voyages sur une période d’un an et demi. »
Les équipes de construction posèrent les dalles du tablier à une cadence de 440 panneaux de béton préfabriqué par semaine et complétèrent les piliers inférieurs en 36 jours seule- ment. Les panneaux architecturaux ont servi à monter les murs aux formes très particulières des butées est et ouest, cette dernière ayant par ailleurs une largeur de 70 mètres (231 pieds).
Prix de durabilité
Le nouveau pont comprend deux chaussées de circulation à trois voies, une piste de circulation réservée aux piétons et cyclistes, et la capacité de recevoir un système de train léger.
Le projet s’est mérité le Prix Platine Envision – le plus grand honneur qui existe – émis par l’Institute for Sustainable Infrastructure. C’est le premier pont de grande échelle à recevoir un tel prix au Canada. Tout cela s’explique par sa durée de vie utile prévue de 125 ans, son système de drainage des eaux pluviales, l’achat de crédits de carbone pour compenser les émissions de gaz à effet de serre produites pendant la construction, l’utilisation de lumières de type DEL, le renvoi de seulement 1% des déchets de construction aux sites d’enfouissement, ainsi que par la restauration des marécages environnants pour compenser les effets des pertes d’habitat naturel sur le site du pont.
Un tel souci accordé à la durabilité devrait se valoir l’admiration des millions d’automobilistes, cyclistes et piétons qui y circulent sans compter de la sécurité, de la beauté et de la fonctionnalité que ce nouveau monument vient apporter à la ville de Montréal.
Le projet est un partenariat privé-public entre Infrastructure Canada et Signature sur le Saint-Laurent (SSL). Ce consortium est composé de: SNC-Lavalin, ACS Infrastructure Canada Inc., HOCHTIEF PPP Solutions North America, Inc., Dragados Canada, Inc., Flatiron Construction Canada Limited, MMM Group Limited, TY Lin International, Inter- national Bridge Technologies Canada Inc.
Propriétaire:
Infrastructure Canada
Architecte:
Arup Canada en collaboration avec Dissing+Weitling et Provencher Roy
Ingénieur:
Stantec and Ramboll
Béton Préfabriqué:
Bétons Préfabriqués du Lac Inc. (BPDL) et Patio Drummond
