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Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR, élève-ingénieur de 5ème année
INSA de Strasbourg - Spécialité GENIE CIVIL
Bétonnage des glissières en béton armé sur pont par la méthode du coffrage coulissant
Bétonnage des tabliers de pont en béton armé sans recouvrement en asphalte
Enseignant superviseur : Mr. GHENAIM Abdellah
Tuteur Entreprise : Mr. Pascal BESSETE – Gérant des opérations de béton
Septembre 2014
Rédaction de rapports au Ministère des Transport du Québec
pour faire approuver les méthodes suivantes
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 2 Rédaction de rapports au MTQ
RÉSUMÉ
Dans le cadre du projet géant de reconstruction de l’échangeur Turcot à Montréal, Demix
Construction souhaite utiliser des techniques de construction innovatrices ayant fait leurs preuves
dans d’autres régions du monde telles que le bétonnage de glissières en béton armé sur pont par la
méthode du coffrage coulissant. Mon travail s’est articulé autour de la rédaction d’un rapport
complet dans le but de faire approuver cette méthode au Ministère des Transports du Québec. Une
estimation comparative des coûts et durées de bétonnage montre tout l’intérêt de l’utilisation de
cette méthode qui présente des rendements très satisfaisants. Le retour d’expérience sur l’emploi de
cette méthode aux États-Unis ont permis de proposer une méthode adaptée. Celle-ci assure une
bonne mise en œuvre de la construction ainsi que sa conformité aux exigences ministérielles
québécoises et aux contraintes du projet et ce, grâce à la détermination des conditions idéales de
bétonnage, à la recherche d’une formule optimale de béton et à un choix judicieux des techniques de
construction. Aussi, ce Projet de Fin d’Étude inclue un travail de recherche facultatif qui concerne la
rédaction d’un rapport d’étude sur le bétonnage de tablier de pont en béton exposé. Une démarche
similaire a été entreprise pour sa réalisation.
ABSTRACT
As part of the giant Turcot interchange project in Montreal, Demix Construction wishes to use
innovative building techniques proven in other parts of the world such as the method of slipforming
reinforced concrete barriers over bridges. My work consists on writing a research report in order to
approve this method to the MTQ (Ministry of Transportation of Quebec). A comparative estimate
of the costs and terms of construction demonstrates the advantage of using this method. The
feedback on its use in the United States has helped to provide a suitable method which ensures
proper implementation of the construction as well as its compliance with the Quebec ministry
requirements and constraints of the project, thanks to the determination of the ideal conditions of
concreting, of an optimum concrete mix and a careful choice of construction techniques. Also, this
PFE includes an optional research work corresponding to the preparation of a study report on the
construction of reinforced concrete bridge decks without asphalt overlay.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 3 Rédaction de rapports au MTQ
REMERCIEMENTS
Tout d’abord, je remercie fort Monsieur Pierre-André MATTON, le précédent Directeur Général de
Demix Construction, ainsi que Monsieur Carl HUDON, le nouveau Directeur Général, de m’avoir
fait confiance et de m’avoir fourni cette opportunité unique de pouvoir réaliser mon Projet de Fin
d’Étude dans une entreprise alliant grande renommée et attachement aux valeurs sociales.
Toute ma gratitude va également à l’endroit de Monsieur Daniel POULIOT, Directeur des projets
spéciaux, et Madame Louise MALTAIS, Ingénieur (projets spéciaux), de m’avoir aidé à choisir un
sujet très intéressant.
Quant à mon tuteur de projet Monsieur Pascal BESSETTE, je ne saurai le remercier assez pour
l’effort et l’attention dont il a fait preuve et à même d’offrir de bonnes conditions de réalisation de
ce travail et pour son soutien et son aide si précieuse.
Faute de pouvoir allonger davantage la liste des aimables contributeurs, mille mercis à tous ceux qui
ont participé directement ou indirectement à l’accomplissement de ce projet, et parmi eux je cite :
Monsieur Jean-François COTE, Monsieur Luc LECOMTE, Madame Chantal GIROUX, Monsieur
Agaton OBA-BUYA, Monsieur Laurent BERNIER ST-PIERRE et Monsieur Yan BOUCHER.
J’exprime aussi mes salutations distinguées à Monsieur Denis THÉBEAU du MTQ ainsi qu’à
Monsieur Guillaume LEMIEUX de l’Association Canadienne du Ciment qui ont répondu
amplement à mes questions.
Je tiens aussi à remercie fort mon professeur superviseur à l’INSA de Strasbourg Monsieur Abdellah
GHENAIM pour la qualité de son suivi aussi ponctuel qu’efficient ainsi que toute l’équipe
pédagogique de Génie Civil qui a persévéré pour nous mener vers la réussite.
J’exprime mes salutations distinguées à toute l’équipe de Demix Construction qui m’a accueilli les
bras ouverts, qui m’a encadré tout au long du stage, et qui m’a offert un climat de travail très
agréable.
Je tiens aussi à saluer mes camarades de classes avec lesquels j’ai passé de belles années d’études et
leur souhaite plein succès dans leur vie professionnelle.
Pour clore, j’exprime mes plus hautes considérations aux personnes les plus chères que sont mes
parents, mon frère et ma petite sœur. Je suis fort reconnaissant de tout l’effort qu’ils ont déployé à
mon endroit depuis toujours et ce, en me soutenant moralement et matériellement dans les
moments de force comme dans les moments de faiblesse, en veillant jour et nuit à m’éduquer
proprement et à me fournir toutes les conditions de confort. Sans leur soutien indéfectible, je n’aurai
pas eu cette opportunité de poursuivre mes études en France, et particulièrement à l’INSA. Ce
groupe pionnier dans l’ingénierie que j’ai toujours souhaité rejoindre, conscient de la haute
compétence, des sacrifices matériels et de la force de caractère que cette digne intégration requiert.
Toutes et tous, je vous remercie du fond du cœur et vous souhaite une longue vie faite de bonheur,
de réussite et, plus important, de bonne santé.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 4 Rédaction de rapports au MTQ
TABLE DES MATIÈRES
RÉSUMÉ................................................................................................................................................................ 2
REMERCIEMENTS................................................................................................................................................ 3
TABLE DES MATIÈRES ....................................................................................................................................... 4
LISTE DES FIGURES ............................................................................................................................................ 6
LISTE DES TABLEAUX ......................................................................................................................................... 8
INTRODUCTION ......................................................................................................................... 9
PARTIE 1 : PRÉSENTATION DU PROJET DE FIN D’ÉTUDE ........................................................ 10
1.1. Présentation de l’entreprise ................................................................................................................ 10
1.1.1. Holcim Canada ............................................................................................................................ 10
1.1.2. Demix Construction ................................................................................................................... 10
1.2. Le Projet Turcot .................................................................................................................................. 11
1.3. Le Projet de Fin Étude ....................................................................................................................... 12
PARTIE 2 : BÉTONNAGE DES GLISSIÈRES EN BÉTON ARMÉ DE PONT PAR LA MÉTHODE DU
COFFRAGE COULISSANT ............................................................................................................ 13
2.1. Les chantiers de glissières moulées en béton armé au Québec .................................................... 13
2.1.1. Chantier Q1 : Pont Madeleine-Parent – Autoroute 30 (2009 à 2012) ................................. 13
2.2. Les chantiers de glissières moulées en béton armé hors Québec ................................................ 16
2.2.1. Chantier M1 : Pont commémoratif Bill Emerson, États-Unis (1996 à 2003) .................... 16
2.2.2. Chantier M2 : Pont sur la rivière d’Iowa, U.S. 20, États-Unis (2000 à 2003) ..................... 20
2.2.3. Chantier M3 : Pont Jean Jacques Audubon, États-Unis (2006 à 2011) ............................... 23
2.2.4. Chantier M4 : Pont de la Confédération (1993 à 1997) ......................................................... 25
2.2.5. Chantier M5 : Viaduc de Millau, France (2001-2004) ............................................................ 27
2.2.6. Chantier M6 : Route Départementale 17 en Hautes-Alpes, France (2011) ........................ 30
2.3. Étude comparative sur l’état actuel au Québec avec coffrage fixe .............................................. 34
2.3.1. Étude comparative des coûts et durées de réalisation ........................................................... 34
a) Hypothèses considérées ............................................................................................................... 34
b) Estimation des coûts de bétonnage par coffrage fixe ............................................................. 35
c) Estimation des coûts de bétonnage par coffrage coulissant ................................................... 36
d) Synthèse ......................................................................................................................................... 38
2.3.2. Étude comparative sur la performance à long terme ............................................................. 39
a) Rencontre informative de GOMACO ....................................................................................... 39
b) Études des Département de Transports américains ................................................................ 39
c) Bilan ................................................................................................................................................ 40
2.4. La méthode choisie de bétonnage par coffrage coulissant ........................................................... 41
2.4.1. Des solutions proposées pour contrer la détérioration rapide des glissières ...................... 41
a) Rencontre Informative de Gomaco .............................................................................................. 41
b) Le Département de Transport de l’Illinois ............................................................................... 41
2.4.2. Les paramètres déterminants pour la performance à long terme ......................................... 42
2.4.3. Choix de la méthode de bétonnage .......................................................................................... 43
a) Conditions climatiques ................................................................................................................. 43
a.1) Conditions nécessaires pour le bétonnage des glissières ...................................................... 43
b) Enrobage des Armatures ............................................................................................................. 44
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 5 Rédaction de rapports au MTQ
c) Le béton.......................................................................................................................................... 44
d) Techniques de construction ........................................................................................................ 46
2.5. Étude de rentabilité de la méthode choisie par rapport au coffrage fixe .................................... 52
2.5.1. Phasage du bétonnage de glissières sur pont avec la méthode choisie ................................ 52
2.5.2. Estimatif des coûts de bétonnage des glissières armées ........................................................ 54
a) Méthode de coffrage fixe ............................................................................................................. 55
b) Méthode de coffrage coulissant choisie .................................................................................... 55
c) Synthèse .......................................................................................................................................... 57
PARTIE 3 : BÉTONNAGE DES TABLIERS DE PONTS EN BÉTON ARMÉ SANS RECOUVREMENT EN
ASPHALTE ................................................................................................................................. 58
3.1. Les chantiers ayant utilisé le bétonnage sans recouvrement aux Québec ................................... 58
3.2. Les chantiers ayant utilisé le bétonnage sans recouvrement hors Québec ................................. 61
3.2.1. Pont sur la route Laclede Station, St-Louis (États-Unis) ....................................................... 61
3.3. Étude comparative avec le bétonnage avec recouvrement en asphalte ...................................... 63
3.3.1. Hypothèses ................................................................................................................................... 63
3.3.2. Bétonnage avec recouvrement en asphalte .............................................................................. 64
3.3.3. Bétonnage sans recouvrement en asphalte .............................................................................. 67
3.3.4. Synthèse ........................................................................................................................................ 69
3.4. Méthode de bétonnage de tabliers sans recouvrement choisie .................................................... 70
3.4.1. Finition de la surface de roulement .......................................................................................... 70
a) Description de la méthode ........................................................................................................... 70
b) L’adhérence de la chaussée .......................................................................................................... 71
c) Le bruit de roulement ................................................................................................................... 72
3.4.2. Le béton ........................................................................................................................................ 74
a) Caractéristiques recherchées ........................................................................................................ 74
b) Estimation des proportions du mélange par la formule de Dreux-Gorisse ......................... 74
3.4.3. Techniques de construction ....................................................................................................... 76
CONCLUSION ........................................................................................................................... 77
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES ........................................................................................... 79
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 6 Rédaction de rapports au MTQ
LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Logo de Holcim ................................................................................................................................... 10 Figure 2 : Logo de Demix Construction ............................................................................................................... 10 Figure 3 : Vue Aérienne sur l’échangeur Turcot ................................................................................................... 11 Figure 4 : Pont Madeleine Parent ........................................................................................................................ 13 Figure 5 : Viaduc Madeleine Parent – deux ponts jumeaux (peinture des chaussées) ............................................. 13 Figure 6 : Lançage des poutres métalliques du pont Madeleine-Parent ................................................................... 14 Figure 7 : Ferraillage des glissières type 301 du pont Madeleine Parent ................................................................. 14 Figure 8 : Système de drainage pour évacuation des eaux pluviales ........................................................................ 15 Figure 9 : Transition des glissières à l’entrée du pont et reprise de bétonnage .......................................................... 15 Figure 10 : Vue sur le pont commémoratif Bill Emerson la nuit ........................................................................... 16 Figure 11 : Vue aérienne des deux ponts reliant le Missouri à l’Illinois en 2003 .................................................. 16 Figure 12 : Guidage à fil de l’extrudeuse sur le pont commémoratif Bill Emerson .................................................. 17 Figure 13 : Glissières à l’approche de l’Illinois ...................................................................................................... 17 Figure 14 : Glissière à l’approche du Missouri (partie haubanée du pont) .............................................................. 17 Figure 15 : Glissière d’extrémité du pont (partie Missouri) ................................................................................... 17 Figure 16 : Liaison entre glissières métalliques et glissières en béton de l’Illinois ..................................................... 18 Figure 17 : Liaison entre glissière médiane de l’Illinois et celle du Missouri ........................................................... 18 Figure 18 : Liaison entres glissières d’extrémité en béton et en métal ...................................................................... 18 Figure 19 : Alimentation en béton - Profil de la glissière à la sortie de l’extrudeuse................................................ 19 Figure 20 : Vue aérienne du Pont sur la rivière d’Iowa (phase d’aménagement) ..................................................... 20 Figure 21 : Lançage d’une poutre métallique sur les piliers du futur pont ............................................................... 20 Figure 22 : Prix de Reconnaissance Nationale pour la construction du pont .......................................................... 21 Figure 23 : Guidage par fil de la machine à coffrage coulissant et alimentation en béton ......................................... 21 Figure 24 : Entretien et finition des profils extrudés des parapets du pont U.S. 20 ............................................... 21 Figure 25 : Conduits intégrés à la barrière future du pont – coupleur d’expansion dans le conduit .......................... 22 Figure 26 : Joints de glissière scié par une tronçonneuse ......................................................................................... 22 Figure 27 : Les différentes transitions entre les glissières du pont sur la rivière d’Iowa ............................................ 22 Figure 28 : Pont John James Audubon ................................................................................................................ 23 Figure 29 : Extrusion des glissières armées avec guidage par fil ............................................................................. 23 Figure 30 : Système de maintien sécurisé pour entretien des profils extrudés ........................................................... 24 Figure 31 : Utilisation de deux machines à coffrage glissant .................................................................................. 24 Figure 32 : Joints de dilatation réalisés par sciage ................................................................................................. 24 Figure 33 : Pont de la Confédération .................................................................................................................... 25 Figure 34 : Coffrage glissant des parapets du pont de la Confédération .................................................................. 26 Figure 35 : Joints sur les glissières du pont de la Confédération ............................................................................. 26 Figure 36 : Viaduc et ville de Millau en Aveyron ................................................................................................ 27 Figure 37: Chaussée du viaduc de Millau ............................................................................................................. 27 Figure 38 : Terre-plein central du viaduc de Millau .............................................................................................. 28 Figure 39 : Glissières centrales du viaduc construites par une extrudeuse Wirtgen .................................................. 28 Figure 40 : Glissières renforcées de filants d’acier encadrant les haubans ................................................................ 28 Figure 41 : Joints de glissières centrales à mi-travée ............................................................................................... 29 Figure 42 : Dés en bétons sur la RD17 en 2011, via ferrata (Hautes-Alpes) ...................................................... 30 Figure 43 : Nouvelle Glissière en Béton Adhérent (GBA) sur la RD 17 ............................................................. 30 Figure 44 : Bétonnage de la glissière par la méthode du coffrage glissant ................................................................. 31 Figure 45 : Guidage de machine par fil posé sur des potences implantées sur la chaussée ......................................... 31 Figure 46 : Liseré décoratif sur la glissière ............................................................................................................ 32 Figure 47 : Nouveaux parapets de la Route Départementale 17 ........................................................................... 33 Figure 48 : Schéma heuristique des paramètres affectant la durabilité des glissières moulées de ponts ....................... 42 Figure 49 : Toile de jute servant de couverture en cas d’intempéries pour les glissières en béton frais ......................... 43
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 7 Rédaction de rapports au MTQ
Figure 50 : Le béton frais formulé après son deuxième malaxage (à 40 minutes) ................................................... 45 Figure 51 : Détermination de la teneur en air du béton frais ................................................................................. 45 Figure 52 : Disposition des vibrateurs dans un moule pour glissière armée ............................................................. 46 Figure 53 ; Processus de compactage du béton d’une glissière extrudée en béton armé .............................................. 47 Figure 54 : Entretien de la glissière à l’aide d’une truelle puis d’un balai .............................................................. 48 Figure 55 : Finition balais de lumière sur une glissière en béton fraichement moulée ............................................... 48 Figure 56 : Systèmes de support des cimentiers pour bétonnage des parapets ........................................................... 48 Figure 57 : Préparation des joints durant la finition des profils extrudés ................................................................ 49 Figure 58 : Application d’une cure chimique sur une glissière en béton frais ........................................................... 50 Figure 59 : Joints entaillés par un disque à tronçonner diamant ............................................................................ 51 Figure 60 : Joints mise en place lors la pose des armatures (pont Redbournberry - Australie) ................................. 51 Figure 61 : Réalisation de joint de dilatation à l’aide d’une tronçonneuse ............................................................... 51 Figure 62 : Socles massifs en béton assurant le bon placement et le non déplacement du fil ...................................... 52 Figure 63 : Dénomination des barres d’armature .................................................................................................. 54 Figure 64 : Pont P13442S sur l’autoroute 20 ..................................................................................................... 58 Figure 65 : Travaux de réparation du pont sur l’autoroute 20 .............................................................................. 58 Figure 66 : Démolition et décapage de l’enrobé ...................................................................................................... 59 Figure 67 : Mise en place d’une nouvelle chape en béton sur la dalle ...................................................................... 59 Figure 68 : Installation de la paveuse à béton sur les glissières aux extrémités de la future chape ............................ 60 Figure 69 : Bétonnage de la chape en béton ........................................................................................................... 60 Figure 70 : Finition sur la chape en béton permettant une bonne adhérence pneu/chaussée ..................................... 60 Figure 71 : Pont sur la route Laclede Station à St-Louis ..................................................................................... 61 Figure 72 : Machine à finition du béton réalisant l’aplanissement de la surface de la dalle ..................................... 61 Figure 73 : Passerelle permettant l’accès aux ouvriers ............................................................................................ 61 Figure 74 : Un coffrage au niveau de la culée ........................................................................................................ 62 Figure 75 : Finition sur le béton de la dalle par peigne .......................................................................................... 62 Figure 76 : Le pont Arthur Laberge à Châteauguay (Québec) avant le début des travaux .................................... 63 Figure 77 : Une nouvelle chaussée en béton construite avec la technique NGCS ..................................................... 70 Figure 78 : Texture d’une NGSC à l’autoroute «Interstate 82» à l’État de Washington ...................................... 70 Figure 79 : Lames de scies pour une NGCS (droite) comparées à celles permettant une finition conventionnelle ...... 71 Figure 80 : Répartitions des états ayant utilisé la NGCS en 2012 ...................................................................... 71 Figure 81 : NGCS classique à gauche et NGCS LITE à droite ......................................................................... 71 Figure 82 : Vue sur la texture NGSC LITE de l’I-35 à Duluth ....................................................................... 72 Figure 83 : Comparaison de la NGSC LITE (droite) à la méthode conventionnelle (gauche) sur l’I-35 ................ 72 Figure 84 : Équipement utilisé pour la mise en place de la NGCS sur l’I-35 ....................................................... 73 Figure 85 : Bétonnage de la dalle du tablier par une machine à finition ................................................................. 76 Figure 86 : Pose du béton acheminé par pompe ..................................................................................................... 76 Figure 87 : Opération n°1 – Extrusion d’une glissière en béton ........................................................................... 77 Figure 88 : Opération n°2 – moulage d’une glissière en béton avec un rayon de 60 m ............................................ 77 Figure 89 : Usine de fabrication de béton à Longueuil – Demix Béton (Holcim Canada Inc.) .............................. 78
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 8 Rédaction de rapports au MTQ
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Estimation du coût de l’opération de coffrage fixe ............................................................................... 35
Tableau 2 : Estimation du coût de l’opération de coffrage coulissant ...................................................................... 36
Tableau 3 : Caractéristiques géométrique - Glissière MTQ type 301 .................................................................... 38
Tableau 4 : Caractéristiques du béton MTQ type 13 (formule adaptée pour le moulage) ........................................ 38
Tableau 5 : Coûts des opérations de réalisation des glissières ................................................................................. 38
Tableau 6 : Durées des opérations de coulage et de moulages des glissières .............................................................. 38
Tableau 11 : Dispositions supplémentaires en cas d’intempéries ............................................................................. 43
Tableau 12 : Caractéristiques du béton à considérer pour les glissières armées de pont ............................................ 44
Tableau 13 : Estimatif des durées de réalisation sur chantier des glissières armées .................................................. 53
Tableau 14 : Métré de l’acier des glissières armées du pont considéré ...................................................................... 54
Tableau 15 : Estimatif des coûts de bétonnages des glissières par la méthode de coffrage fixe ................................... 55
Tableau 16 : Estimatif des coûts de bétonnage des glissières par la méthode choisie ................................................. 55
Tableau 17 : Estimations des coûts de construction du tablier du pont avec recouvrement en asphalte ...................... 64
Tableau 18 : Estimation de la construction du tablier du pont sans recouvrement en asphalte ................................. 67
Tableau 19 : caractéristique du béton pour tablier non recouvert ............................................................................ 74
Tableau 20 : Les dosages en éléments pour 1m3 de béton ...................................................................................... 75
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 9 Rédaction de rapports au MTQ
INTRODUCTION
Ce Projet de Fin d’Étude s’inscrit dans le cadre du projet géant de reconstruction de
l’échangeur Turcot à Montréal au Québec. A cet effet, Demix Construction souhaite introduire au
marché québécois deux méthodes innovantes permettant une économie importante en coûts et en
durée de réalisation sans pour autant diminuer la qualité du produit final. N’étant pas encore
autorisées par le Ministère des Transports du Québec (MTQ), mon travail s’articule autour de la
rédaction de rapports de recherche sur ces deux méthode afin de les faire approuver.
La première méthode concerne le bétonnage de glissières en béton armé sur pont par
coffrage coulissant. L’utilisation de cette technique permet la construction d’un linéaire important de
glissières de pont en un temps record ainsi que des gains en coûts importants par rapport à la
méthode de coffrage fixe (actuellement utilisée au Québec) qui utilise une grande quantité
d’éléments de coffrage. Aussi, moins encombrante sur le chantier, cette méthode de coffrage
coulissant permet une plus grande fluidité du travail. Cependant, l’expérience montre que ces
glissières « moulées » sont moins durables que les glissières réalisée par coffrage fixe (« coulées »).
Ceci est dû à certains défauts notables lors de la construction de ces glissières ainsi qu’à la formule
de béton, ce qui se traduit par une fissuration de jeune-âge. L’objectif de ce premier rapport consiste
donc à remédier à ces vices de construction en établissant une méthode améliorée visant une
durabilité similaire voir meilleure que celle de la méthode de coffrage fixe.
Quand, à la deuxième méthode, elle permet la réalisation de tabliers de pont en béton sans
recouvrement en asphalte. Autrement-dit, le béton de structure du tablier sert aussi de surface de
roulement pour les véhicules qui traversent le pont. En éliminant les couches asphaltiques qui
recouvrent généralement le béton des tabliers, on génère des grains en coût et en durée de
réalisation. Néanmoins, il faudra s’assurer de l’imperméabilité du béton, afin d’éviter l’infiltration des
ions chlorures ou de tout autre agent agressif, et du respect des conditions de sécurité et de confort
de la chaussé, plus particulièrement vis-à-vis de l’adhérence et du bruit de roulement.
Dans ce qui suit, nous présenterons, en première partie, le Projet de Fin d’Étude. Ensuite, en
deuxième partie, nous nous intéresserons à la méthode de coffrage coulissant, et ce en dressant un
schéma d’étude bien défini avec : une étude bibliographique, une étude comparative, la présentation
de la méthode choisie, ainsi qu’une étude finale de rentabilité pour clore. Finalement, en troisième
partie, nous traiterons la méthode de bétonnage de tabliers en béton sans recouvrement en
s’appuyant sur un schéma d’étude similaire.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 10 Rédaction de rapports au MTQ
PARTIE 1 : PRÉSENTATION DU PROJET DE FIN D’ÉTUDE
1.1. Présentation de l’entreprise
1.1.1. Holcim Canada
C'est en 1951 que Holcim, sous le nom de Ciment St-Laurent, a débuté ses activités au Canada, avec
la construction d'une cimenterie à Beauport, dans la région de Québec. Depuis, grâce à des
investissements soutenus et à des acquisitions stratégiques, dont Associated Quarries &
Construction (1961), Dufferin Construction Company (1961), De-Mix (1965), H. Boehmers (1973)
et TCG Asphalt & Construction (2001), la société est devenue l'une des plus importantes au Canada
à offrir des produits et services intégrés, allant des granulats à la construction. Ses ventes dépassent
aujourd'hui 1,3 milliard de dollars. (Holcim Canada, 2010)
Figure 1 : Logo de Holcim
En 2009, Ciment St-Laurent est devenue Holcim (Canada) inc., introduisant ainsi le nom de sa
compagnie mère au Canada. Elle membre du Groupe Holcim, une compagnie internationale qui
emploie quelque 85 000 personnes et dont les opérations sont réparties dans plus de 70 pays. Établi
sur tous les continents, le Groupe Holcim est celui dont la présence internationale est la plus
développée parmi les entreprises œuvrant dans le domaine des matériaux de construction.
1.1.2. Demix Construction
Au Québec, Holcim (Canada) inc. compte plus de 1 000 employés qui œuvrent dans les divisions
suivantes : Demix Agrégats, Demix Béton, Demix Construction et à sa cimenterie de Joliette.
Demix Construction se spécialise dans les grands projets d'infrastructure tels que les autoroutes, les
ponts, les échangeurs routiers, les chaussées en béton et en asphalte et les infrastructures
municipales. Elle possède deux locaux, un premier local à bureaux (Québec), et un deuxième
correspondant à un local de réparation des machines avec un terrain de dépôt et de stockage
d’équipements.
Figure 2 : Logo de Demix Construction
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 11 Rédaction de rapports au MTQ
1.2. Le Projet Turcot
L’échangeur Turcot constitue une plaque tournante en ce qui a trait à la circulation routière dans la
région de Montréal. Il permet de relier les autoroutes 15, 20 et 720 ainsi que faciliter l’accès au pont
Champlain. L’échangeur enjambe le canal de Lachine qui servait de voie maritime aux cargos et
passe au-dessus de l'ancienne gare de triage Turcot, d'où sa construction en hauteur qui permet à la
fois d’éviter l'espace occupé par les nombreuses voies ferrées contigües de la gare et de laisser un
passage pour les navires avec mâts. (Transport Québec, 2014)
Figure 3 : Vue Aérienne sur l’échangeur Turcot
Les travaux de construction de l’échangeur ont été amorcés au printemps 1965 et ont pris fin juste à
temps pour servir de voie d’accès au site de l’Exposition universel de Montréal de 1967. Construit au
coût de 24,5 millions de dollars, il a été ouvert à la circulation le mardi 25 avril 1967.
Ayant servi plus de 45 ans les montréalais en liant l’aéroport au centre-ville, l’échangeur Turcot, qui
est l’un des plus importants du Québec et du pays et sur lequel circule quotidiennement plus de
300 000 véhicules, doit être reconstruit. De plus, ce projet inclue la reconstruction des échangeurs
Angrignon, De La Vérendrye et Montréal-Ouest et des tronçons adjacents des autoroutes 15, 20 et
720.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 12 Rédaction de rapports au MTQ
1.3. Le Projet de Fin Étude
Ce Projet de Fin d’Étude s’articule autour de deux opérations concernant le projet géant de la
métropole de Montréal que constitue le projet de reconstruction de l’échangeur Turcot :
La première opération concerne la construction des glissières des ponts de l’échangeur.
Demix Construction souhaite réaliser ces glissières avec la méthode de coffrage coulissant.
Cette méthode qui présente des rendements importants n’est toutefois pas autorisée sur
ouvrages d’art par le MTQ. Étant donné l’expérience de l’entreprise avec cette méthode ainsi
que sa participation à la dernière opération de coffrage coulissant sur pont ayant été réalisée
au Québec, Demix Construction souhaite que le ministère approuve cette méthode en lui
apportant les modifications nécessaires pour la rendre conforme aux exigences ministérielles
et compatible au climat québécois.
La deuxième correspond au bétonnage des tabliers des ponts de l’échangeur. Au Québec,
plus de 90% des chaussées sont recouvertes d’asphalte. La technique de recouvrement des
tabliers de pont avec une membrane imperméabilisante et une couche de 60mm d’enrobé
bitumineux est la plus utilisée. Or les chaussées en béton de ciment ont l’avantage de durer
plus longtemps que les chaussées bitumineuses qui se détériorent plus rapidement surtout
par l’intensité du trafic et le passage des poids lourds. Ayant réalisée plus de 70% des
nouvelles chaussées de béton depuis 1993 au Québec, Demix Construction souhaite construire
les tabliers des ponts de l’échangeur sans recouvrement en asphalte, et ce en adaptant la
formule du béton à cette utilisation et en employant une finition adéquate pour satisfaire
ainsi aux exigences ministérielle et aux contraintes du climat québécois. L’entreprise compte
alors rédiger un rapport de recherche pour faire approuver cette méthode au MTQ.
À cet effet, il m’a été proposé de choisir le sujet qui me convient le plus. J’ai donc décidé de travailler
sur la méthode de coffrage coulissant d’abord, puis à titre facultatif sur le bétonnage des tabliers en
béton armé sans recouvrement, la durée du PFE n’étant pas suffisante pour finir à bien les deux
sujets.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 13 Rédaction de rapports au MTQ
PARTIE 2 : BÉTONNAGE DES GLISSIÈRES EN BÉTON ARMÉ DE
PONT PAR LA MÉTHODE DU COFFRAGE COULISSANT
2.1. Les chantiers de glissières moulées en béton armé au Québec
2.1.1. Chantier Q1 : Pont Madeleine-Parent – Autoroute 30 (2009 à 2012)
Selon l'article 15.4.3.1 concernant les ouvrages d’art du CCDG éditions 2010 à 2014 : « Les coffrages
coulissants sont interdits pour les chasse-roues, trottoirs et glissières ». La seule exception à cette
règle est l’opération de bétonnage des glissières du pont Madeleine-Parent dont la construction a
débuté en 2009.
Figure 4 : Pont Madeleine Parent
Les travaux de construction du pont Madeleine Parent (anciennement nommé pont sur le Canal de
Beauharnois) ont débuté à la fin du mois d’octobre 2009 et se sont achevés en décembre 2012. Il
s’agit en réalité de deux ponts mixtes jumeaux séparés de quelques mètres construits par lançage
d’une rive à l’autre avec des ouvertures jusqu’à 125 pied (38,5m) de haut pour le trafic maritime. Il
est par conséquent l’un des plus longs ponts du monde construits par cette technique et constitue
une longueur totale de 8370 pieds (2550 m) par tablier et un gradient de 3,5%. Il comporte six voies,
soit trois par travée et est emprunté par l’autoroute A30. L'ensemble du projet a un coût total
d'environ 1,6 milliards de dollars canadiens, ce qui en fait le plus grand projet autoroutier de
partenariat publique-privé de son temps au Canada. (Sendrail, González, Navarro, & Luna, 2013)
Figure 5 : Viaduc Madeleine Parent – deux ponts jumeaux (peinture des chaussées)
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 14 Rédaction de rapports au MTQ
Pour pouvoir finir les travaux de construction à temps, les procédés choisis tiennent compte d’une
utilisation intensive de systèmes de préfabrication pour réaliser les piles du pont et le tablier. La dalle
du tablier est formée de semi-dalles préfabriquées, de dimensions 13,77m de largeur et 4,5m de
longueur et d’un poids de 27 tonnes, installées à l’aide d’une grue de 400 tonnes sur lesquelles des
cages d’armatures sont posées puis bétonnées.
Figure 6 : Lançage des poutres métalliques du pont Madeleine-Parent
L’ouvrage est équipé de glissières de sécurité en béton armé réalisées par Dragados Canada en utilisant
la technique de coffrages glissant automoteurs nivelés à l’aide d’un fil métallique. En effet, on a opté
à choisir cette méthode de bétonnage car l’échéancier était très serré et sévèrement limité par les
hivers rigoureux, l’utilisation de coffrages fixes n’aurait pas permis les rendements nécessaires pour
respecter les délais. La machine de coffrage coulissant ainsi que son opérateur ont été loué par Demix
Construction.
Figure 7 : Ferraillage des glissières type 301 du pont Madeleine Parent
Les parapets des tabliers sont des glissières en béton de type 301 (cf. Annexe A). Ils ont été ancrés à
la partie en béton armé du tablier mais pas aux dalles préfabriquées car « ceci aurait compliqué la
conception du tablier par augmentation des poids des pièces » a annoncé Dragados. Le détail du
ferraillage des parapets ainsi que le moule conçu spécialement pour l’opération de bétonnage des
glissières sont explicités dans l’annexe B. Aussi, un système de drainage pour évacuation des eaux
pluviales et de fonte de neige a été mis en place.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 15 Rédaction de rapports au MTQ
Figure 8 : Système de drainage pour évacuation des eaux pluviales
Des études ont permis le choix du mélange de béton pour les glissières avec un affaissement à l’état
frais de 35mm et une résistance à la compression du béton durci de 50MPa. Aussi, plusieurs tests à
blanc ont été effectués à l’échelle 1/1 afin de s’assurer de la bonne mise en place du béton, du
respect des recouvrements et de l’obtention d’un système efficace de cure du béton. Grâce à cette
méthode, plusieurs centaines de mètres ont été réalisée par jour et par équipe.
Figure 9 : Transition des glissières à l’entrée du pont et reprise de bétonnage
Ces techniques avec une minutieuse coordination des travaux ont permis de réaliser en une seule
saison, comprise entre les mois de mai et septembre 2012, un total de 5,1 km de dalles en incluant
les glissières.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 16 Rédaction de rapports au MTQ
2.2. Les chantiers de glissières moulées en béton armé hors Québec
2.2.1. Chantier M1 : Pont commémoratif Bill Emerson, États-Unis (1996 à 2003)
Le nouveau pont suspendu à hauban à 100 millions de dollars franchissant la rivière Mississippi
remplace un pont plus âgé (pont Cape Girardeau démoli en 2004) qui n'est plus capable de satisfaire
la demande de trafic de la zone. Le ministère des transports du Missouri (MODOT) estime que 14
000 véhicules franchissent chaque jour la structure. Cette estimation est censée passer à 26 000
véhicules par jour d'ici 2015. Le nouveau pont a été construit avec cette demande à l'esprit.
(GOMACO World 32.2 - Slipforming Wall 60 Feet (18.3 m) Above the Mississippi River, 2004)
Figure 10 : Vue sur le pont commémoratif Bill Emerson la nuit
Le pont commémoratif de Bill Emerson mesure 100 pieds (30,5 m) de largeur et s’étend sur 4000
pieds (1219 m) au-dessus du fleuve. 13 millions de livres (5 896 800 kg) d'acier d'armature, 171 miles
(275 km) de câbles et 243 688 500 livres (110 535 245 kg) de béton ont été utilisés pour construire le
pont à quatre voies. Le tablier du pont est à 60 pieds (18,3 m) au-dessus de la surface de l'eau. Les
tours du pont qui soutiennent les câbles possèdent 300 pieds (91,4 m) de hauteur par rapport au
tablier.
Figure 11 : Vue aérienne des deux ponts reliant le Missouri à l’Illinois en 2003
Environ 8500 pieds (2591 m) de barrières de sécurité et de 6000 pieds (1829 m) de deux différents
styles de barrière médiane ont été mise en œuvre par coffrage coulissant à l’aide d’une machine
guidée par fil. L’opération de bétonnage par coffrage coulissant sur le pont a commencé au début
d'octobre 2003 sur les trois différents types de mur. Les exigences différentes pour les approches
dans les deux États (le Missouri et l’Illinois) ont créé un défi supplémentaire.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 17 Rédaction de rapports au MTQ
Figure 12 : Guidage à fil de l’extrudeuse sur le pont commémoratif Bill Emerson
Le projet a été basé sur les spécifications du MODOT (le Département de Transport du Missouri).
Cependant, à l’approche de l’Illinois un profil différent de barrière médiane a été prévu : il s’agit de
deux barrières de sécurité avec un sommet de 7 pouces (178 mm) et une base de 16 pouces (406
mm) avec un écart de quatre pouces (102 mm) entre les deux.
Figure 13 : Glissières à l’approche de l’Illinois
La barrière médiane à l’approche du Missouri est de 18 pouces (457 mm) de large au sommet, 36
pouces (914 mm) à la base et 34 pouces (864 mm) d’hauteur.
Figure 14 : Glissière à l’approche du Missouri (partie haubanée du pont)
Un troisième profil de barrière de sécurité, mesurait 10,75 pouces (273 mm) de large sur le dessus et
20 pouces (508 mm) en bas.
Figure 15 : Glissière d’extrémité du pont (partie Missouri)
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 18 Rédaction de rapports au MTQ
Les liaisons entre les différents types de glissières sont illustrées sur les figures ci-après.
Figure 16 : Liaison entre glissières métalliques et glissières en béton de l’Illinois
Figure 17 : Liaison entre glissière médiane de l’Illinois et celle du Missouri
Figure 18 : Liaison entres glissières d’extrémité en béton et en métal
Pour ces différents murets, le béton était un B1 MODOT, 6,73 sacs mix (quantité de ciment
portland par yard cubique de béton) avec des adjuvants entraîneurs d'air. L’affaissement était en
moyenne entre 0,75 et 1,0 pouce (19 et 25 mm).
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 19 Rédaction de rapports au MTQ
Figure 19 : Alimentation en béton - Profil de la glissière à la sortie de l’extrudeuse
Depuis le démarrage de l’opération, la finition des sections extrudées à la sortie de la machine étaient
de grande qualité et les cimentiers applicateurs avaient par conséquent peu de travail d’entretien à
réaliser. Environ 1100 pieds (335 m) de la barrière médiane large de 18 pouces (457 mm) ont été
versés par jour sur le pont. Par conséquent, le travail des ouvriers se limitait le plus souvent à
appliquer une finition balai de lumière au muret (finition antidérapante avec texture améliorant la
réflexion de la lumière) et découper les joints. Du côté du Missouri, les joints étaient sciés et
découpés sur un pouce (25mm) de profondeur, chaque 35 pieds (10,7m). À l'approche de l'Illinois,
les joints étaient placés à chaque 10 pieds (3m).
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 20 Rédaction de rapports au MTQ
2.2.2. Chantier M2 : Pont sur la rivière d’Iowa, U.S. 20, États-Unis (2000 à 2003)
La construction du Pont sur la rivière d’Iowa de l’autoroute U.S. 20 représente un point de repère
aux États-Unis : elle correspond à la première utilisation de la méthode de poussage pour la mise en
place de poutres en I en acier d’un pont routier américain. Au moment de la construction, ce pont
était aussi le plus long pont en acier lancé et la plus longue cantilever libre dans l’histoire des États-
Unis.
Figure 20 : Vue aérienne du Pont sur la rivière d’Iowa (phase d’aménagement)
Construit près de la ville de Steamboat Rocher dans le comté de Hardin en Iowa, le pont se situe au-
dessus de l’une des rares forêts anciennes restantes dans la partie nord centrale de l’Iowa. Ainsi, une
unique méthode de construction a été utilisée afin de préserver l’«Iowa River Grennbelt». La
conception du pont et le processus de construction ont été élaborés après des années d'études
poussées en biologie et ressources culturelles de la région.
« Le pont de la rivière Iowa a repoussé les limites des techniques de construction traditionnelles»,
selon Dan Timmons, vice-président de Jensen Construction, l'entreprise de construction pour le
projet. «Il fournit à l'État de l'Iowa et la communauté locale un pont qui est esthétiquement agréable,
rentable, et construit sans compromettre l'environnement», a déclaré Timmons. (US 20 Iowa River
Bridge)
Pour atteindre l'objectif principal du projet consistant à se déplacer le plus doucement possible dans
cette zone sensible, il a fallu des méthodes de conception et de construction les plus innovantes de la
nation tant sur le plan structurel que sur les plans esthétique, géotechnique, hydraulique et
environnemental. Ces solutions et travaux novateurs ont permis à l’équipe du pont U.S. 20 d’obtenir
le prix de reconnaissance nationale en mars 2003. Depuis, un pont avec poutres en I a été réalisé par
lançage près de Moorefield, aussi, West Virginia et d’autres États ont montré un grand intérêt pour
les techniques d'ingénierie utilisés dans le projet.
Figure 21 : Lançage d’une poutre métallique sur les piliers du futur pont
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 21 Rédaction de rapports au MTQ
Figure 22 : Prix de Reconnaissance Nationale pour la construction du pont
Parmi ces techniques, le bétonnage des parapets armés par coffrage coulissant s’est avéré
particulièrement intéressant pour le projet. Cette méthode a permis une brève intervention sur ce
site très sensible.
L’opération de bétonnage a eu lieu en Septembre 2002. Des camions malaxeurs prennent le relais
pour approvisionner la machine en béton qui moule au fur et à mesure de son avancement les
glissières après compactage dans le coffrage. Celle-ci est guidée par un fil métallique positionné sur
des tiges maintenues par des masses qui permettent d’éviter le déplacement du fil.
Figure 23 : Guidage par fil de la machine à coffrage coulissant et alimentation en béton
Au fur et à mesure de l’avancement de la machine, les cimentiers applicateurs entretiennent les
profils extrudés. Un système de maintien fixé à la machine a été mis en place afin de faciliter le
travail sur la partie externe du parapet. Le cimentier est attaché à un harnais pour assurer sa sécurité.
Figure 24 : Entretien et finition des profils extrudés des parapets du pont U.S. 20
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 22 Rédaction de rapports au MTQ
Aussi, des conduits ont été installés sur la barrière nord du pont comme illustré sur la figure ci-
dessous.
Figure 25 : Conduits intégrés à la barrière future du pont – coupleur d’expansion dans le conduit
Par la suite, les barrières centrales ont été réalisées et les joints de dilatation ont été sciés par une
tronçonneuse.
Figure 26 : Joints de glissière scié par une tronçonneuse
Les liaisons au niveau des joints de dilatation des tabliers jumeaux et entre les glissières du pont et
celle des chaussées de l’autoroute ont été réalisées comme illustré sur les images suivantes.
Figure 27 : Les différentes transitions entre les glissières du pont sur la rivière d’Iowa
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 23 Rédaction de rapports au MTQ
2.2.3. Chantier M3 : Pont Jean Jacques Audubon, États-Unis (2006 à 2011)
Le pont Jean Jacques Audubon, ouvert à la circulation le 5 mai 2011, est un franchissement sur le
fleuve Mississippi entre les comtés de Pointe Coupee et West Feliciana au centre-sud de l’état de
Louisiane. Le projet de pont incluant ses 20 km d’approche a coûté environ 409 millions de dollars.
(Louisiana timed Program John James Audubon Bridge, 2012)
Ce pont possède la plus longue travée de ponts à haubans dans les États-Unis et le Canada et la
deuxième plus longue dans l’hémisphère occidentale (après le pont Baluarte au Mexique bien que sa
longueur totale soit de quatre fois supérieure à celle du pont mexicain) et remplace le ferry entre les
communautés de New Roads et Saint-Francisville. Il est aussi le plus long pont haubané des États-
Unis et le seul pont sur le fleuve Mississippi situé entre Natchez, Mississippi et Baton Rouge,
Louisiana (environ 90 miles fluviaux). Le pont fait partie de la Louisiana Highway 10.
Figure 28 : Pont John James Audubon
L’opération d’installation de glissières permanente a débuté en Avril 2011. Les glissières du pont ont
été mises en œuvre par une machine à coffrage coulissant. Le système de guidage par fil assure le
bon placement de la glissière et par conséquent un enrobage correct des armatures. Au fur et à
mesure de l’avancement de la machine, les cimentiers réalise la finition des profils de glissières à leur
sortie du moule.
Figure 29 : Extrusion des glissières armées avec guidage par fil
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 24 Rédaction de rapports au MTQ
Pour les glissières d’extrémités, un système support (passerelle) a été fixé sur l’extrudeuse pour
permettre aux cimentiers de réguler le profil de la partie externe du parapet.
Figure 30 : Système de maintien sécurisé pour entretien des profils extrudés
Étant donné le linéaire important de glissières à réaliser dépassant les 40000 pieds (12km), plusieurs
machines à coffrage coulissant ont été utilisées afin d’ouvrir le pont à la circulation dans les meilleurs
délais. (Gerdan Slipforming - John James Audubon Bridge)
Figure 31 : Utilisation de deux machines à coffrage glissant
Finalement, des produits de cures ont été appliqués et les joints de dilatation ont été sciées tous les
10 mètres environ.
Figure 32 : Joints de dilatation réalisés par sciage
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 25 Rédaction de rapports au MTQ
2.2.4. Chantier M4 : Pont de la Confédération (1993 à 1997)
Depuis son inauguration en mai 1997, le pont de la Confédération relie l'Île-du-Prince-Édouard et le
Nouveau-Brunswick installé sur le détroit de Northumberland situé à la côte est du Canada. Il s’agit
d’un pont routier à deux voies avec une ligne séparatrice faisant partie de la Route transcanadienne
entre Borden-Carleton, à l'Île-du-Prince-Édouard, et Cap-Tourmentin, au Nouveau-Brunswick.
Faisant 8,08 milles (12,9 km), c'est le plus long pont au-dessus d'une étendue maritime prise par les
glaces dans le monde. La structure est composée de 62 travées multiples de 820 pieds (250m) en
béton post-tensionné à coffre poutre. La plus grande partie du pont courbe se trouve à 140 pieds
(40m) au-dessus de l'eau et contient une section à 200 pieds (60m) de hauteur pour permettre le
trafic de bateaux.
Figure 33 : Pont de la Confédération
La construction du pont a débuté en 1993 dans le but de remplacer le système de bateaux à vapeur
faisant office de lien de communication principal entre l’île et le continent pour le transport des
passagers et du courrier. Le béton prêt à l’emploi utilisé pour couler les divers éléments du pont a été
fourni par Lafarge Canada Inc., qui s’est aussi occupé sous un autre contrat de la réalisation des
parapets. Pour satisfaire aux diverses exigences ainsi qu’aux délais serrés, Lafarge s’est procurée deux
machines à coffrage glissant à cet effet, dont l’une a été louée auprès de Autoform Contracting London
Ltd. avec son opérateur.
Le parapet du pont a été conçu avec les dimensions suivantes : 9 pouces (229mm) de large au
sommet, 20 pouces (508mm) de large à la base et 47 pouces (1194mm) de hauteur sur le tablier de
pont. Il surplombe le pont de 7 pouces (178mm) sur le fond, le but de la saillie étant de dissimuler
les têtes d'ancrage pour la post-tension transversale dans le tablier en béton. (Banasiak, 1997)
L’opération de bétonnage des parapets a nécessité 3 à 5 camions malaxeurs par machine remplis en
béton depuis trois centrales différentes : deux centrales à l’Île-du-Prince-Édouard et une centrale au
Nouveau Brunswick. Le nombre de camions et la vitesse d’avancement de la machine dépendaient
de la position de la machine sur le pont.
Une formulation particulière de béton contenant de la fumée de silice et présentant une résistance à
la compression de 5000 livre par pouce carré (34,5MPa) et un affaissement de 0,79 à 1,18 pouces
(20 à 30mm) a été utilisée. Celle-ci tient compte du climat rude du détroit (températures extrêmes,
vents hauts, cycles gel/dégel, sels de déglaçage) auquel les parapets seront exposés. Environ 17003
yards cubiques (13000m³) de béton ont été utilisés pour poser les 85000 pieds (26000m) de parapets.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 26 Rédaction de rapports au MTQ
Figure 34 : Coffrage glissant des parapets du pont de la Confédération
Le béton a été versé sur les armatures en aciers (cf. Figure ci-dessus). Celles-ci sont installées en
amont de la machine au fur et à mesure de son avancement par une équipe de travail de Strait
Crossing Joint Venture, Charlottetown, Île-du-Prince-Édouard, le premier entrepreneur sur le projet de
pont. « Il s'agit d'un processus renouvelable. Le travail d'une équipe affecte directement le travail
d'une autre. C'est un cycle. Nous avons des équipes de travail devant nous, qui préparent et installes
les cages d’armatures. Nous pouvons alors poser le béton en fonction de ce qui se passe devant nous
» a annoncé Jeff Kerr, chef de chantier.
Les bases de luminaires ont été placés tous les 892 pieds (272m) avec les aciers d’armature avant la
pose du béton. Les parapets furent déversés droit sur les têtes en vrac des lumières (plutôt qu’un
arrêt de bétonnage) puis creusé après.
Par la suite, des joints de dilatation sont usinés tous les 20 pieds (6m).
Figure 35 : Joints sur les glissières du pont de la Confédération
Le facteur météorologique avait lui aussi une importance particulière quant à l’opération de
bétonnage. Les vents très forts sur le détroit de Northumberland ont poussé l’équipe à procéder à
des arrêts momentanés de bétonnage. « Nous avons dû fermer si les vents devenaient trop élevé. Il
s'agit essentiellement d'un élément de sécurité. Votre casque peut rapidement s'envoler avec les vents
de 50 kilomètres par heure (31 miles par heure) », a dit Kerr.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 27 Rédaction de rapports au MTQ
2.2.5. Chantier M5 : Viaduc de Millau, France (2001-2004)
Le viaduc de Millau est un pont à haubans franchissant la vallée du Tarn dans le département de
l’Aveyron en France. Dessiné par l’architecte Norman Foster, le viaduc développe une brèche de 2
460 mètres de longueur et de 270 mètres de profondeur au point le plus haut avec des vents
susceptibles de souffler à plus de 200 km/h.
Figure 36 : Viaduc et ville de Millau en Aveyron
Maillon important de l’autoroute A75 permettant de relier Clermont-Ferrand à Béziers, ce projet a
nécessité treize ans d'études techniques et financières. Les études ont commencé en 1987 et
l’ouvrage a été mis en service le 16 décembre 2004, trois ans seulement après la pose de la première
pierre. D’un coût de 320 millions d’euros, il a été financé et réalisé par le groupe Eiffage dans le cadre
d’une concession, la première de ce type en France, par sa durée de 75 ans. Sa construction s’est
appuyée sur les savoir-faire complémentaires des différentes sociétés du groupe : Eiffage TP pour les
piles et culées, Eiffel pour le tablier en acier, les pylônes et les haubans, Forclum pour les réseaux
électriques et Appia pour le revêtement routier.
Figure 37: Chaussée du viaduc de Millau
Pour l’usager, le viaduc ressemble à une autoroute classique 2 x 2 voies, complétées de part et
d’autre par une bande d’arrêt d’urgence de 3 m de large. Celle-ci est bordée par une glissière de
sécurité prolongée par une corniche extérieure surmontée d’écrans brise-vent de 3 m de haut.
Le terre-plein central est bordé de part et d’autre par une glissière en béton réalisée par la méthode
de coffrage coulissant. Celle-ci évite qu’en cas d’accident, ou d’erreur de conduite, un camion se
retrouve en contre-sens sur l’autre voie de circulation.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 28 Rédaction de rapports au MTQ
Figure 38 : Terre-plein central du viaduc de Millau
Au vu des conditions climatiques qui règnent à des hauteurs aussi importantes, le béton se doit de
résister aux cycles gel/dégel et aux sels de déverglaçage. Le choix s’est alors porté sur l’emploi d’un
béton de type B30 GS (BAEL 1991). Aussi, les opérations d’autocontrôle et de contrôle ont été
encore plus strictes que sur un chantier courant. Comme l’explique Serge Bengold, chef de secteur
grands travaux d’AER (Eiffage) « Le béton produit par la centrale Pataud, présente sur la plate-forme
située au nord du chantier près de la barrière de péage, est acheminé par camion-toupie jusqu’à
l’extrudeuse ». (Cimbéton, 2005)
Figure 39 : Glissières centrales du viaduc construites par une extrudeuse Wirtgen
Approvisionné par ces camions malaxeurs, le béton est alors déversé dans la trémie puis dans le
moule de la machine qui se charge de mettre en forme le béton en l’extrudant en continu après
compactage. Un fil de référence en planimétrie et en altimétrie sert de guide pour l’opérateur de la
machine. Des filières, disposées à l’avant de l’extrudeuse, se chargent de la bonne mise en place de
quatre aciers filants continus dans les glissières. « En effet, en plus des deux classiques câbles
métalliques intégrés en tête pour retenir les blocs en cas de choc, deux aciers filants de renfort ont
été prévus en pied de glissière » précise Serge Bengold.
Figure 40 : Glissières renforcées de filants d’acier encadrant les haubans
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 29 Rédaction de rapports au MTQ
Les glissières rigides, constituant un linéaire total de 5 070 m, encadrent le terre-plein central où
viennent se raccorder les haubans. Contrairement à ce qui se passe sur un chantier autoroutier
français classique où le coulage de la glissière en béton a lieu d’un seul tenant sur plusieurs
kilomètres, l’opération a été réalisée ici en plusieurs tronçons. Le coulage a été interrompu tous les
172 m en raison de la complexité du phasage du chantier. Aussi, « en accord avec les Ponts et
Chaussées, la note de calcul tient compte de la flexion de l’ouvrage. Pour éviter les fissures et
ruptures que pourraient engendrer la grande amplitude de 60 cm de mouvement du tablier
métallique, la glissière béton s’interrompt donc tous les 172 m, à chaque demi-travée, au lieu de deux
ou trois kilomètres comme c’est habituellement le cas. Le raccordement entre glissières s’effectue à
l’aide d’un capot métallique spécifiquement conçu pour absorber la dilatation » ajoute Serge
Bengold. L’opération de moulage des glissières a mobilisé la machine à coffrage glissant pendant
quinze jours et deux à trois semaines de coffrage/maçonnage ont été nécessaires pour le coffrage à
la main des parties de glissière situées au droit des pylônes.
Figure 41 : Joints de glissières centrales à mi-travée
Dans le cadre du suivi qualité, le comportement de cet ouvrage est régulièrement contrôlé de près,
notamment au niveau de son vieillissement.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 30 Rédaction de rapports au MTQ
2.2.6. Chantier M6 : Route Départementale 17 en Hautes-Alpes, France (2011)
La route départementale RD17 au massif du Dévoluy était sécurisée par des blocs en béton
d’environ 1m³ reliés par des barres d’acier pour but d’apporter une protection suffisante contre les
risques de chute. Cette route est aujourd’hui fréquentée par de nombreux véhicules dont des cars
scolaires et des poids lourds.
Figure 42 : Dés en bétons sur la RD17 en 2011, via ferrata (Hautes-Alpes)
À 60 m en contrebas de la route départementale se trouve une via ferrata, un itinéraire sportif situé
sur une paroi rocheuse et munie d’éléments métalliques spécifiques (câbles, échelles...) facilitant la
progression des personnes qui l'utilisent. Les dés n’étant pas suffisants pour assurer la sécurité des
usagers de la route et de la via ferrata, le Conseil général des Hautes-Alpes a décidé à les remplacer
par un dispositif de retenue plus sécuritaire. « Construire une glissière en béton adhérent (GBA),
continue sur 460 m de long, représentait le meilleur choix aussi bien sur le plan technique
qu’esthétique. C’est d’ailleurs une solution déjà couramment employée sur notre département pour
d’autres routes de montagne. La nouveauté est l’ajout d’une main courante à 1 m du sol pour éviter
le basculement des piétons qui marchent en bord de route ou regardent en contrebas » explique
Serge Eysseric, responsable de la Maison technique de Veynes (Conseil général des Hautes-Alpes).
(Cimbéton, 2012)
La glissière GBA se distingue en matière de sécurité par leur profil «chasse-roues» en partie basse et
en forme de rampe inclinée en partie haute. Leur combinaison a pour effet de rediriger le véhicule
sur la chaussée tout en le ralentissant grâce à la dissipation d’une partie de son énergie cinétique.
Figure 43 : Nouvelle Glissière en Béton Adhérent (GBA) sur la RD 17
«Pour ce chantier, il fallait prévoir un béton qui puisse être extrudé mais qui sache également résister
durablement aux agressions climatiques propres à la montagne. En effet, cette GBA est construite à
1500 m d’altitude : elle subira donc des périodes de gel sévères ainsi qu’une exposition fréquente aux
sels de déverglaçage. D’où le choix d’une formulation XF4, dans notre catalogue, fondée sur
l’utilisation d’un entraîneur d’air et d’un ciment prise mer, conjuguée à une consistance ferme de type
S1 pour assurer une mise en œuvre avec une machine à coffrage glissant» précise Pascal Bernard,
chef de secteur de Béton Rhône-Alpes (groupe Vicat).
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 31 Rédaction de rapports au MTQ
Figure 44 : Bétonnage de la glissière par la méthode du coffrage glissant
L’utilisation de matériaux locaux a été privilégié pour le choix du béton : granulats 4/10 et 10/20
roulés (alluvions de la Durance) associés à deux sables, l’un roulé, l’autre mixte (mélange de roulé et
de concassé pour économiser les ressources naturelles en consommant un peu moins de sable roulé).
«Ce mélange de sable naturel et de sable concassé n’a pas de répercussion sur le processus de
fabrication du béton. Au final, son comportement est vraiment très proche de celui d’un béton
n’utilisant que des sables roulés. En revanche, si la formulation n’était fondée que sur du sable
concassé, il aurait fallu adapter à la fois l’adjuvantation et le mode de fabrication du béton, afin
d’obtenir la rhéologie et la plasticité nécessaires» commente Pascal Bernard.
La bonne conduite de l’opération a nécessité une organisation de chantier rigoureuse. La RD 17
constitue un axe stratégique et ne pouvait alors être totalement fermée au trafic routier pendant la
durée des travaux. A cet effet, le chantier a été découpé en deux tranches successives pour permettre
le maintien de la circulation en alternance sur une seule voie.
“Trois des quatre semaines du chantier ont été consacrées à sa préparation : démolition et
évacuation des anciens dés de béton, réparation et restructuration du fond de forme et de la longrine
de bordure de chaussée, remise à niveau pour obtenir une semelle en béton plane sur toute la
longueur de l’emplacement de la future GBA” explique Pascal Durand, cadre travaux d’AER
Méditerranée (groupe Eiffage).
Au fur et à mesure de l’avancement de la machine à coffrage coulissant, le malaxeur alimente la
machine à coffrage glissant qui met en forme le béton. Lors de cette opération de bétonnage, deux
aciers filants anti-éclatement sont insérés au moyen de trompettes fixées préalablement au moule. La
machine est guidée à l’aide d’un fil posé sur des potences.
Figure 45 : Guidage de machine par fil posé sur des potences implantées sur la chaussée
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 32 Rédaction de rapports au MTQ
Grâce à sa fermeté, le béton adopte déjà son aspect final après vibration et extrusion par la machine.
Aussi, un “négatif” a été prévu dans le moule d’extrusion permettant de dessiner de chaque côté de
la GBA un liseré décoratif, conformément au souhait du maître d’ouvrage. Les arrêts de chantier ont
été matérialisés par une coupe droite.
Figure 46 : Liseré décoratif sur la glissière
“À la reprise de l’extrusion, la machine est calée de manière à ce que la seconde couche de béton
vienne s’appliquer sur celle déjà mise en œuvre. L’absence de joint fait qu’au final quasiment aucune
démarcation n’est visible” signale Pascal Durand.
Une fois la GBA réalisée, des platines métalliques y sont fixées tous les 3 mètres par quatre boulons.
Elles supportent la barre d’appui.
“La nature même de ce chantier rendait certaines opérations délicates : les personnels ne pouvaient
souvent intervenir que d’un seul côté, côté chaussée, l’autre étant trop proche du vide. Pour des
raisons évidentes de sécurité, ils étaient d’ailleurs raccordés à une ligne de vie, comme l’a exigé notre
coordinateur sécurité” précise Pascal Durand.
Ce chantier impliquait une utilisation quasi immédiate du béton dès son arrivée ; en effet, la centrale
de béton prêt à l’emploi était située à environ 1h15 de ce premier. “Mais cela a aussi un avantage : en
20 minutes, on peut construire de 25 à 30 mètres de GBA. De plus, il n’y a eu aucun temps mort :
les camions-toupies se sont relayés au rythme d’un toutes les 20 à 30 minutes. Cela sous-entend la
mise en place d’une véritable noria de camions pour alimenter ce chantier. Au total, six toupies se
sont relayées en continu. Pour chacune d’elles, entre le chargement, le trajet aller, le déchargement et
le trajet retour, cela représentait environ 3h30 d’indisponibilité. Mais, c’est ainsi que les 460 mètres
de la GBA ont pu être construits en deux jours seulement” commente Pascal Bernard.
La production de 110 m³ de béton en deux jours a aussi mobilisé près des trois quarts des capacités
de transport de la centrale de BPE. “On bloquait une demi-journée à chaque fois. Il fallait donc en
même temps s’organiser pour pouvoir répondre aux besoins des autres clients, en essayant de
reporter une partie des commandes sur l’après-midi” confie Pascal Bernard.
“Nous n’avions pas d’inquiétude sur la qualité du béton proprement dit, ni sur la qualité de service”
souligne Pascal Durand. En revanche, réaliser une telle opération sur une courte durée en mettant
un maximum de moyens à disposition nécessite une forte réactivité pour, si nécessaire, libérer un
autre camion en cas de panne.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 33 Rédaction de rapports au MTQ
Les essais sur le béton frais ont été réalisés chaque jour, généralement sur le premier arrivage de
façon aléatoire sur les malaxeurs. “Le caractère XF4 était surveillé de près sur ce chantier de
montagne. Le pourcentage d’air entraîné variait de 4,2 à 5,4% selon les prélèvements, ce qui
correspondait à nos attentes” signale Thierry Serres. L’affaissement au cône d’Abrams mesuré sur les
différents échantillons (1 à 2 cm) était parfaitement conforme à ce qui était demandé pour
l’extrusion. Des essais sur les éprouvettes en béton durci ont également été conduits tels que la
vérification de la résistance caractéristique à la compression à 28 jours qui a été mesurée entre 42 et
48 MPa, dépassant largement les 30 MPa demandés.
Figure 47 : Nouveaux parapets de la Route Départementale 17
“Malgré l’éloignement de la centrale de BPE, il n’y a eu aucun refus de béton sur ce chantier,
particulièrement bien géré au niveau de l’entreprise et de la centrale BPE” conclut Thierry Serres.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 34 Rédaction de rapports au MTQ
2.3. Étude comparative sur l’état actuel au Québec avec coffrage fixe
2.3.1. Étude comparative des coûts et durées de réalisation
a) Hypothèses considérées
Cette étude correspond à la comparaison entre les deux méthodes de coffrage in situ des glissières
armées de pont les plus fiables : le coffrage fixe et le coffrage coulissant, par rapport au contexte
québécois actuel.
Afin de mener cette étude comparative, les hypothèses suivantes ont été considérées :
Des glissières de types 301 (cf. Annexe A) sont à réaliser sur la dalle d’un pont mixte: il s’agit
de deux parapets de pont continus (un à chaque extrémité);
Un béton de type 13 (cf. Annexe D) a été choisi pour les deux opérations ;
Le volume total de glissières à poser est de 89,00 m³ ;
On considèrera une perte en volume de béton de 5% pour le coffrage fixe et une perte de
7% pour le coffrage coulissant ;
Des braquettes seront mises en place pour maintenir le coffrage de la dalle caractérisé par
une sur-largeur :
permettant le passage des ouvriers et la fixation du coffrage de la glissière dans le cas
d’opération de coulage (cf. Annexe C) ;
jouant le rôle de plateforme d’accès à la surface externe du parapet qui sera
entretenue par les maçons au fur et à mesure de l’avancement de la machine dans le
cas d’opération de moulage ;
La durée d’utilisation des braquettes pour le coffrage de la dalle en béton et pour la
réalisation des parapets par coffrage fixe a été estimée à 30 mois. Leur utilisation dans le cas
de coffrage glissant peut être déduite de cette première à partir de la connaissance des durées
de réalisation des opérations de bétonnage (cf. Paragraphe 2.3.1.d.) :
Les coûts considérés de rémunération des ouvriers ainsi que ceux de l’utilisation des
machines correspondent aux coûts applicables par Demix Construction de l’année 2014
(issues des conventions collectives, de l’amortissement des machines et des coûts estimés de
locations ou d’achat de matériel).
Note : Les calculs suivants sont conduits sans prise en compte des prix de la fourniture et de la pose
des armatures.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 35 Rédaction de rapports au MTQ
b) Estimation des coûts de bétonnage par coffrage fixe
Tableau 1 : Estimation du coût de l’opération de coffrage fixe
COÛT DE L'OPÉRATION 149 534,50 $ Linéaire de glissières (m) 255,89 $ Volume total de glissières (m³) 89,00 $
Coût par mètre linéaire de glissières 584,36 $ Coût par mètre cube de glissières 1 680,16 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Braquette pour tablier 1 60,00 $ mois 30,00 1 800,00 $
Installation de braquette 1 125,04 $ m 54,00 6 752,37 $
Matériaux de coffrage réutilisable 1 2,00 $ pi² 5402 10 804,00 $
Matériaux de coffrage non-utilisable 1 2,00 $ pi² 5402 10 804,00 $
Coffrage des glissières 1 13,17 $ pi² 5402 71 135,00 $
Béton MTQ type 13 (50 mpa) 1 210,00 $ m³ 93,45 19 624,50 $
Location pompe à béton 38m (transp. 1h) 2 205,00 $ h 12,71 5 211,10 $
Bétonnage des glissières de pont 1 49,19 $ m³ 93,45 4 596,59 $
Décoffrage des glissières 1 3,48 $ pi² 5402 18 806,95 $
Installation de braquette 6 752,37 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Contremaître menuisier 1 63,80 $ h 19,85 1 266,43 $
Manœuvre spécialisé 1 47,24 $ h 19,85 937,71 $
Menuisier 2 58,00 $ h 19,85 2 302,60 $
Camionnette 0,5 tonnes 1 11,25 $ h 19,85 223,31 $
Élévateur télescopique 1 20,00 $ h 19,85 397,00 $
Nacelle 1 30,00 $ h 19,85 595,50 $
Opérateur équip. Lourd cl. A 1 51,88 $ h 19,85 1 029,82 $
Coffrage des glissières (avec préparation des coffrage) 71 135,00 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Contremaître menuisier 1 63,80 $ h 154,34 9 846,89 $
Menuisier 5 58,00 $ h 154,34 44 758,60 $
Manœuvre spécialisé 1 47,24 $ h 154,34 7 291,02 $
Camion de service 1 18,75 $ h 154,34 2 893,88 $
Camionnette 0,5 tonnes 1 11,25 $ h 154,34 1 736,33 $
Élévateur télescopique 0,15 20,00 $ h 154,34 463,02 $
Opérateur équip. Lourd cl. A 0,35 51,88 $ h 154,34 2 802,51 $
Camion flèche (camion boom truck) 0,20 43,50 $ h 154,34 1 342,76 $
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 36 Rédaction de rapports au MTQ
Bétonnage des glissières de pont 4 596,59 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Cimentier applicateur contremaître 1 61,47 $ h 13,35 820,67 $
Manœuvre spécialisé 2 47,24 $ h 13,35 1 261,31 $
Cimentier applicateur 2 54,18 $ h 13,35 1 446,61 $
Camionnette 0,5 tonnes 1 11,25 $ h 13,35 150,19 $
Camion de service 1 18,75 $ h 13,35 250,31 $
Technicien ICA 1 50,00 $ h 13,35 667,50 $
Décoffrage des glissières 18 806,95 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Contremaître menuisier 1 63,80 $ h 77,17 4 923,45 $
Menuisier 2 58,00 $ h 77,17 8 951,72 $
Manœuvre spécialisé 1 47,24 $ h 77,17 3 645,51 $
Cimentier applicateur 0,10 54,18 $ h 77,17 418,11 $
Camionnette 0,5 tonnes 1 11,25 $ h 77,17 868,16 $
c) Estimation des coûts de bétonnage par coffrage coulissant
Tableau 2 : Estimation du coût de l’opération de coffrage coulissant
COÛT DE L'OPÉRATION 43 440,84 $ Les ml de G 255,89 $ Les m³ de G 89,00 $
Coût du ml de G 169,76 $ Coût du m³ de G 488,10 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Braquette pour tablier 1 60,00 $ mois 29,00 1 740,00 $
Installation de braquette 1 125,04 $ m 54,00 6 752,37 $
Achat moule 1 10 000,00 $ GL 0,1 1 000,00 $
Transport équipement 35 tonnes et + 1 1 073,60 $ UN 1 1 073,60 $
Installation de la corde 1 1,81 $ m 255,89 463,49 $
Préparation des équipements 1 596,90 $ UN 1 596,90 $
Béton MTQ type 13 (50 mpa) 1 210,00 $ m³ 95,23 19 998,30 $
Moulage de Jersey 1 113,72 $ m³ 95,23 10 829,11 $
Sciage de fissuration Jerseys 1 337,87 $ UN 1 337,87 $
Agent de cure chimique 1 1,00 $ m² 649,20 649,20 $
Installation de braquette 6 752,37 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Contremaître menuisier 1 63,80 $ h 19,85 1 266,43 $
Manœuvre spécialisé 1 47,24 $ h 19,85 937,71 $
Menuisier 2 58,00 $ h 19,85 2 302,60 $
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 37 Rédaction de rapports au MTQ
Camionette 0,5 tonnes 1 11,25 $ h 19,85 223,31 $
Élévateur téléscopique 1 20,00 $ h 19,85 397,00 $
Nacelle 1 30,00 $ h 19,85 595,50 $
Opérateur équip. Lourd cl. A 1 51,88 $ h 19,85 1 029,82 $
Transport équipement 35 tones et + 1 073,60 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Conducteur classe A 1 47,70 $ h 8,00 381,60 $
Tracteur+Fardier, Remor 35 t et + 1 86,50 $ h 8,00 692,00 $
Installation de la corde 463,49 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Manœuvre spécialisé 1 47,24 $ h 4,26 201,24 $
Manœuvre spécialisé contremaître 1 50,31 $ h 4,26 214,32 $
Camionette 0,5 tonnes 1 11,25 $ h 4,26 47,93 $
Préparation des équipements 596,90 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Opérateur équip. Lourd cl. A 1 56,14 $ h 5,00 280,70 $
Manœuvre spécialisé 1 47,24 $ h 5,00 236,20 $
Camionette 0,75 tonnes 4 roues motrices 1 16,00 $ h 5,00 80,00 $
Moulage de Jersey 10 829,11 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Machine à bordure Demix 2-64 1 175,00 $ h 18,92 3 311,00 $
Opérateur équip. Lourd cl. A 1 51,88 $ h 18,92 981,57 $
Camionette 0,5 tonnes 1 11,25 $ h 18,92 212,85 $
Manœuvre spécialisé 3 47,24 $ h 18,92 2 681,34 $
Camion de service 1 18,75 $ h 18,92 354,75 $
Manœuvre spécialisé contremaître 1,30 50,31 $ h 18,92 1 237,42 $
Cimentier applicateur 2 54,18 $ h 18,92 2 050,17 $
Sciage de fissuration Jerseys 337,87 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Manœuvre spécialisé 1 47,24 $ h 5,12 241,87 $
Camion de service 1 18,75 $ h 5,12 96,00 $
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 38 Rédaction de rapports au MTQ
d) Synthèse
Les caractéristiques des glissières et des bétons utilisés pour les deux opérations sont listées ci-après.
Tableau 3 : Caractéristiques géométrique - Glissière MTQ type 301
Paramètre Quantité Unité
Surface 0,3478 m²
Périmètre libre 2,537 ml
Linéaire 255,89 ml
Volume de béton 89 m³
Tableau 4 : Caractéristiques du béton MTQ type 13 (formule adaptée pour le moulage)
Opération Coulage Moulage
Résistance compression (MPa) 50 50
Affaissement (mm) 170 30
Coût par mètre cube 210,00 $ 210,00 $
Après estimation des coûts des deux opérations en se basant sur les hypothèses citées
précédemment (cf. Paragraphe 2.3.1.a.), nous obtenons les résultats suivants.
Tableau 5 : Coûts des opérations de réalisation des glissières
Opération coût par ml coût par m³ coût total
Coulage de parapets 584,36 $ 1 680,16 $ 149 534,50 $
Moulage de parapets 169,76 $ 488,10 $ 43 440,84 $
Pour le linéaire considéré, la méthode de coffrage fixe est de 3,44 fois plus chère ; la méthode de
coffrage coulissant est donc de loin la plus rentable. En bétonnant les glissières de ce projet par
un coffrage coulissant, une économie de coût de plus de 106 000$ est notable.
Quant à la durée de réalisation, elle est de 4,33 fois plus importante pour l’opération de moulage.
Pour ce projet, l’utilisation d’un coffrage coulissant aurait permis un gain de temps de 1 mois (cf.
Paragraphe 2.3.1.a.). La méthode de coffrage fixe est donc de loin la plus rentable et son utilisation
permet un gain précieux en temps de réalisation
Tableau 6 : Durées des opérations de coulage et de moulages des glissières
Opération Coulage Moulage Unité
Installation des braquettes 19,85 19,85 h
Coffrage des glissières 154,34 - h
Coulage des glissières 13,35 - h
Décoffrage des glissières 77,17 - h
Transport des équipements - 8,00 h
Installation de la corde - 4,26 h
Préparation des équipements - 5,00 h
Moulage de Jersey - 18,92 h
Sciage de fissuration - 5,12 h
TOTAL 264,71 61,15 h
Vitesse moyenne d'avancement 0,97 4,18 m/h
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 39 Rédaction de rapports au MTQ
2.3.2. Étude comparative sur la performance à long terme
Après durcissement, les glissières réalisées par coffrage fixe et les glissières moulées par un coffrage
coulissant se différencie par leurs :
Composition chimique ;
Microstructure (fissuration, réseaux poreux et taille des pores) : induite par la formulation du
béton et du mode et conditions de réalisation;
Macrostructure (enrobage des armatures, continuité du bétonnage) ;
Qualité de surface externe.
Ces différences jouent sur leurs comportements vis-à-vis des différentes contraintes
environnementales et structurelles au cours de leur durée de vie. Des études réalisées par les
Départements de Transport de certains états américains explicitent les phénomènes qui régissent la
détérioration de ces deux types de glissières et proposent des solutions pour les contrer. (Bazzo,
Delatte, & Kalabon, 2013)
a) Rencontre informative de GOMACO
En 2006, Gomaco, fabricant d’équipement de coffrage glissant, a réalisé une présentation au
« Midwest Concrete Consortium Meeting » intitulée « Bridge Paving Equipment Update ». L’objectif
de cette présentation était d’informer les participants de l’événement sur les problèmes récents de
fissuration des parapets et du tablier suite à l’utilisation de la méthode coffrage coulissant, et sur les
facteurs de design et les méthodes de construction associés à ces problèmes. Les facteurs
contribuant à la fissuration des parapets ont été identifiés et sont listés ci-dessous :
La formulation du béton ;
La configuration des parapets;
La conception du ferraillage des parapets ;
Le positionnement des vibrateurs dans le moule de la machine à coffrage coulissant ;
La vitesse d’extrusion des profils de béton.
b) Études des Département de Transports américains
b.1) Le Département de Transport d’Illinois
Les problèmes de fissuration des glissières de l’Illinois sont dues principalement à :
L’espacement entre les joints des parapets : en conséquence, le Département de Transport
d’Illinois a recommandé un espacement réglementaire maximum de 20 pieds (6,1 m) entre
joints sur la portion haute du parapet ;
Une consolidation insuffisante du béton des glissières construites par coffrage glissant : le
Département de Transport d’Illinois a donc conduit un moratoire temporaire sur le coffrage
glissant des parapets. Ce moratoire a listé plusieurs exigences qui doivent être remplies
incluant le développement de procédures de construction, les détails de ferraillage, les
formulations de bétons, et des procédures de contrôle de qualité pour assurer la
consolidation adéquate, l’uniformité, et la qualité d’entretien des parapets extrudés.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 40 Rédaction de rapports au MTQ
b.2) Le Département de Transport du Michigan
En 2007, le Département de Transport du Michigan a publié un rapport intitulé « Performance of
Michigan’s Concrete Barriers » (Staton & Knauff). Les objectifs principaux du rapport sont :
l’identification des différents types de designs de barrières ;
l’évaluation des performances sur terrain des designs de barrières ;
l’identification des facteurs potentiels pouvant contribuer à la détérioration prématurée de
ces structures.
Ce rapport à souligner les changements dans la conception de ces barrières durant les dernières
décennies ainsi que quelques mécanismes de détériorations du béton. Ces informations réunies ont
permis d’identifier les différents facteurs intervenant dans le processus de détérioration de ces
structures :
Les glissières modernes avec leur face solide continue permet à la neige et aux sels de
déglaçage de s’accumuler sur la face intérieur du parapet ;
La méthode du coffrage glissant expose le béton frais à une fissuration jeune âge plus sévère
que celle issue de la méthode de coffrage fixe ;
La durabilité face aux cycles gel/dégel des structures a diminué avec l’augmentation de
l’utilisation d’agrégat d’absorption élevée et de laitier de fourneau dans les formules de béton;
L’utilisation croissante de produits de déglaçage sur les routes a augmenté la vitesse de
corrosion induite par les chlorures des armatures.
c) Bilan
Les différents constats et études réalisées sur les glissières de ponts montrent que certains défauts
sont attribuables à la méthode de bétonnage par coffrage coulissant telle qu’elle a été utilisée dans
ces projets. Ceux-ci sont dus à une mauvaise conception des glissières (espacement entre les joints,
ferraillage, formule de béton) et à des vices de construction (compactage insuffisant, cure du béton).
Néanmoins, étant donnée les gains en coût et en temps de réalisation considérables que génère la
méthode de coffrage coulissant, elle reste une méthode plus avantageuse même si l’on envisage des
remplacements à court terme des glissières moulées.
Bien au-delà, grâce aux progrès techniques et scientifiques actuels et à l’expérience acquise quant aux
facteurs causant la détérioration rapides des glissières moulées, nous pouvons proposer des solutions
permettant de construire des glissières par coffrage coulissant avec une durabilité semblable à celles
des glissières fixes.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 41 Rédaction de rapports au MTQ
2.4. La méthode choisie de bétonnage par coffrage coulissant
2.4.1. Des solutions proposées pour contrer la détérioration rapide des glissières
a) Rencontre Informative de Gomaco
À cette rencontre, Gomaco a proposé plusieurs solutions permettant obtenir des résultats optimaux
avec la méthode de coffrage coulissant : (Bazzo, Delatte, & Kalabon, 2013)
La construction des barrières de grande hauteur doit être évitée ;
Les formes circulaires sont plus favorables que les formes chanfreinées ;
Une quantité importante d’armatures dans le parapet doit être évitée car celle-ci est
défavorable pour l’enrobage des armatures et la consolidation du béton
Les cages d’armatures doivent être rigidifiées pour empêcher un mouvement excessif durant
l’opération de coffrage coulissant
Les vibrateurs ne doivent pas bloquer l’écoulement du béton ou être en contact avec les
aciers d’armature
La vitesse d’avancement de la machine doit être réglée en fonction des conditions
climatiques spécifiques, à la disposition des armatures et à la formule du béton pour chaque
projet.
b) Le Département de Transport de l’Illinois
En 2007, le Département de Transport d’Illinois a publié le « Guide Bridge Special Provision
Number 61 », qui spécifie les changements dans la réglementation en vigueur pour prévenir la
fissuration prématurée des parapets de pont réalisés par extrusion. Nous listons ci-dessous le résumé
de quelques spécifications : (Illinois Department of Transpotation, 2012)
La vitesse des machines extrudeuses ne doit pas dépasser 3 pieds (0,9 m) par minute.
Les interruptions d’approvisionnement en béton depuis le camion malaxeur à la machine ne
doivent pas dépasser 15 min.
Les intersections d’armatures dans le parapet doivent être complètement serrées pour
maintenir la rigidité durant la pose de béton.
Des armatures en polymère de fibres de verre doivent être utilisées dans les sections où
seront situés les joints sciés.
Les joints ne doivent pas être espacés de plus de 20 pieds (6,1 m).
Un vide au minimum de 4 pouces (100mm) doit être réalisé sur le renforcement horizontal
au niveau des joints.
Le sciage des joints doit être effectué après un durcissement suffisant du béton et avant la
fissuration due au retrait du béton : pas plus de 8 heures après la pose du parapet.
Le béton doit être recouvert par un produit de cure placé continuellement sur toute la surface 30
minutes à la suite de l’opération de coffrage glissant.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 42 Rédaction de rapports au MTQ
2.4.2. Les paramètres déterminants pour la performance à long terme
Les divers constats et études sur les glissières ayant subi une détérioration rapide, réalisés par les
Départements de Transport des États américain, ont permis de mettre en évidence les facteurs
influençant sur la durabilité des parapets dus à l’utilisation d’un coffrage coulissant ainsi que les
phénomènes qui les régissent. Pour contrer ces problèmes et donc atteindre une durabilité
équivalente voir meilleure que celle du coffrage fixe, il faudra adapter les paramètres relatifs à la
méthode de coffrage coulissant dans le but d’obtenir un fonctionnement optimal de la structure face
aux différentes contraintes qu’elle subit tout au long de sa durée de vie. Ces paramètres peuvent être
classés en quatre catégories, illustrées sur le schéma heuristique suivant.
Figure 48 : Schéma heuristique des paramètres affectant la durabilité des glissières moulées de ponts
Le choix de la méthode de bétonnage par coffrage coulissant reposera alors sur ces paramètres, et ce
en respectant les normes et exigences du MTQ. Étant donné leur interdépendance (entre la
formulation du béton et son compactage par exemple), nous nous intéresserons d’abord aux
conditions climatiques de bétonnage et aux précautions à prendre face aux intempéries. Nous
déterminerons ensuite la méthode de rigidification des cages d’armature pour éviter leur
déplacement lors du passage de la machine. Et ainsi, grâce à un choix judicieux de la formulation du
type de béton préconisé par le MTQ, nous procéderons au choix des techniques de construction
relatives au compactage du béton, à la finition des profils extrudés, à la cure du béton et à la mise en
place des joints permettant de contrôler la fissuration.
Performance & Durabilité de la glissière
Techniques de Construction
Joints Cure
Finition
Compactage
Climat
T°, Humidité, Vent Intempéries
Béton
Formulation
Résistance
Armatures
Enrobage
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 43 Rédaction de rapports au MTQ
2.4.3. Choix de la méthode de bétonnage
a) Conditions climatiques
a.1) Conditions nécessaires pour le bétonnage des glissières
Afin de s’assurer de l’obtention d’un béton final durable, la considération des conditions climatiques
favorables au bétonnage est nécessaire et primordiale. On distingue deux cas extrêmes dans
lesquelles des précautions supplémentaires doivent être prise : le bétonnage par temps chaud et le
bétonnage par temps froid. Ces conditions affectent non seulement le choix des techniques de
construction, mais aussi la formule de béton. Elles sont déterminées en Annexe M.
a.2) Précautions face aux intempéries
Dans le cas où la pluie, la neige ou une bruine venait à tomber, des précautions supplémentaires
doivent être considérées. Le tableau ci-dessous résume les dispositions à prendre pour protéger les
glissières.
Tableau 7 : Dispositions supplémentaires en cas d’intempéries
Dispositions Bruine Pluie
fine intense
Couverture de la glissière oui oui oui
Rajout d'une couche de Polyéthylène non oui oui
Arrêt de bétonnage non non oui
En cas de bruine, une toile de jute suffit pour absorber l’eau supplémentaire qui aurait pu altérer la
teneur en eau du béton en surface et donc causer une diminution de ses résistances. Par
recouvrement du béton l’écart de température entre l’intérieur du béton et l’air ambiant est plus
faible, et ce grâce au dégagement de chaleur. Ceci permet d’éviter toute fissuration thermique.
Figure 49 : Toile de jute servant de couverture en cas d’intempéries pour les glissières en béton frais
Cependant, la toile de jute à elle seul ne suffit pas pour absorber toute l’eau issue d’une pluie. Pour
cela, il est nécessaire de rajouter une couche de polyéthylène par-dessus la toile afin d’assurer une
bonne étanchéité du système. Lorsqu’il s’agit d’une pluie intense, un arrêt de bétonnage est
nécessaire.
Les dispositions à prendre contre la neige sont celle concernant le bétonnage en temps froid des
glissières en béton armé de pont (cf. Paragraphe 2.4.3.1.a). À cet effet, le bétonnage doit être arrêté,
les glissières protégées, et la mise en place d’un système de chauffage peut être nécessaire.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 44 Rédaction de rapports au MTQ
b) Enrobage des Armatures
Conformément à la norme 5101 du Ministère, les armatures pour les glissières armées de pont
doivent être en acier galvanisé de nuance 400W.
Trois méthodes d’assemblage des armatures existent : la ligature avec du fil recuit, la soudure, et
l’assemblage par coupleurs. Conformément au CCDG, l’utilisation de la soudure pour l’assemblage
des armatures pour les ouvrages d’art est interdite. Les coupleurs, étant à la fois chers et
encombrant, ne seront pas envisagés pour ce genre d’opération. Pour obtenir une meilleure rigidité
et éviter tout déplacement lors de la mise en place du béton, les barres d’armature seront solidement
fixées aux moyens de ligatures de fils d’acier dédoublés à tous les croisements. Le fil d’acier utilisé
pour lier les armatures doit être en acier recuit et avoir un diamètre d’au moins 1,6 mm (calibre 16)
et replié pour avoir le même enrobage que celui exigé pour les barres qu’il fixe. Conformément, au
CCDG et à la norme 5101, les armatures ainsi que les fils recuits doivent être tous les deux
galvanisés.
Aussi, on veillera à fournir un soin particulier relatif à la précision de la pose du béton lors de la
mise en place des fils de guidage et de l’ajustement de la position du moule. Afin de s’assurer
de la bonne mise en place des armatures, on réalisera une passe à vide avec la machine.
De plus, le moule sera équipé, en amont, d’un cadre métallique ou en néoprène dont le but est de
redresser les armatures. Les détails de ce système spécialement conçu pour cette opération sont
explicités en Annexe F. Notons aussi que cette technique est d’autant plus efficace que la courbure
de la trajectoire est faible.
Les dispositions constructives citées ci-avant ainsi que le choix minutieux de la formulation et de la
méthode de compactage du béton permettront d’assurer un bon enrobage des armatures. Le mode
de réalisation des joints de retrait tiendra compte de la présence des aciers et de leur continuité et
permettra d’éviter toute initiation de corrosion.
c) Le béton
c.1) Caractéristique du béton
Un béton MTQ de type 13 de résistance à la compression 50 MPa conforme à la norme 3101 du
Ministère sera envisagé pour le bétonnage des glissières armées. La formule sera adaptée de manière
à obtenir une résistance minimale à 24 heures de 10 MPa ainsi que les caractéristiques décrites sur le
Tableau 8.
Tableau 8 : Caractéristiques du béton à considérer pour les glissières armées de pont
Résistance à la compression 50 MPa
Affaissement 30 ± 20 mm
Gros granulats 5 à 14 mm
Rapport E/C 0,34 à 0,38 -
Masse minimale de liant 410 kg/m³
Perméabilité maximale aux ions chlorure maximale 1000 Coulombs
Espacement maximal entre bulles d'air 230 µm
Teneur en air 5 à 8 %
Type de liant GUb-SF -
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 45 Rédaction de rapports au MTQ
Ces caractéristiques correspondent à celle d’un béton de masse volumique normale de type 13,
excepté les valeurs en gras dans le tableau précédent (cf. Annexe D). Ces dernières ont été adaptées :
Un affaissement de 30 ± 20 mm a été pris en compte afin de permettre une bonne mise en
œuvre du béton lors du moulage et de respecter les exigences quant aux dimensions finales
de la glissière ;
La plage de teneur en air autorisé pour un béton type 13 a été réduite à l’intervalle [5% ; 8%]
pour assurer une bonne durabilité, les glissières étant l’un des éléments de pont les plus
sollicités par l’action du gel.
c.2) Choix du mélange
Dans un premier lieu, nous avons utilisé la méthode de Dreux-Gorisse pour déterminer une
approximation des proportions du mélange (cf. Annexe H). Ensuite, une rencontre avec Demix Béton
a été cédulée le mercredi 23 juillet 2014 dans le but d’établir en laboratoire une formule finale
satisfaisant aux caractéristiques voulues.
En vérifiant les dosages (en eau, ciment et granulats) finaux issues de la méthode de Dreux-Gorisse
par rapport aux formules testés de Demix Béton pour des béton ayant des caractéristiques similaires à
celles voulues, nous remarquons que les proportions du mélange sont proches (cf. Annexe I dernière
colonne du tableau). Nous avons alors fixé les dosages pour chacun des constituants en se basant sur
ces formules pré-qualifiées.
Le tableau en Annexe I montre clairement que la formule choisie permet d’obtenir un béton
permettant une bonne mise ouvre sur chantier. À 40 minutes suivant son premier malaxage, le béton
frais sera livré sur chantier avec un affaissement de 4cm et une bonne rhéologie comme le montre la
figure suivante.
Figure 50 : Le béton frais formulé après son deuxième malaxage (à 40 minutes)
Aussi, le réseau de bulles d’air contenu dans le mélange lui confère une bonne résistance aux cycles
gel/dégel. La teneur en air est idéalement inscrite dans la plage admissible avec 7% à 40 minutes.
Figure 51 : Détermination de la teneur en air du béton frais
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 46 Rédaction de rapports au MTQ
L’essai de compression à 24 heures montre que la résistance minimale exigée de 10MPa est
largement respectée (28,7MPa). Même pour un bétonnage par temps froid (cf. paragraphe 2.4.3.a.),
l’ajout d’adjuvants accélérateurs de prise n’est donc pas nécessaire.
Notons aussi que des essais sur béton durci seront réalisés tels que l’essai de compression à 28 jours
et ce, afin de s’assurer du respect des autres caractéristiques requises. De plus, les autres formules du
tableau précédent présentent des proportions très similaires au béton formulé et respectent très
largement ces exigences.
Ainsi, en élaborant une formule respectant des exigences encore plus strictes que celles requises,
nous assurant un bon comportement du béton à long terme dans les conditions environnementales
québécoises. Pour une bonne mise en œuvre de ce béton, nous choisirons judicieusement les
techniques de construction de la méthode ci-après.
d) Techniques de construction
d.1) Compactage du béton
Lors du moulage de glissières rigides, le béton est compacté à l’aide de vibrateurs hydrauliques placée
à l’intérieur de la trémie. Ces vibrateurs ont l’avantage de travailler avec une énergie variable dans les
différentes zones. En effet, la fréquence de chacun de ces vibrateurs peut être réglée
individuellement depuis le poste de conduite. Ceci permet l’obtention de résultats optimaux même
pour un béton acheminé hétérogène. (Wirtgen Group, 2009)
Pour éviter toute collision des armatures avec les vibrateurs, le moule est élargi (cf. Figure suivante).
Leur positionnement, leur rayon d’action et leur fréquence de vibration doivent permettre de
compacter tout le béton avant sa sortie en aval du moule. La vitesse d’extrusion, quant à elle, sera
réglée de manière à obtenir pour tout volume de béton une durée compactage suffisante sans
atteindre la ségrégation.
Figure 52 : Disposition des vibrateurs dans un moule pour glissière armée
Pour homogénéiser le béton, les vibrateurs sont placés dans le moule à des intervalles réguliers en
tenant compte de l’emplacement des armatures. Un rayon d’action suffisant permettra alors de
s’assurer que tout volume de béton sortant en avale sera compacté. Celui-ci est décrit comme étant
le faisceau cylindrique se formant au tour de la tige du vibrateur. Lorsque la fréquence varie, le rayon
d’action est modifié en conséquence, et avec lui toute la zone effective de compactage.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 47 Rédaction de rapports au MTQ
Le pouvoir de compactage des vibrateurs dépend de plusieurs paramètres dont la consistance du
béton et le type d’adjuvant. L’expérience montre qu’un compactage de qualité requiert un régime de
la tige du vibreur compris entre 130 et 200 Hz. Le diamètre du cercle défini par le rayon d’action
d’un vibrateur est alors approximé par 10 fois le diamètre du vibrateur.
La disposition des vibrateurs doit être déterminée en assurant un chevauchement suffisant des
rayons d’action, et ce afin que toute section de la glissière soit vibrée de manière homogène (cf.
Annexe G).
À cet effet, la vitesse d’avancement de la machine doit être suffisamment lente pour permettre une
durée suffisante de compactage pour une section vibrée de la glissière (cf. Figure ci-dessous). Les
vibreurs, et donc la zone vibrée, sont fixes par rapport au moule. La distance minimale parcourue
par un élément de béton dans la zone vibré dépend du chevauchement entre les rayons d’action.
Une distance entre vibrateurs maximale de 0,85 fois leur diamètre d’action est généralement
préconisée, d’où une distance minimale compactage :
√ √ √
avec R le rayon d’action et D le diamètre d’action d’un vibrateur.
Figure 53 ; Processus de compactage du béton d’une glissière extrudée en béton armé
Pour un vibrateur de diamètre 67 mm :
Le béton extrudé est un béton ferme, une durée de compactage moyenne d’1 minute est
recommandée. Pour un chevauchement minimal, la vitesse maximale d’extrusion vaut :
La vitesse de la machine doit rester inférieure mais assez proche à cette vitesse, et ce afin d’assurer
un bon compactage sans atteindre la ségrégation (cf. Annexe G).
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 48 Rédaction de rapports au MTQ
De plus, pour répartir au mieux l’énergie de compactage dans le béton se trouvant dans le coffrage
coulissant, le béton dans la trémie doit exercer une certaine pression statique par son poids propre. Il
est maintenu à un niveau constant pour obtenir une qualité de compactage optimale et une planéité
parfaite.
d.2) Finition des profils extrudés
La finition sera réalisée par des cimentiers applicateurs à l’aide d’une truelle puis d’un balai comme
illustré sur la Figure suivante.
Figure 54 : Entretien de la glissière à l’aide d’une truelle puis d’un balai
Ceci permettra d’obtenir une texture améliorant la réflexion de la lumière et d’améliorer les
caractéristiques antidérapantes de la glissière.
Figure 55 : Finition balais de lumière sur une glissière en béton fraichement moulée
La finition de la partie externe de parapet de pont se fera grâce à l’utilisation d’un système de
support pour les cimentiers qui se placera sur le pont. Pour assurer une bonne sécurité des
cimentiers et une plus grande fluidité du travail, le système support de fixation sur la machine à
coffrage coulissant, le plus fréquent, ne sera pas utilisé ; on optera pour un camion passerelle.
Figure 56 : Systèmes de support des cimentiers pour bétonnage des parapets
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 49 Rédaction de rapports au MTQ
Aussi, les joints sont préparés durant cette phase de finition, afin d’anticiper tout retrait pouvant se
produire plus rapidement que prévu.
Figure 57 : Préparation des joints durant la finition des profils extrudés
d.3) Cure du béton
La cure du béton a pour objet d’éviter une déperdition très rapide de l’eau qui aurait pour
conséquences :
Des variations dimensionnelles importantes pouvant induire l’apparition de fissures :
l’évaporation prématurée de l’eau se traduit par une augmentation du retrait plastique
(intervenant dans les 3 à 6 premières heures suivant la mise en place) qui peut être
considérable pour des vitesses de vent de l’ordre de 30 km/h (cf. Annexe E);
Une hydratation imparfaite du ciment donc une diminution des résistances : par temps
chaud, l’évaporation est accélérée d’autant plus que la température du béton est supérieure à
celle de l’air, l’hydratation du ciment est ralentie en conséquence.
Le but de la cure est donc de limiter au maximum cette déperdition d’eau du béton jeune. Afin de
contrer ces phénomènes, elle doit être appliquée environ 2 heures après le moulage de chaque
tronçon de glissière armée.
On distingue deux procédés de cure pour les glissières moulées :
- Cure par humidification réalisée :
o par arrosage mécanique ;
o par mise en place de toiles perméables dont l’humidité est maintenue par arrosages
intermittents ;
o ou par la pulvérisation d’un brouillard.
- Cure par protection temporaire imperméable réalisée :
o par la mise en place de bâches étanches ;
o ou par la mise en place d’un produit de cure agréé et compatible avec le revêtement
définitif (cure chimique).
Le procédé de cure par humidification ne peut pas être employé par temps de gel et son efficacité est
limitée s’il y a du vent. En période hivernale, cette cure n’est donc pas appropriée pour un bétonnage
sur pont à grande hauteur.
La cure chimique à l’avantage de former une pellicule étanche sur le béton qui assure sa protection
contre la perte d’eau due à des conditions atmosphériques défavorables (vent, pluie, soleil, variation
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 50 Rédaction de rapports au MTQ
d'hygrométrie, etc.) et à la réaction exothermique d'hydratation du béton. Aussi, comparée aux autres
méthodes, la cure chimique est très rentable et sera alors privilégiée pour ce genre d’opérations.
Le matériau de cure doit être pigmenté blanc (type 2) conforme aux exigences de la norme ASTM C
309 « Standard Specification for Liquid Membrane Forming Compounds for Curing Concrete » et
doit limiter la perte d’humidité à un maximum de 0,35 kg/m² après 72 heures. L’essai est effectué
selon la norme ASTM C 156 « Standard Test Method for Water Retention by Concrete Curing
Materials » en applicant le produit selon le taux recommandé par le fabricant.
Figure 58 : Application d’une cure chimique sur une glissière en béton frais
Après la pose du béton, ce produit sera pulvérisé continuellement sur toute la surface exposée à l’air
ambiant du béton frais dès lors que son aspect devient mat 30 minutes au plus après moulage. Aussi,
il doit être agité avant son application afin d’obtenir un film homogène sur toute la surface.
Toutefois, son taux ne doit pas être inférieur à 0,2 L/m².
Comme indiqué au CCDG par rapport au les glissières moulées régulières, cette cure doit
commencer immédiatement après la finition des surfaces de la glissière moulée de pont et doit être
maintenue pendant 7 jours consécutifs à une température d’au moins 10°C ou pendant le temps
nécessaire pour atteindre 70% de la résistance à la compression exigée à 28 jours.
La cure par mise en place de bâches étanches, quant à elle, ne sera envisagée qu’en cas d’intempérie
ou de bétonnage par temps froid.
d.4) Mise en place des joints
Pour la prévenir la fissuration des glissières en béton armé due principalement aux retraits jeune âge
et à la dilatation thermique, les joints doivent être placés correctement.
Deux techniques existent pour la mise œuvre des joints de retrait :
- Joints entaillés par un disque à tronçonner diamant par exemple : une entaille de 2 à 3 cm
(0,8 à 1,2 pouces) est réalisée sur toute la section du profil. Après la phase de durcissement
du béton, la section est affaiblie par cet entaille ce qui provoque l’apparition volontaire de la
fissure à l’endroit prédéfini en se propageant sur toute la section. Ces joints doivent être sciés
après que le béton est suffisamment durci pour être entaillés proprement sans rupture du
matériau et avant que les forces de traction ne commencent à s’exercer sur le béton en
durcissement, et ce sans dessertir les granulats ni causer d’épaufrures. Par temps chaud,
l’entaille peut être réalisée quelques heures après la pose de la glissière. En revanche, il faudra
attendre 1 à 2 jours avant l’entaille des joints par temps froid. Dans les conditions de
bétonnages normaux, 6 heures d’attente après pose suffisent pour l’entaille des joints.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 51 Rédaction de rapports au MTQ
Figure 59 : Joints entaillés par un disque à tronçonner diamant
- Joints incorporés aux cages d’armatures avant le passage de la machine : des planches
asphaltiques ou en caoutchouc ou autres.
Figure 60 : Joints mise en place lors la pose des armatures (pont Redbournberry - Australie)
Les joints de retraits entaillés sont préférés aux joints incorporés car ces derniers gênent la
propagation des vibrations de compactage. Afin de réaliser l’entaille des glissières avec précision, un
marquage sera réalisée sur la chaussée à proximité de l’endroit prévu pour la pose de la glissière, une
fois que les armatures sont mises en places avant de commencer le bétonnage. L’écart entre les
différents joints doit être compris entre 4,5 et 10 mètres.
Une fissuration, au droit des joints de retrait, due au retrait jeune âge est amorcée par la discontinuité
créée dans le béton. Les armatures de glissière, étant continus à ce niveau, doivent être protégées de
toute infiltration d’agents agressifs. Aussi, étant fissuré, le béton est vulnérable à l’action du gel. Un
scellement étanche des joints de retrait est alors indispensable : une fois entaillées les joints de retrait
seront nettoyés avec de l’air comprimé, enduit à l’aide d’un primer, puis scellés avec de la silicone en
formant une surface fermée. (Wirtgen Group, 2009)
Les joints de dilatation des glissières seront placés au même niveau que les joints de dilatation du
tablier. À cet endroit, une discontinuité de l’acier de glissières armées est prévue. Ces joints seront
réalisés par sciage à l’aide d’une tronçonneuse, nettoyés avec de l’air comprimé, enduit à l’aide d’un
primer, puis scellés avec de la silicone en formant une surface fermée afin d’empêcher toute
intrusion de corps étrangers qui pourrait s’opposer à la dilatation thermique du béton et provoquer
l’apparition de fissures.
Figure 61 : Réalisation de joint de dilatation à l’aide d’une tronçonneuse
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 52 Rédaction de rapports au MTQ
2.5. Étude de rentabilité de la méthode choisie par rapport au coffrage fixe
2.5.1. Phasage du bétonnage de glissières sur pont avec la méthode choisie
Dans cette partie, nous considérons le même pont que celui étudié en Partie 3 en comparant cette
fois-ci la méthode choisie en Partie 4 avec la méthode du coffrage fixe. La modification des
hypothèses considérées est alors nécessaire. Les nouvelles hypothèses sont décrites ci-dessous :
Nous supposons d’abord que les conditions météorologiques sont favorables pour le
bétonnage en temps normal des glissières ;
Les glissières à réaliser sont de types 301 (cf. Annexe A) : il s’agit de deux parapets de pont
continus (un à chaque extrémité) ;
Conformément aux exigences ministérielles, les armatures seront galvanisées ;
Un béton de type 13 (cf. Annexe D) est prévu pour les deux opérations :
Dans le cas du coffrage coulissant, la formule de béton élaborée en Partie 4 sera
utilisée ;
Dans le cas de coffrage fixe, c’est la formule standard qui sera envisagée ;
Le volume total de glissières à poser est de 89,00 m³, soit une longueur totale d’environ
256m ;
On considèrera une perte en volume de béton de 5% pour le coffrage fixe et une perte de
7% pour le coffrage coulissant ;
L’utilisation d’un camion passerelle permet d’éviter l’emploi du système support avec
braquettes pour le cas de coffrage coulissant. En revanche, nous considérons que les
braquettes seront utilisées pour maintenir le coffrage fixe des glissières.
Nous listons ci-dessous les différentes phases permettant le bétonnage des glissières avec la méthode
de coffrage coulissant choisie :
Mise en place des armatures : cette phase inclue l’assemblage des armatures par des fils
recuits dédoublés et le marquage de la chaussée permettant de repérer l’emplacement des
joints après le moulage des glissières.
Installation des fils de guidage : les fils seront placés sur des potences fixées sur des tiges
métalliques. Ces tiges sont noyées dans des socles massifs lourds en béton.
Figure 62 : Socles massifs en béton assurant le bon placement et le non déplacement du fil
À cette phase, une attention particulière sera accordée à la précision transversale et
altimétrique des fils. Aussi, il est préférable que le fil soit le plus éloigné possible de la
glissière afin de faciliter l’opération de finition.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 53 Rédaction de rapports au MTQ
Préparation des équipements : la machine est positionnée de sorte que les capteurs soient
adéquatement placés sur fil de guidage. La position du moule par rapport à la machine est
par la suite réglée avec grande précision pour un bon enrobage des armatures.
Passage à vide de la machine : le cadre de redressement, préalablement fixé au moule,
permettra de vérifier le bon positionnement des armatures et de le régler le cas échéant.
Moulage des glissières armées : le béton acheminé jusqu’à la trémie est vibré puis extrudé.
La formule choisie avec son faible affaissement et la méthode de vibration assure un bon
enrobage des armatures et des profils réguliers nécessitant peu d’entretien. La finition de ces
profilés est alors effectuée, et ce en préparant les joints par des discontinuités verticales. Dès
que la couleur des profilés devienne mâte, les produits de cure sont appliqués de manière
homogène (cf. Paragraphe 2.4.3.d.3.).
Sciage des joints : Environ 6 heures après le moulage des glissières, les joints de retrait et
de dilatation sont entaillées ou sciées selon les recommandations prescrites en Partie 4.
Préparation pour le transport des équipements : à la fin de la journée, la machine et les
autres équipements utilisés sont nettoyés de tout résidu de béton et préparés pour leur
transport. La durée de cette phase est estimée à 1 heure par jour.
Le tableau suivant permet d’estimer la durée de réalisations des glissières armée pour chacune des
méthodes.
Tableau 9 : Estimatif des durées de réalisation sur chantier des glissières armées
Phases Durée (h)
Coffrage fixe Coffrage coulissant
Installation des braquettes 19,9 -
Mise en place des armatures 8,0 8,0
Coffrage des glissières 154,3 -
Coulage des glissières 13,4 -
Décoffrage des glissières 77,2 -
Installation des fils de guidage - 4,5
Préparation des équipements - 5,0
Passage à vide de la machine - 2,0
Moulage des glissières - 24,0
Sciage des joints - 5,5
Préparation pour le transport des équipements - 5,0
TOTAL 272,7 54,0
Nous remarquons que la méthode de coffrage coulissant choisie permet une plus brève intervention
sur site. Pour le linéaire de glissières armées considéré, elle est 5 fois plus rapide que la méthode de
coffrage fixe !
Nous pouvons conclure que même en tenant compte de dispositions supplémentaires visant
l’amélioration de la qualité et de la durabilité des glissières armées la méthode de coffrage coulissant
reste bien plus avantageuse en matière de durée de réalisation.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 54 Rédaction de rapports au MTQ
2.5.2. Estimatif des coûts de bétonnage des glissières armées
Nous commençons d’abord par le calcul du métré des armatures des glissières type 301 à bétonner
sur ce pont. Nous considérons alors un joint par chaque tronçon de 6 mètres de glissière : pour une
longueur de 2 * 127,95 m, il y a 46 joints et donc 44 espacements entre joints consécutifs. Grâce aux
espacements entre cadres indiqués dans le dessin normalisé de la glissière type 301 (cf. Annexe A),
nous déterminons alors leur nombre :
(
)
Ces données étant établies, le métré des armatures est alors déterminé :
Tableau 10 : Métré de l’acier des glissières armées du pont considéré
Élément Désignation Longueur (m) Nombre P. métrique (kg/m) Poids (kg)
Cadre - barre n°1 15M 1,473 1320 1,570 3 052,8
Cadre - barre n°2 20M 1,019 1760 2,355 4 223,6
Cadre - barre n°3 20M 1,320 1760 2,355 5 472,7
Barre Longitudinale 15M 127,9 28 1,570 5 624,6
Crochets d'extrémité 15M 0,300 56 1,570 26,4
Total (sans pertes) - - - - 18 400
Total (3% de pertes) - - - - 18 952
Figure 63 : Dénomination des barres d’armature
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 55 Rédaction de rapports au MTQ
a) Méthode de coffrage fixe
Les hypothèses pour cet estimatif sont inchangées par rapport à celles de la partie 3. Le calcul reste
le même que celui du paragraphe 2.3.1.b avec, cette fois-ci, l’ajout des coûts de pose et de
fournitures des armatures (coûts identiques à ceux du coffrage coulissant). Ceci permettra de
comparer les coûts totaux du bétonnage des glissières pour les deux méthodes étudiées.
Tableau 11 : Estimatif des coûts de bétonnages des glissières par la méthode de coffrage fixe
COÛT DE L'OPÉRATION 212 644,90 $
Linéaire de glissières (m) 255,89 $ Volume de glissières (m³) 89,00 $
Coût métrique 830,99 $ Coût volumique 2 389,27 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Location de braquettes pour tablier 1 60,00 $ mois 30,00 1 800,00 $
Installation des braquettes 1 125,04 $ m 54,00 6 752,37 $
Fourniture et pose des armatures 1 3,33 $ kg 18 952 63 110,40 $
Matériaux de coffrage réutilisable 1 2,00 $ pi² 5402 10 804,00 $
Matériaux de coffrage non-utilisable 1 2,00 $ pi² 5402 10 804,00 $
Coffrage des glissières (préparation incluse) 1 13,17 $ pi² 5402 71 135,00 $
Béton MTQ type 13 (50 MPa) 1 210,00 $ m³ 93,45 19 624,50 $
Pompe à béton 38m (location + transport) 2 205,00 $ h 12,71 5 211,10 $
Bétonnage des glissières de pont 1 49,19 $ m³ 93,45 4 596,59 $
Décoffrage des glissières 1 3,48 $ pi² 5402 18 806,95 $
b) Méthode de coffrage coulissant choisie
Tableau 12 : Estimatif des coûts de bétonnage des glissières par la méthode choisie
COÛT DE L'OPÉRATION 112 296,36 $ Le linéaire des glissières (m) 255,89 Le volume des glissières (m³) 89,00
Coût métrique des glissières 438,84 $ Coût volumique des glissières 1 261,76 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Achat du moule 1 25 000,00 $ GL 0,2 5 000,00 $
Achat du cadre redressant 1 500,00 $ UN 0,2 100,00 $
Transport équipement 35 tonnes et plus 1 1 073,60 $ UN 1 1 073,60 $
Fourniture et pose des armatures 1 3,33 $ kg 18 952 63 110,40 $
Installation des fils de guidage 1 1,91 $ m 255,89 489,60 $
Préparation des équipements 1 575,60 $ UN 1 575,60 $
Béton MTQ type 13 (50 MPa) 1 210,00 $ m³ 95,23 19 998,30 $
Moulage des glissières 1 219,85 $ m³ 95,23 20 936,71 $
Sciage des joints des glissières 1 362,95 $ UN 1 362,95 $
Agent de cure chimique 1 1,00 $ m² 649,20 649,20 $
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 56 Rédaction de rapports au MTQ
Transport équipement 35 tonnes et plus 1 073,60 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Conducteur classe A 1 47,70 $ h 8,00 381,60 $
Tracteur + Fardier, Remorque (35 t et +) 1 86,50 $ h 8,00 692,00 $
Installation des fils de guidage 489,60 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Manœuvre spécialisé 1 47,24 $ h 4,50 212,58 $
Manœuvre spécialisé contremaître 1 50,31 $ h 4,50 226,40 $
Camionnette 0,5 tonnes 1 11,25 $ h 4,50 50,63 $
Préparation des équipements 575,60 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Opérateur équipement lourd classe A 1 51,88 $ h 5,00 259,40 $
Manœuvre spécialisé 1 47,24 $ h 5,00 236,20 $
Camionnette 0,75 tonnes 4 roues motrices 1 16,00 $ h 5,00 80,00 $
Moulage des glissières 20 936,71 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Machine à bordure Demix 2-64 1 175,00 $ h 24,00 4 200,00 $
Opérateur équipement lourd classe A 1 51,88 $ h 24,00 1 245,12 $
Camion passerelle + Opérateur 1 300,00 $ h 24,00 7 200,00 $
Camionnette 0,5 tonnes 1 11,25 $ h 24,00 270,00 $
Manœuvre spécialisé 3 47,24 $ h 24,00 3 401,28 $
Camion de service 1 18,75 $ h 24,00 450,00 $
Manœuvre spécialisé contremaître 1,30 50,31 $ h 24,00 1 569,67 $
Cimentier applicateur 2 54,18 $ h 24,00 2 600,64 $
Sciage des joints des glissières 362,95 $
Élément Nombre C.U. Unité Quantité Montant
Manœuvre spécialisé 1 47,24 $ h 5,50 259,82 $
Camion de service 1 18,75 $ h 5,50 103,13 $
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 57 Rédaction de rapports au MTQ
c) Synthèse
Nous avons considéré un pont mixte acier-béton avec une longueur d’environ 128 m avec deux
parapets de type 301 (MTQ). Le bétonnage de ces glissières par la méthode de coffrage fixe aurait
coûté environ 213 000 $. Alors que si l’on utilise la méthode de coffrage coulissant choisie en Partie
4, le bétonnage aurait un coût de près de 112 000 $. Ceci permettra un gain de plus de 100 000 $ !
Ces gains augmentent d’autant plus que le projet est important, et ce sans oublier qu’une durabilité
similaire voir meilleur que celle de la méthode de coffrage fixe est assuré par l’utilisation de cette
méthode améliorée.
Aussi, les gains importants en durée de réalisation que présente cette méthode permet une
intervention plus rapide sur chantier, et donc une livraison de l’ouvrage dans les meilleurs délais.
Par sa conformité aux exigences ministérielles et au contexte environnemental québécois, par ses
grands avantages en termes de coût et de durée de réalisation, la méthode de coffrage coulissant est
une technique qui, nous le pensons bien, a tous les mérites d’être employée au Québec. À cet effet,
nous souhaitons que le Ministère des Transports du Québec approuve cette méthode de coffrage
coulissant.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 58 Rédaction de rapports au MTQ
PARTIE 3 : BÉTONNAGE DES TABLIERS DE PONTS EN BÉTON
ARMÉ SANS RECOUVREMENT EN ASPHALTE
3.1. Les chantiers ayant utilisé le bétonnage sans recouvrement aux Québec
Les recherches menées sur internet n’ont pas permis l’obtention d’un chantier québécois ayant utilisé
la méthode de bétonnage des tabliers de pont en béton sans recouvrement. Après avoir contacté
l’ACC (Association Canadienne du Ciment) et l’ABQ (Association Béton Québec) ainsi que plusieurs autres
personnes ayant une grande expérience dans le domaine des grands ponts au Québec, nous pouvons
confirmer que cette méthode n’a jamais encore été utilisée dans cette région.
Néanmoins, le chantier de réparation du pont P13442S sur l’autoroute 20 Est au-dessus de la route
du Cap peut s’avérer utile pour notre étude. Il s’agit du remplacement des couches asphaltiques de la
chaussée du tablier par une chape en béton servant de couche de roulement. Les travaux ont été
exécutés en période d’automne 2012 par Demix Construction.
Figure 64 : Pont P13442S sur l’autoroute 20
Le pont a une longueur totale de 33,530m et une largeur de 13,105m. Son épaisseur à mi-travée est
de 0,460 m. Les détails des dimensions du pont sont explicités sur les dessins en Annexe I.
Figure 65 : Travaux de réparation du pont sur l’autoroute 20
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 59 Rédaction de rapports au MTQ
Deux types de travaux ont été entrepris : des travaux sur pont permettant la mise en place de la
nouvelle chape en béton, et des travaux aux approches du pont avec la construction de deux
corbeaux pour les dalles de transition.
Les travaux de réparations sur le pont ont été réalisés en deux phases décrites ci-après :
- Décapage de l’enrobé en deux étapes (hydro-démolition puis utilisation d’un marteau
hydraulique pour ajuster l’assise de la chape) ;
Figure 66 : Démolition et décapage de l’enrobé
- Recouvrement de la dalle avec une chape en béton de type XVI (de résistance à 28 jours
de 35MPa) avec une épaisseur minimale de 25mm.
Figure 67 : Mise en place d’une nouvelle chape en béton sur la dalle
Avant la pose des armatures, une règle vibrante a été installée sur des rails fixés aux glissières situées
aux extrémités de la future chape en béton (cf. Figure suivante).
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 60 Rédaction de rapports au MTQ
Figure 68 : Installation de la paveuse à béton sur les glissières aux extrémités de la future chape
Lors du bétonnage, le béton a été versé sur les armatures directement depuis les camions malaxeurs.
La règle vibrante avance alors au fur et à mesure du coulage sur les rails et réalise le compactage du
béton.
Figure 69 : Bétonnage de la chape en béton
Avant durcissement complet, une finition au peigne suivie d’un meulage a permis l’obtention d’un
profil de béton assurant une bonne adhérence chaussée/pneu.
Figure 70 : Finition sur la chape en béton permettant une bonne adhérence pneu/chaussée
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 61 Rédaction de rapports au MTQ
3.2. Les chantiers ayant utilisé le bétonnage sans recouvrement hors Québec
3.2.1. Pont sur la route Laclede Station, St-Louis (États-Unis)
Le pont sur la route Laclede Station à St-Louis est un pont en béton armé d’une portée de moins de
20 m.
Figure 71 : Pont sur la route Laclede Station à St-Louis
Le tablier a été bétonné par une machine à finition comme illustré ci-dessous. Celle-ci a été installée
sur des rails aux extrémités de l’ouvrage.
Figure 72 : Machine à finition du béton réalisant l’aplanissement de la surface de la dalle
Des cimentiers applicateurs viennent ensuite réaliser la vibration du béton à l’aide d’une règle
vibrante. À l’aval de la machine une passerelle est installée sur ces mêmes rails pour permettre l’accès
aux ouvriers.
Figure 73 : Passerelle permettant l’accès aux ouvriers
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 62 Rédaction de rapports au MTQ
Aussi, des coffrages sont placés au niveau des culées pour permettre la mise en place des joints de
tablier.
Figure 74 : Un coffrage au niveau de la culée
Grâce à un peigne la finition sur le béton est ensuite réalisée.
Figure 75 : Finition sur le béton de la dalle par peigne
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 63 Rédaction de rapports au MTQ
3.3. Étude comparative avec le bétonnage avec recouvrement en asphalte
3.3.1. Hypothèses
Afin de mener cette étude comparative, les hypothèses suivantes ont été considérées :
L’étude sera menée sur le pont Arthur-Laberge, à Chateauguay, dont les travaux de
reconstruction du tablier sont en cours de réalisation (depuis le 18 août 2014). Ce chantier
durera près d’un an.
Un béton de type XVI-5 (cf. Annexe D) a été choisi pour les deux opérations avec des
pertes de 5%;
Les dimensions du nouveau tablier sont explicitées sur le plan en Annexe K ;
La vibration et l’aplanissement de la surface de la dalle est réalisé pour les deux opérations
par une machine à finition installée sur des rails ;
On considèrera une perte en volume de béton de 5% pour les deux méthodes ;
Les coûts considérés de rémunération des ouvriers ainsi que ceux de l’utilisation des
machines correspondent aux coûts applicables par Demix Construction de l’année 2014
(issues des conventions collectives, de l’amortissement des machines et des coûts estimés de
locations ou d’achat de matériel).
Figure 76 : Le pont Arthur Laberge à Châteauguay (Québec) avant le début des travaux
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 64 Rédaction de rapports au MTQ
3.3.2. Bétonnage avec recouvrement en asphalte
Tableau 13 : Estimations des coûts de construction du tablier du pont avec recouvrement en asphalte
Description CU Unité Quantité Durée Montant
Béton de dalle sur poutre 1 071,20 $ m³ 426,00 *** 456 331,20 $
Pontage 2,35 $ pi² 14866,00 *** 34 978,34 $
Coffrage, bétonnage et décoffrage du tablier *** *** *** *** 720 888,94 $
Joints de tablier 184,49 $ ml 30,00 *** 5 534,70 $
Drainage du tablier 220,20 $ unité 6 *** 1 321,20 $
Recouvrement en asphalte 57,60 $ m² 1466 *** 84 441,60 $
GRAND TOTAL *** *** *** *** 1 303 495,99 $
PONTAGE
34 978,34 $
Matériaux pour pontage 1,00 $ pi² 14866,00 *** 14 866,00 $
Sky track Demix / 2014 minimum 100 heures/mois 20,00 $ h 1,00 38,00 760,00 $
Installation de pontage (avec fer dans le bas)
14 793,47 $
Nacelle 30,00 $ h 2,00 29,14 1 748,40 $
Camion de service 18,75 $ h 1,00 29,14 546,38 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 1,10 29,14 360,61 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 1,10 29,14 1 911,70 $
Menuisier 55,05 $ h 2,00 29,14 3 208,31 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 4,00 29,14 5 506,29 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 1,00 29,14 1 511,78 $
Désinstallation de pontage (avec fer dans le bas)
4 558,87 $
Nacelle 30,00 $ h 2,00 8,98 538,80 $
Camion de service 18,75 $ h 1,00 8,98 168,38 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 1,10 8,98 111,13 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 1,10 8,98 589,12 $
Menuisier 55,05 $ h 2,00 8,98 988,70 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 4,00 8,98 1 696,86 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 1,00 8,98 465,88 $
TABLIER
720 888,94 $
Perte 5% de béton
Matériaux de coffrage 3,50 $ pi² 19789,00 *** 69 261,50 $
Coffrage du tablier incluant préparation des
170 574,67 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 1,10 341,43 4 225,20 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 1,10 341,43 22 399,17 $
Menuisier 55,05 $ h 5,00 341,43 93 978,61 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 2,00 341,43 32 258,31 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 1,00 341,43 17 713,39 $
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 65 Rédaction de rapports au MTQ
Installation et pose des armatures 2,77 $ kg 102341,00 *** 283 484,57 $
Bétonnage tablier de pont (cure à l'eau inclue)
33 103,20 $
Camion de service 18,75 $ h 1,00 23,60 442,50 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 2,20 23,60 584,10 $
Cimentier applicateur contremaître 57,79 $ h 2,20 23,60 3 000,46 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 6,00 23,60 6 689,18 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 1,00 23,60 1 224,37 $
Cimentier applicateur 54,18 $ h 4,00 23,60 5 114,59 $
Location pompe à béton 61m (1h transp.) 340,00 $ h 2,00 23,60 16 048,00 $
Décoffrage du tablier incluant finition
85 194,88 $
Nacelle 30,00 $ h 2,00 215,99 12 959,40 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 1,10 215,99 2 672,88 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 1,10 215,99 14 169,81 $
Menuisier 55,05 $ h 2,00 215,99 23 780,50 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 2,00 215,99 20 406,74 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 1,00 215,99 11 205,56 $
Bridge deck chargement et transport
10 907,00 $
Bridge deck 2014 à la coulée 5 000,00 $ unité 1,00 *** 5 000,00 $
Grue 45 tonnes 200,00 $ h 12,00 1,00 2 400,00 $
Mobilisation + démobilisation
1 610,40 $
Tracteur+fardier,Remor 35 t et + 86,50 $ h 1,00 12,00 1 038,00 $
Conducteur classe A 47,70 $ h 1,00 12,00 572,40 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 6,00 1,00 311,28 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 6,00 1,00 357,84 $
Menuisier 55,05 $ h 12,00 1,00 660,60 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 12,00 1,00 566,88 $
Installation de braquettes 25 938,62 $
Nacelle 30,00 $ h 1,00 77,21 2 316,30 $
Camion de service 18,75 $ h 1,00 77,21 1 447,69 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 1,10 77,21 955,47 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 1,10 77,21 5 065,28 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 1,00 77,21 3 647,40 $
Menuisier 55,05 $ h 2,00 77,21 8 500,82 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 1,00 77,21 4 005,65 $
Braquettes 20,00 $ unité 233,00 *** 4 660,00 $
Plan de coffrage scellé pour le tablier 1 650,00 $ unité 1,00 *** 1 650,00 $
Visite de chantier et attest. de conf. du coffrage 450,00 $ unité 1,00 *** 450,00 $
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 66 Rédaction de rapports au MTQ
Sky track Demix / 2014 minimum 100 heures/mois 20,00 $ h 1,00 635,00 12 700,00 $
Camion flèche grue (camion boom truck) 43,50 $ h 1,00 159,00 6 916,50 $
JOINT DE TABLIER
5 534,70 $
Joint de tablier
5 534,70 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 1,00 10,00 596,40 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 2,00 10,00 944,80 $
Monteur d'acier 90,00 $ h 2,00 10,00 1 800,00 $
Menuisier 55,05 $ h 1,00 10,00 550,50 $
Cimentier applicateur 54,18 $ h 2,00 10,00 1 083,60 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 0,50 10,00 259,40 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 1,00 10,00 112,50 $
Camion de service 18,75 $ h 1,00 10,00 187,50 $
DRAINAGE DU TABLIER
1 321,20 $
Drain d'interface
440,40 $
Menuisier 55,05 $ h 2,00 4,00 440,40 $
Drain d'interface
880,80 $
Menuisier 55,05 $ h 2,00 8,00 880,80 $
RECOUVREMENT EN ASPHALTE
84 441,60 $
Grenaillage (Blastrac) + nettoyage 5,60 $ m² 1466 *** 8 209,60 $
Primer (apprêt) et membrane d'étanchéité 36,00 $ m² 1466 *** 52 776,00 $
Pose d'enrobé bitumineux 16,00 $ m² 1466 *** 23 456,00 $
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 67 Rédaction de rapports au MTQ
3.3.3. Bétonnage sans recouvrement en asphalte
Tableau 14 : Estimation de la construction du tablier du pont sans recouvrement en asphalte
Description CU Unité Quantité Durée Montant
Béton de dalle sur poutre 1 071,20 $ m³ 426,00 *** 456 331,20 $
Pontage 2,35 $ pi² 14866,00 *** 34 978,34 $
Coffrage, bétonnage et décoffrage du tablier *** *** *** *** 720 888,94 $
Joints de tablier 184,49 $ ml 30,00 *** 5 534,70 $
Drainage du tablier 220,20 $ unité 6 *** 1 321,20 $
Finition du béton 9,08 $ m² 1466 *** 13 311,00 $
GRAND TOTAL *** *** *** *** 1 232 365,39 $
PONTAGE 34 978,34 $
Matériaux pour pontage 1,00 $ pi² 14866,00 *** 14 866,00 $
Sky track Demix / 2014 minimum 100 heures/mois 20,00 $ h 1,00 38,00 760,00 $
Installation de pontage (avec fer dans le bas)
14 793,47 $
Nacelle 30,00 $ h 2,00 29,14 1 748,40 $
Camion de service 18,75 $ h 1,00 29,14 546,38 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 1,10 29,14 360,61 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 1,10 29,14 1 911,70 $
Menuisier 55,05 $ h 2,00 29,14 3 208,31 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 4,00 29,14 5 506,29 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 1,00 29,14 1 511,78 $
Désinstallation de pontage (avec fer dans le bas)
4 558,87 $
Nacelle 30,00 $ h 2,00 8,98 538,80 $
Camion de service 18,75 $ h 1,00 8,98 168,38 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 1,10 8,98 111,13 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 1,10 8,98 589,12 $
Menuisier 55,05 $ h 2,00 8,98 988,70 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 4,00 8,98 1 696,86 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 1,00 8,98 465,88 $
TABLIER 720 888,94 $
Perte 5% de béton
Matériaux de coffrage 3,50 $ pi² 19789,00 *** 69 261,50 $
Coffrage du tablier incluant préparation des
170 574,67 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 1,10 341,43 4 225,20 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 1,10 341,43 22 399,17 $
Menuisier 55,05 $ h 5,00 341,43 93 978,61 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 2,00 341,43 32 258,31 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 1,00 341,43 17 713,39 $
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 68 Rédaction de rapports au MTQ
Installation et pose des armatures 2,77 $ kg 102341,00 *** 283 484,57 $
Bétonnage tablier de pont (cure à l'eau inclue)
33 103,20 $
Camion de service 18,75 $ h 1,00 23,60 442,50 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 2,20 23,60 584,10 $
Cimentier applicateur contremaître 57,79 $ h 2,20 23,60 3 000,46 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 6,00 23,60 6 689,18 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 1,00 23,60 1 224,37 $
Cimentier applicateur 54,18 $ h 4,00 23,60 5 114,59 $
Location pompe à béton 61m (1h transp.) 340,00 $ h 2,00 23,60 16 048,00 $
Décoffrage du tablier incluant finition
85 194,88 $
Nacelle 30,00 $ h 2,00 215,99 12 959,40 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 1,10 215,99 2 672,88 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 1,10 215,99 14 169,81 $
Menuisier 55,05 $ h 2,00 215,99 23 780,50 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 2,00 215,99 20 406,74 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 1,00 215,99 11 205,56 $
Bridge deck chargement et transport
10 907,00 $
Bridge deck 2014 à la coulée 5 000,00 $ unité 1,00 *** 5 000,00 $
Grue 45 tonnes 200,00 $ h 12,00 1,00 2 400,00 $
Mobilisation + démobilisation
1 610,40 $
Tracteur+fardier,Remor 35 t et + 86,50 $ h 1,00 12,00 1 038,00 $
Conducteur classe A 47,70 $ h 1,00 12,00 572,40 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 6,00 1,00 311,28 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 6,00 1,00 357,84 $
Menuisier 55,05 $ h 12,00 1,00 660,60 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 12,00 1,00 566,88 $
Installation de braquettes
25 938,62 $
Nacelle 30,00 $ h 1,00 77,21 2 316,30 $
Camion de service 18,75 $ h 1,00 77,21 1 447,69 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 1,10 77,21 955,47 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 1,10 77,21 5 065,28 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 1,00 77,21 3 647,40 $
Menuisier 55,05 $ h 2,00 77,21 8 500,82 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 1,00 77,21 4 005,65 $
Braquettes 20,00 $ unité 233,00 *** 4 660,00 $
Plan de coffrage scellé pour le tablier 1 650,00 $ unité 1,00 *** 1 650,00 $
Visite de chantier et attest. de conf. du coffrage 450,00 $ unité 1,00 *** 450,00 $
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 69 Rédaction de rapports au MTQ
Sky track Demix / 2014 minimum 100 heures/mois 20,00 $ h 1,00 635,00 12 700,00 $
Camion flèche grue (camion boom truck) 43,50 $ h 1,00 159,00 6 916,50 $
JOINT DE TABLIER 5 534,70 $
Joint de tablier
5 534,70 $
Contremaître menuisier 59,64 $ h 1,00 10,00 596,40 $
Manœuvre spécialisé 47,24 $ h 2,00 10,00 944,80 $
Monteur d'acier 90,00 $ h 2,00 10,00 1 800,00 $
Menuisier 55,05 $ h 1,00 10,00 550,50 $
Cimentier applicateur 54,18 $ h 2,00 10,00 1 083,60 $
Opérateur équipement lourd classe A 51,88 $ h 0,50 10,00 259,40 $
Camionnette 0,5 tonnes 11,25 $ h 1,00 10,00 112,50 $
Camion de service 18,75 $ h 1,00 10,00 187,50 $
DRAINAGE DU TABLIER 1 321,20 $
Drain d'interface
440,40 $
Menuisier 55,05 $ h 2,00 4,00 440,40 $
Drain d'interface
880,80 $
Menuisier 55,05 $ h 2,00 8,00 880,80 $
FINITION DU BÉTON 13 311,00 $
Finition de la chaussée : peigne + meulage 900,00 $ h 1,00 14,79 13 311,00 $
3.3.4. Synthèse
Le tableau ci-dessous résume les coûts de construction du tablier du pont Arthur-Laberge avec
chacune des méthodes.
Description Avec recouvrement Sans recouvrement
Béton de dalle sur poutre 456 331,20 $ 456 331,20 $
Pontage 34 978,34 $ 34 978,34 $
Coffrage, bétonnage et décoffrage du tablier 720 888,94 $ 720 888,94 $
Joints de tablier 5 534,70 $ 5 534,70 $
Drainage du tablier 1 321,20 $ 1 321,20 $
Réalisation de la surface de roulement 84 441,60 $ 13 311,00 $
GRAND TOTAL 1 303 495,99 $ 1 232 365,39 $
Nous pouvons alors constater que l’utilisation de la méthode de bétonnage avec finition en béton
permet des gains en coût de l’ordre de 70 000 $ par rapport à la méthode de bétonnage couramment
utilisée au Québec, soit 7,4% du coût total de la construction du tablier. Aussi, comme nous
pouvons le remarquer sur le planning des opérations en Annexe ???, l’utilisation de la méthode de
bétonnage sans recouvrement en asphalte permettra un gain de temps de 2 jours.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 70 Rédaction de rapports au MTQ
3.4. Méthode de bétonnage de tabliers sans recouvrement choisie
3.4.1. Finition de la surface de roulement
Durant ces dernières décennies, le vacarme autoroutier est devenu un problème majeur dans de
nombreuses régions du monde. Il s’agit d’un dilemme puisque les surfaces qui fournissent la
meilleure friction et la conduite la plus sécuritaire sont en générales les surfaces les plus bruyantes.
Une surface plus silencieuse signifie souvent que la texture de la surface de la chaussée est usée par
une utilisation de long terme. Des recherches et des essais en laboratoire ainsi que sur des routes aux
États-Unis ont mené à l’élaboration d’une technique innovatrice de rainurage pour les surfaces en
béton communément appelés NGCS (« Next Generation Concrete Surfaces » : surfaces en béton
nouvelle génération), assurant un haut niveau de qualité de la chaussée. Les surfaces ainsi construites
permettent un grand confort de roulement et le respect du voisinage et ce, grâce à une bonne
adhérence de la chaussée et à la réduction importante du bruit de roulement.
Figure 77 : Une nouvelle chaussée en béton construite avec la technique NGCS
a) Description de la méthode
La NGCS a été développée grâce à un partenariat composé de la IGGA («International Grooving &
Grinding Association»), l'ACPA («American Concrete Pavement Association»), la PCA («Portland
Cement Association») et de l'Université de Purdue. Il s’agit d’une texture hybride qui ressemble à
une combinaison de meulage au diamant et de rainurage longitudinal. Elle est conçue pour fournir
un profil avec une absence constante de texture positive (vers le haut), ce qui permet une surface
uniforme avec un profil très adhérent.
Figure 78 : Texture d’une NGSC à l’autoroute «Interstate 82» à l’État de Washington
La texture peut être obtenue par un seul ou deux passages de lames de scies diamantées montées sur
un équipement de meulage/rainurage conventionnel.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 71 Rédaction de rapports au MTQ
Figure 79 : Lames de scies pour une NGCS (droite) comparées à celles permettant une finition conventionnelle
Notons aussi que cette texture a l’avantage d’être applicable à un béton non poreux, ce qui convient
parfaitement à une application sur le béton de structure d’un tablier de pont.
Ci-dessous, en vert foncé, sont représentés les états américains ayant utilisé cette technique en 2012.
Figure 80 : Répartitions des états ayant utilisé la NGCS en 2012
b) L’adhérence de la chaussée
Par ces rainures longitudinales et ces profils négatifs, la texture de la NGCS permet d’assurer une
bonne adhérence de la chaussée et réduit le risque d’aquaplanage.
On distingue deux types de profils issus de l’utilisation de cette technique : le profil NGCS classique
et le profil NGCS LITE qui offre une meilleur adhérence par ses rainures supplémentaires négatives
plus fines.
Figure 81 : NGCS classique à gauche et NGCS LITE à droite
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 72 Rédaction de rapports au MTQ
c) Le bruit de roulement
Parmi les divers projets aux États-Unis sur lesquels cette méthode a été utilisée, nous pouvons citer
l’autoroute « Interstate 35 » à Duluth (Minnesota) qui a présenté des niveaux sonores
considérablement diminués par rapport à la chaussée bitumineuse préexistante. « La réponse à la
conduite plus silencieuse a été extraordinaire », déclare John Roberts, directeur exécutif de l’IGGA. «
Les résidents ont appelé en demandant comment les routes sont devenues si calme, et ceci a même
fait la première page dans les journaux locaux ». En Septembre, le MnDOT (Ministère des
Transports du Minnesota), le CPAM (« Concrete Paving Association of Minnesota ») et l’IGGA ont
organisé une démonstration en direct de la technique NGCS et une visite du site I-35 à Duluth, qui
ont vu la participation de divers entrepreneurs, fournisseurs et organismes et même un haut
représentant de la « Federal Highway Administration ». Ils ont été suivis d'une démonstration sur
place avec un appareil de mesure d’intensité du bruit créé par l'interaction pneu-chaussée à bord
(OBSI : «On Board Sound Intensity»).
Figure 82 : Vue sur la texture NGSC LITE de l’I-35 à Duluth
Selon Pat Huston, Ingénieur résident du « MnDOT District 1 », la NGCS a été sélectionnée pour ce
projet pour trois raisons principales : fournir une meilleur adhérence / résistance au dérapage,
améliorer le confort de roulement, et réduire le bruit.
Figure 83 : Comparaison de la NGSC LITE (droite) à la méthode conventionnelle (gauche) sur l’I-35
L’équipement utilisé pour la réalisation de la texture NGCS est illustré sur la figure suivante.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 73 Rédaction de rapports au MTQ
Figure 84 : Équipement utilisé pour la mise en place de la NGCS sur l’I-35
Finalement nous pouvons conclure que cette technique permet alors l’application d’une finition sur
le béton assurant des performances très satisfaisantes quand au bruit de roulement. Celui-ci est
évalué à moins de 101dBA. (Americation Conrete Pavement Associaltion)
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 74 Rédaction de rapports au MTQ
3.4.2. Le béton
a) Caractéristiques recherchées
La suppression des couches asphaltiques qui recouvrent généralement les tabliers de ponts entraîne
une exposition directe du béton aux sels de déglaçages et aux autres agents agressifs tels que les gaz
carboniques émis par les véhicules. Ainsi, le choix d’une formule adéquate du béton est primordial.
Les proportions du mélange doivent permettre de bien remplir le volume de béton et lui fournir
ainsi une bonne compacité. La composition du ciment, quant à elle, doit permettre une bonne
résistance à la carbonatation et l’utilisation d’entraîneurs d’air donnera un bon comportement au
béton vis-à-vis des cycles ge/dégel.
b) Estimation des proportions du mélange par la formule de Dreux-Gorisse
Le béton étudié est un béton type XVI-5. Le tableau 3101-2 en Annexe D préconise les
caractéristiques ci-dessous pour le béton :
Tableau 15 : caractéristique du béton pour tablier non recouvert
Résistance à la compression 35 MPa
Affaissement 120 ± 30 mm
Gros granulats 2,5 à 10 mm
Rapport E/C 0,34 à 0,38 -
Masse minimale de liant 390 kg/m³
Perméabilité maximale aux ions chlorure maximale 1000 Coulombs
Espacement maximal entre bulles d'air 230 µm
Teneur en air 4 à 8 %
Type de liant GUb-SF -
Phase 1 : Estimation des dosages
Considérons alors un Dmax de 5mm et un ciment de classe 42,5MPa. Comme décrit en Annexe H,
nous déterminons le coefficient granulaire pour des granulats propres de bonne qualité
minéralogique: G = 0,45. D’où :
L’abaque en Annexe H donne le dosage en ciment en fonction de l’affaissement et du rapport C/E.
Il est donc de : avec ajout d’un fluidifiant. Et par conséquent,
En prenant en compte la dimension des granulats Dmax, nous obtenons :
Déterminons alors le dosage en granulats
Tout d’abord nous considérons un sable roulé grossier de module de finesse de l’ordre de 2,7.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 75 Rédaction de rapports au MTQ
Le béton étant mou la vibration conseillée est alors faible : d’où un coefficient de compacité de :
Et donc : d’où :
Avec :
Phase 2 : ajustement de la formulation
Si les granulats sont sec, la masse d’eau à réduire sera alors de : environ. (Université
Joseph Fourier - Grenoble)
Et donc, la quantité final d’eau vaut , d’où un rapport E/C de 0,398.
Les dosages finaux en ciment, eau et granulats pour de béton sont :
Tableau 16 : Les dosages en éléments pour 1m3 de béton
Éléments Vabs (dm3) ρabs (kg/m3) Masse (kg)
Ciment 129 3,10 400
Eau 159 1,00 159
Granulats 652 2,62 1708
Air 60 - -
Total 1000 - 2267
L’ajout de superplastifiant permettra d’obtenir l’affaissement souhaité du béton frais. Son dosage
ainsi que celui de l’entraineur d’air et des autres adjuvants dépendent de leur composition chimique
et doivent être ajustés en laboratoire. Notons aussi que l’ajout de fibres permettra un meilleur
comportement face à l’action du gel et à l’action des pneus sur la chaussée. Il est donc fortement
recommandé.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 76 Rédaction de rapports au MTQ
3.4.3. Techniques de construction
L’aplanissement de la surface de la dalle ainsi que la vibration du béton seront réalisées en une seule
opération par une machine à finition comme illustré sur la figure suivante. Celle-ci sera placée sur
des rails installés aux extrémités de l’ouvrage. Notons qu’un passage à vide est nécessaire pour
s’assure du respect de l’enrobage.
Figure 85 : Bétonnage de la dalle du tablier par une machine à finition
Le béton sera acheminé jusqu’au coffrage de la dalle grâce à une pompe à béton. Celui-ci sera versé
en amont de la machine au fur et à mesure de son avancement.
Figure 86 : Pose du béton acheminé par pompe
Une cure à l’eau de 7 jours est à prévoir dans conditions de bétonnage appropriées. Après
durcissement, la finition sur le béton sera réalisée en appliquant la technique « Next Generation
Concrete Surface ».
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 77 Rédaction de rapports au MTQ
CONCLUSION
La réalisation de ces rapports a demandé beaucoup de recherches bibliographiques. En effet, les
informations concernant ces techniques de construction sont peu disponibles : seules les entreprises
spécialisées dans le domaine détiennent ce savoir-faire. La maîtrise de l’anglais m’a permis d’élargir
mes horizons de recherche pour ces méthodes qui sont utilisées de manière plus importante aux
États-Unis.
Les découvrant pour la première fois, je remercie beaucoup mon tuteur de stage Monsieur Pascal
BESSETTE qui m’a été d’une aide précieuse quant à l’orientation dans mes recherches et dans la
rédaction du rapport, la clarification de certains détails et l’obtention de documents et informations
utiles. Je tiens aussi à remercier Monsieur Jean-François COTE qui m’a fourni des articles très
intéressant qui ont été directement utilisé sur les rapports de recherche. Aussi, grâce à Monsieur Luc
LECOMTE, Chef estimateur, j’ai réalisé des estimations précises de coûts de construction 2014
pour les deux méthodes.
J’ai aussi eu l’occasion d’assister à deux opérations différentes de réalisation de glissière en béton par
la méthode de coffrage coulissant à l’échangeur correspondant à l’intersection entre les autoroutes
640 et l’autoroute 15 du Québec. Ceux-ci m’ont permis une meilleure visualisation du déroulement
de l’opération de moulage de glissières et une meilleure compréhension des techniques de
construction. La première correspond à la réalisation d’une glissière rectiligne en béton sur une
journée et demie (28 et 29 mai 2014). Quant à la deuxième, elle a été conduite à l’après-midi du 29
mai 2014 en moulant une glissière courbe avec un rayon de 60 m pour protéger un mur de
soutènement avec des motifs décoratifs.
Figure 87 : Opération n°1 – Extrusion d’une glissière en béton
Figure 88 : Opération n°2 – moulage d’une glissière en béton avec un rayon de 60 m
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 78 Rédaction de rapports au MTQ
Grâce à ces deux opérations, aux recherches bibliographiques et à l’étude minutieuse des documents
relatifs aux exigences ministériels au Québec, une méthode de coffrage coulissant améliorée a été
proposée. Les choix techniques associés à cette méthode assurent une exécution optimale des
glissières en béton armé sur pont ainsi qu’une durabilité similaire voir meilleur que celle des glissières
armées de pont construites par la méthode de coffrage fixe. En effet, cette nouvelle méthode corrige
toutes les défaillances de la méthode de coffrage coulissant telle qu’utilisée il y a plus d’une vingtaine
d’années qui a permis de construire des glissières de pont se détériorant plus rapidement. Ceci a
aussi été rendu possible grâce à la formulation d’un béton compacte et résistant. À cet effet, je
remercie beaucoup Monsieur Sébastien PITRE de Demix Béton pour m’avoir fait visiter deux usines
de fabrication de bétons et de m’avoir aidé à établir la formule choisie au laboratoire.
Figure 89 : Usine de fabrication de béton à Longueuil – Demix Béton (Holcim Canada Inc.)
Une étude comparative finale des coûts et des durées de réalisation par rapport à la méthode de
coffrage fixe montre tout l’intérêt de l’utilisation cette méthode de coffrage coulissant améliorée au
Québec qui est nettement plus avantageuse. Avec ces arguments forts, nous souhaitant que cette
méthode soit approuvée par le Ministère des Transports du Québec.
Quant à l’utilisation de la méthode de bétonnage des tabliers de pont en béton sans recouvrement,
peu d’informations pertinentes ont été trouvées. Néanmoins une méthode de bétonnage de tablier
de pont en béton sans recouvrement a été proposée. Celle-ci inclue l’utilisation de la nouvelle
technique de finition de chaussée en béton appelée « Next Generation Conrete Surface » développée
aux États-Unis ainsi que la formulation d’un béton compact résistant face aux agents agressifs.
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 79 Rédaction de rapports au MTQ
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
Normes
Ministère des Transport du Québec. (2014, Janvier 1). Tome III – Ouvrages d’art
Ministère des Transport du Québec. (2013, Décembre 15). Tome VII – Matériaux
Ministère des Transport du Québec. Cahier des Charges et Dévis Généraux (CCDG) – éditions 2009 à
2014
Ouvrages
Wirtgen Group. (2009). Manuel de pose du béton à l'aide de machines à coffrage coulissant (volume 1).
Sites internet et documents électroniques
Americation Conrete Pavement Associaltion. (s.d.). Development and Implementation of the Next
Generation Concrete Surface. Récupéré sur http://www.acpa.org/development-and-
implementation-of-the-next-generation-concrete-surface/
Association Béton Québec. (2014). Le bétonnage par temps chaud. Récupéré sur ABQ - Association
Béton Québec:
http://www.betonabq.org/images/fichiers_documents/tbnumero7_2014_v0(1).pdf
Association Béton Québec. (2014). Le bétonnage par temps froid. Récupéré sur ABQ - Association
Béton Québec:
www.betonabq.org/images/fichiers_documents/tbnumero12_2014_v0(1).pdf
Banasiak, D. (1997, Novembre). Slipform Paver Aids Link to Island. Récupéré sur Roads & Bridges:
http://www.roadsbridges.com/slipform-paver-aids-link-island
Bazzo, J., Delatte, N., & Kalabon, A. (2013). Uncontrolled Concrete Bridge Parapet Cracking. Cleveland,
Ohio.
Cimbéton. (2005, Mars). Des glissières béton à 270 mètres de hauteur ! Routes - Revue trimestrielle
Cimbéton n°91, p. 2.
Cimbéton. (2012, Mars). Sur la RD 17, une glissière en béton adhérent GBA de 460m de long pour
protéger une via ferrata. Routes - Revue trimestrielle Cimbéton n°119, p. 3.
Gerdan Slipforming - John James Audubon Bridge. (s.d.). Récupéré sur Gerdan Slipforming:
http://www.gerdanslipforming.com/John_James_Audubon.html
GOMACO World 32.2 - Slipforming Wall 60 Feet (18.3 m) Above the Mississippi River. (2004, Juillet).
Récupéré sur GOMACO Coroporation:
http://www.gomaco.com/Resources/worldstories/world32_2/gerdan.html
Holcim Canada. (2010). Profil de l'Entreprise. Récupéré sur Holcim Canada:
http://www.holcim.ca/fr/a-propos-de-nous/profil-de-lentreprise.html
Projet de Fin d’Étude
Hamza EL GHAYOUR 80 Rédaction de rapports au MTQ
Illinois Department of Transpotation. (2012, Août 17). Slipform Parapet. Récupéré sur Illinois
Department of Transpotation: http://www.dot.state.il.us/bridges/GBSP61.pdf
Louisiana timed Program John James Audubon Bridge. (2012, Février 27). Récupéré sur
http://www.timedla.com/bridge/audubon/overview/
Sendrail, G. M.-P., González, L. P., Navarro, A. A., & Luna, J. A. (2013, Mai 14). Construction du pont
sur le canal de Beauharnois. Récupéré sur Transports Québec: www.mtq.gouv.qc.ca
Staton, J. F., & Knauff, J. (s.d.). Performance of Michigan’s Concrete Barriers. Lansing, Michigan.
Transport Québec. (2014). Projet. Récupéré sur Échangeur Turcot:
http://www.turcot.gouv.qc.ca/projet/pages/default.aspx
Université Joseph Fourier - Grenoble. (s.d.). Formulation des béton - Méthode de Dreux Gorisse. Récupéré
sur http://iut-tice.ujf-grenoble.fr/tice-
espaces/GC/materiaux/mtx3/DREUX/TEXTE1.htm
US 20 Iowa River Bridge. (s.d.). Récupéré sur Federal Highway Administration:
https://www.fhwa.dot.gov/hfl/iastory.pdf