Pont Champlain: pas cher, vite fait, mal fait

Les problèmes structuraux du pont Champlain ne datent pas d'hier. Les premiers... (Photo: Robert Skinner, archives La Presse)

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Photo: Robert Skinner, archives La Presse

Bruno Bisson
La Presse

Les problèmes structuraux du pont Champlain ne datent pas d'hier. Les premiers travaux de renforcement des poutres de rive qui longent l'ouvrage, entre L'Île-des-Soeurs et la Rive-Sud, et qui préoccupent tant ses gestionnaires fédéraux aujourd'hui, ont été réalisés en 1986, il y a déjà presque 30 ans.

Construit au rabais entre 1959 et 1962 pour la somme de 35 millions de dollars (270 millions en 2013), le pont Champlain a été vite fait et mal fait. Un demi-siècle plus tard, ça paraît. Ça paraît même tellement qu'il pourrait en coûter jusqu'à 500 millions juste pour le maintenir en service jusqu'à l'ouverture d'un nouveau pont, prévu en 2018.

Ces estimations sont tirées d'un rapport de la firme d'ingénierie Buckland&Taylor, de North Vancouver, rendu public en novembre 2013. Ce document examine surtout l'état des 100 poutres de rive qui doivent encore être renforcées (voir autre texte), au cours des prochaines années, afin que le pont demeure sécuritaire jusqu'à son remplacement.

Selon ce document, «la conception originale du pont Champlain joue un rôle dans la compréhension de la vulnérabilité à la détérioration dans le cadre de la gestion des risques pour le public». La «compréhension de ces vulnérabilités» peut remonter à la fin des années 50, avant même sa mise en service, à une série de mauvaises décisions inspirées par des soucis d'économie dont nous payons collectivement le prix, aujourd'hui.

Le plus bas prix

Lorsque le gouvernement fédéral lance les appels d'offres pour la construction des structures principales du pont, en 1957, il reçoit 28 offres de service. On retient... la moins chère. Le concept proposé prévoit l'utilisation de béton précontraint, un matériau inventé en France dans les années 20 qui coûte beaucoup moins cher que l'acier et qui, à l'époque, n'a encore jamais été utilisé au Canada pour un ouvrage d'art de cette envergure.

Les concepteurs doivent tenir compte d'une contrainte particulière: la poussée des glaces. Au printemps, quand le Saint-Laurent dégèle, la débâcle et le fort courant du fleuve font déferler d'énormes morceaux de glace à grande vitesse sur les piliers du pont. Afin de réduire cette poussée saisonnière, on construit des piles au profil arrondi, et relativement minces quand on les compare à celles du pont Jacques-Cartier, situé à quelques kilomètres plus loin, en aval.

La minceur relative des piles est compensée par des têtes de pilier (chevêtres) surdimensionnées pour soutenir la masse du tablier, ce qui n'allège pas le poids global de la structure. C'est alors que l'entrepreneur général propose une «brillante» alternative pour réduire le poids de la structure: éliminons le tablier du pont!

Ainsi, plutôt que d'aménager une structure distincte dans laquelle sont construites les voies de circulation du pont, on utilise les semelles supérieures des poutres principales en les reliant entre elles par des dalles de béton, coulées sur place, et en attachant le tout avec des câbles d'acier sous haute tension. En plus d'alléger la structure, ça coûtera moins cher.

Une grande partie des déboires que l'on connaît aujourd'hui avec le pont Champlain découle directement de cette mauvaise bonne idée.

Selon un rapport de 2011 de la firme Delcan, «la décision d'accepter l'alternative du constructeur a résulté en un coût réduit en capital. Mais il en a aussi résulté une structure qui a failli à performer d'une façon satisfaisante, et pour une période de temps appropriée. Une structure qui, pour une foule de raisons, est aujourd'hui virtuellement impossible à réparer d'une manière propre à en assurer la pérennité, à un niveau approprié de sécurité et avec un niveau raisonnable de risques, au-delà de quelques années.»

Sels corrosifs

Il faut pardonner aux concepteurs et constructeurs du pont Champlain de n'avoir pas tenu compte, dans leur design, de l'action corrosive des sels de déglaçage sur l'enveloppe de béton de la structure et son squelette d'acier. Ces effets pervers du sel répandu sur les voies de circulation n'étaient pas connus à la fin des années 50. Les passages de plusieurs dizaines de milliers de véhicules sur la chaussée mouillée, en hiver, soulèvent une brume gorgée de sels (bruine saline) qui se déposent sur les éléments de béton.

Par contre, de la construction précipitée des structures principales du pont, qui n'a pris que 22 mois, ont notamment résulté l'aménagement d'un système de drainage déficient et l'installation de joints de dilatation défectueux qui ont fait pleuvoir des trombes d'eau salée sur les éléments porteurs de l'ouvrage, sous le tablier.

Des correctifs majeurs ont été apportés dans les années 90. Le système de drainage, qui permet l'évacuation des eaux sur les chaussées, a été complètement refait en 1995, mais après plus de 30 ans d'exploitation. Le poids des 60 millions de véhicules qui traversent ce pont chaque année a fait le reste sur les poutres et chevêtres affaiblis par les dommages au béton et aux aciers d'armature.

Un grand malade

Le pont Champlain est un grand malade. Dans sa condition, il devrait être en soins palliatifs. Mais depuis près de 30 ans, les ingénieurs et les consultants de la société des Ponts Jacques-Cartier et Champlain inc. (PJCCI), qui gère les ponts fédéraux de la région de Montréal, ont inventé toutes sortes de moyens pour prolonger sa vie utile. Les éléments les plus critiques de l'ouvrage, les 100 poutres qui longent la structure, de chaque côté du pont, feront à elles seules l'objet de quatre interventions distinctes consistant à les renforcer d'ici la mise hors service du pont. Cet acharnement thérapeutique sera-t-il suffisant pour se rendre jusqu'en 2018?

1986-2013

Ajout de post-tension extérieure

L'ajout de post-tension externe a commencé dès 1986 sur certaines poutres qui montraient déjà des signes de fatigue, 24 ans seulement après l'ouverture du pont. L'opération consiste à arrimer des câbles d'acier à chaque extrémité des poutres, au bas de celles-ci, et de mettre ces câbles sous haute tension. Cette tension a pour effet de redresser la poutre, au centre, et d'augmenter sa résistance aux efforts en flexion (de haut en bas), au passage des camions et automobiles. La mise en oeuvre de ce traitement a été accélérée ces dernières années et est aujourd'hui complétée sur les 100 poutres de rive du pont Champlain.

 2009-2017

Arbalètes à poinçons

La post-tension externe a peu d'impacts sur les efforts en cisaillement, qui se traduisent par des fissures diagonales dans le béton des poutres. Les arbalètes à poinçons sont formées de plusieurs barres d'acier ancrées à la poutre, en diagonale, et rattachées par un poinçon sous la semelle inférieure. La tension exercée dans les barres a pour effet de «relever» les poutres à hauteur des diaphragmes et de redistribuer les charges sur les autres éléments du tablier. À ce jour, 34 arbalètes ont été installées. À l'automne 2013, la firme Buckland&Taylor a recommandé d'en installer 30 autres d'ici 2018. PJCCI prévoit en installer sur la totalité des poutres, soit 66 arbalètes additionnelles d'ici 2017.

2013-2015

Fibres de carbone (ou plastique renforcé de fibres)

Une deuxième méthode de renforcement en cisaillement consiste à recouvrir les parois de béton des poutres de panneaux verticaux en fibres de carbone (ou PRF, plastique renforcé de fibres). Une telle intervention a déjà été pratiquée d'urgence sur six poutres du pont et devait être mise en oeuvre sur une poutre fissurée, découverte l'automne dernier. Dans ce cas, la détérioration du béton a toutefois été jugée trop sévère pour tenter ce traitement. Mais les 93 autres poutres de rive seront toutes renforcées par ces panneaux d'ici la fin de 2015, selon PJCCI. Au moins 20 à 25 doivent l'être dès 2014, selon Buckland&Taylor.

2014-2018

Treillis modulaire en acier

La poutre fissurée de l'automne 2013, actuellement prise en charge par une super-poutre en acier, sera la première à être renforcée d'un treillis modulaire d'acier, au printemps de 2014. Il s'agit, à toutes fins utiles, d'une poutre de remplacement faite d'un treillis d'acier, fixée sous une poutre de rive pour la supporter. Une fois arrimée à la structure du pont, la poutre d'acier reprend tous les efforts exercés sur la poutre en béton. Selon un rapport de la firme d'ingénierie Buckland&Taylor, au moins 15 de ces treillis seront nécessaires d'ici 15 ans.




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