216 - La construction accélérée des ponts : recherche et applications

Communications orales 08 h 30 → 10 h 30

Session d’ouverture

• Communication orale 08 h 30
  La construction accélérée des ponts: historique de développement
  Munzer Hassan (ÉTS - École de technologie supérieure)

  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.

• Communication orale 09 h 00
  Optimisation de la Planification dans la Construction Accélérée des Ponts : Modélisations et Applications Pratiques
  Adel Francis (ÉTS - École de technologie supérieure)

  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.

• Communication orale 09 h 30
  L’ABC au Ministère des Transports et de la Mobilité Durable : le passé et l’avenir
  Nicolas Fauchon (Ministère des Transports et de la mobilité durable)

  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.

• Communication orale 09 h 45
  L’ABC au Ministère des Transports et de la Mobilité Durable : le passé et l’avenir
  Etienne Gill-Lachance (Ministère des Transports et de la mobilité durable)

  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.

Communications orales 10 h 30 → 12 h 00

Session 2

• Communication orale 10 h 30
  La réalisation du pont Samuel-De Champlain en mode accéléré ("ABC")
  Guy Mailhot (Les Ponts Jacques Cartier et Champlain Incorporée)

  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

• Communication orale 11 h 00
  Le remplacement du tablier du pont Jacques-Cartier en mode accéléré ("ABC")
  Guy Mailhot (Les Ponts Jacques Cartier et Champlain Incorporée)

  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.

• Communication orale 11 h 30
  Reconstruction et réfection des structures du passage inférieur Christophe-Colomb/ Des Carrières
  Oumar Demba Ba (Ponts et Tunnels)

  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).

Dîner 12 h 00 → 13 h 30

Dîner

Communications orales 13 h 30 → 15 h 30

Session 3

• Communication orale 13 h 30
  Projet de remplacement des dalles du pont Laviolette
  Philippe Lapalme (CIMA+), Jean-François Masse (CIMA+)

  Le pont Laviolette est un ouvrage névralgique du réseau autoroutier québécois, étant le seul lien interrives localisé entre Montréal et Québec. De son importance économique et son indice patrimonial élevé, cet ouvrage est régulièrement sujet de travaux d’entretien afin d’assurer sa durabilité ainsi que la sécurité des usagers. Les travaux de remplacement de la dalle des parties cantilevers et centrale du pont, en réalisation depuis 2023, s’inscrivent dans le programme de maintien d’actifs du pont Laviolette.

  Lors de la conception du projet, les techniques de construction ABC ont été ciblées afin de limiter au maximum les impacts des travaux sur les usagers de la route. Effectivement, aucune fermeture complète du pont n’est prévue durant l’ensemble des travaux. De plus, aucune entrave de voie n’est permise durant les périodes de pointe. La conception du projet a nécessité une réflexion sur les méthodes de construction, l’uniformisation des éléments préfabriqués, la capacité et la stabilité des éléments du tablier durant les travaux ainsi que les tolérances de construction dans le but d’optimiser les bénéfices de la préfabrication du tablier. De plus, la préfabrication de panneaux prototype ainsi que l’exécution d’une simulation des travaux d’installation à l’extérieur du pont ont été exigées afin d’assurer la qualité des travaux.

  L’historique du pont, les objectifs et contraintes du projet ainsi que les solutions déployées sont discutés dans le cadre de cette présentation

• Communication orale 13 h 45
  Projet de remplacement des dalles du pont Laviolette (suite)
  Melissa Barriere (EXP), Maxime Pinard (Les Services exp inc.), Claudine Sévigny-Vallières (EXP)

  Le pont Laviolette est un ouvrage névralgique du réseau autoroutier québécois, étant le seul lien interrives localisé entre Montréal et Québec. De son importance économique et son indice patrimonial élevé, cet ouvrage est régulièrement sujet de travaux d’entretien afin d’assurer sa durabilité ainsi que la sécurité des usagers. Les travaux de remplacement de la dalle des parties cantilevers et centrale du pont, en réalisation depuis 2023, s’inscrivent dans le programme de maintien d’actifs du pont Laviolette.

  Lors de la conception du projet, les techniques de construction ABC ont été ciblées afin de limiter au maximum les impacts des travaux sur les usagers de la route. Effectivement, aucune fermeture complète du pont n’est prévue durant l’ensemble des travaux. De plus, aucune entrave de voie n’est permise durant les périodes de pointe. La conception du projet a nécessité une réflexion sur les méthodes de construction, l’uniformisation des éléments préfabriqués, la capacité et la stabilité des éléments du tablier durant les travaux ainsi que les tolérances de construction dans le but d’optimiser les bénéfices de la préfabrication du tablier. De plus, la préfabrication de panneaux prototype ainsi que l’exécution d’une simulation des travaux d’installation à l’extérieur du pont ont été exigées afin d’assurer la qualité des travaux.

  L’historique du pont, les objectifs et contraintes du projet ainsi que les solutions déployées sont discutés dans le cadre de cette présentation

• Communication orale 14 h 00
  Prolongement de l’Autoroute 19: Pont lancé à section variable de type arc en acier
  Issam Bekkali (IBS INGÉNIERIE INC)

  Le projet de lancement du pont sur l'A19 marque une avancée technique inédite dans un domaine où les méthodes de lancement sont employées depuis des siècles. Cependant, la technique utilisée pour le lancement de l'A19, n'a jamais été mise en œuvre auparavant dans le monde, vise à minimiser l'empreinte environnementale, tout en optimisant le temps de productivité et en réduisant les efforts de friction lors du lancement et sans endommager la peinture de la semelle inférieure.

  L'objectif du projet était de réaliser des améliorations sans apporter de modifications significatives à la structure de base telle que prévue pour la construction. L'innovation principale réside dans la conception de chaises de type balançoire télescopique, installées aux piliers et à la culée, permettant d'adapter les hauteurs variables de la structure aux appuis. En plus, pour maximiser la productivité, l'assemblage de plusieurs travées sur terre a été réalisé sur un pad de lancement, permettant ainsi de lancer une travée par jour.

• Communication orale 14 h 30
  Construction Accélérée des Piles de Ponts
  Munzer Hassan (ÉTS - École de technologie supérieure), Mohammadreza Kenarkoohi (École de Technologie Supérieure), Sahar Mokhtari (École de Technologie Supérieure)

  La construction accélérée de ponts (ABC) a suscité un intérêt croissant ces dernières années, en tant qu’approche innovante visant à améliorer l’efficacité de la construction des ponts. En utilisant des composants préfabriqués et des techniques de construction avancées, l’ABC réduit le travail sur site, limite les perturbations du trafic et optimise la réalisation des projets. Les piles de pont, en tant qu’éléments porteurs principaux, doivent supporter les charges permanentes et d’exploitation tout en garantissant une résilience structurelle face aux forces sismiques. Divers systèmes ABC ont été développés afin d’optimiser la construction des piles de pont. Cette présentation propose un examen approfondi des éléments et systèmes préfabriqués utilisés dans les méthodes ABC, en mettant l’accent sur les connexions des piles et leur performance en zone sismique. Différentes techniques de connexion seront présentées, en soulignant leur comportement structurel, leur faisabilité et leur durabilité. Une analyse des recherches récentes sur l’application de l’ABC aux piles de pont sera présentée, mettant en évidence les avantages et les limites des différentes connexions. De plus, les lacunes de connaissance et les axes potentiels de recherche future seront identifiés afin d’améliorer davantage les techniques ABC. Cette présentation vise ainsi à fournir des perspectives sur le développement continu de méthodes de construction des piles de ponts plus efficaces et plus résilientes

• Communication orale 15 h 00
  Perspective de l’utilisation des piles rectangulaire de ponts en béton renforcé par profilé d’acier pour la construction accélérée
  Munzer Hassan (École de Technologie Supérieure), Mohammadreza Moradian (ÉTS - École de technologie supérieure)

  Cette présentation résume une étude visant à évaluer la performance sismique des piles rectangulaires mixtes acier-béton. La section mixte, consiste à utiliser une section de profilé d’acier au centre de la colonne, fournissant la section transversale requise en acier, tandis qu’une quantité minimale de barre d’armature est fournie tout autour du périmètre du béton et latéralement confinée par des étriers. La performance sismique de la section proposée est étudiée en profondeur afin de mieux comprendre le comportement non linéaire de la configuration de renforcement proposée lors d’un événement sismique. Plus précisément, la performance sismique des sections mixte acier béton a été comparée à celle de la section conventionnelle des piles de pont en béton armé conventionnelle. Un pont à deux travées avec une pile central composé de trois colonnes rectangulaires est considéré comme étude de cas. Un modèle 3D a été développé où les colonnes sont modélisées par des éléments de fibres pour étudier les niveaux des dommages et les ductilités. Des analyses non linéaires de poussée incrémentale ainsi que des analyses dynamiques temporelles non linéaires ont été réalisées sur des modèles de pont sous des composants bidirectionnels simultanés des enregistrements sismiques du sol, calibrés selon le spectre de de 6e génération du code canadien pour la ville de Montréal. Les résultats se concentrent sur les niveaux des dommages et la ductilité dans les sections critiques des colonnes.