Chauffer le pont de Québec?

Christopher Tuan, professeur de génie civil à l'Université... (Photothèque Le Soleil, Erick Labbé)

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Christopher Tuan, professeur de génie civil à l'Université du Nebraska, a mis au point un «béton chauffant» en y ajoutant des morceaux de fer et des particules de carbone. Cette solution serait envisageable pour le pont de Québec, selon le chercheur.

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(Québec) CHRONIQUE / «On sait que l'épandage de sels de déglaçage cause des dommages importants à nos ponts. On sait aussi que le Québec a des quantités importantes d'électricité à coût raisonnable. Alors je me demande : pourquoi ne se sert-on pas de cette électricité pour chauffer nos ponts au besoin et ainsi ne plus y étendre du sel de déglaçage? Je suis conscient que les automobiles amèneraient quand même une certaine quantité de sel, mais les dommages seraient sûrement bien moindres que ceux causés par l'épandage massif de sel directement sur nos ponts», lance Francis Gaudreau.

Il y a longtemps que le déglaçage des ponts et des viaducs fait couler de l'encre, mais pas nécessairement à cause de la rouille causée par les sels de déglaçage. Par définition, ces structures se trouvent à «sortir la route de la terre», pour ainsi dire. La route perd alors sa chaleur par tous les côtés et beaucoup plus vite que les tronçons qui sont construits directement sur le sol, ce qui peut glacer la chaussée ou empirer son enneigement, dans certaines conditions. Pour cette raison, différents systèmes de déglaçage automatique ont été mis au point au fil du temps.

Certains impliquent de vaporiser des saumures sur la route et ne sont donc pas d'un grand intérêt ici. Mais d'autres consistent à chauffer la chaussée, soit en faisant passer dans le pavage un fil électrique - un peu comme pour les planchers chauffants, quoi -, soit en y faisant courir des tuyaux dans lesquels coule un fluide que l'on a préalablement réchauffé, d'une manière ou d'une autre.

Or ce n'est pas une mince affaire, explique Christopher Tuan, professeur de génie civil à l'Université du Nebraska qui a mis au point une technologie de ce type récemment. L'asphalte et le béton ne sont pas particulièrement bons pour transmettre la chaleur, ce qui signifie que la température des chaussées réchauffées n'est pas toujours uniforme, laissant des plaques de neige et de glace ici et là. On peut corriger ce défaut en faisant passer plus de fil ou de tuyaux dans le pavage, mais ce n'est pas donné - entre 270 et 370 $ du mètre carré à la construction, selon des documents que M. Tuan a transférés au Soleil - et cela implique des coûts de maintenance élevés parce qu'il faut défaire de grands pans de chaussée si un fil ou un tuyau se brise.

À l'heure d'écrire ces lignes, nous attendions toujours des nouvelles du ministère des Transports du Québec, mais il y a fort à parier que ces questions expliquent en bonne partie pourquoi on épand toujours du sel sur nos ponts, même le pont de Québec, particulièrement vulnérable à la rouille.

Cependant, M. Tuan croit bien avoir trouvé le moyen de contourner ces problèmes. Il a mis au point un «béton chauffant» en y ajoutant des morceaux de fer et des particules de carbone. En y faisant passer un courant, «la résistance électrique inhérente au béton nuit au courant, et c'est ce qui génère de la chaleur. On utilise des éléments de structure en fer, qui viennent dans des formes très longues et minces. On les coule dans le ciment conducteur à intervalles réguliers, et on les connecte à une source d'électricité», explique le chercheur.

Dans ce système, c'est le béton lui-même qui sert d'élément chauffant par opposition aux autres méthodes, où c'est le fil ou le tuyau qui réchauffe le reste. «Si c'est assemblé comme il faut, les électrodes en fer restent bien froides, c'est vraiment le béton qui chauffe», dit M. Tuan. Cela donne au revêtement une température beaucoup plus uniforme. En outre, les coûts de maintenance sont pratiquement nuls, explique-t-il, parce que le béton est un matériau très durable pour les revêtements de route et parce que le fait d'utiliser des pièces de structure en guise d'électrode rend le tout infiniment plus résistant qu'un système impliquant du filage ou des tuyaux. Ce béton conducteur est d'ailleurs testé depuis 2002 sur un petit pont de 50 mètres de long sur 15 de large proche d'Omaha, au Nebraska, «et il est encore en très bon état», assure le chercheur.

6000kW pour le pont de Québec

Appliquer la technologie à un pont beaucoup plus gros comme le pont de Québec - près de 1 km de long sur quatre voies - ne devrait pas poser de problème particulier, prévoit-il, pourvu d'avoir une source de courant importante à proximité. «Cela demande entre 300 et 400 watts de puissance électrique par mètre carré, alors j'ai fait un calcul rapide : pour le pont de Québec, cela représente autour de 6000 kilowatts.»

Cela représente la puissance qu'il faut pour alimenter 250 maisons, ce qui n'est pas démesuré, et deux lignes à haute tension traversent justement le fleuve à côté des ponts. On ne peut pas se brancher directement dessus, nous dit-on chez Hydro-Québec, mais il y a des «postes» qui pourraient alimenter un tel dispositif à proximité.

Dans l'ensemble, M. Truan estime qu'il en coûte environ 1 $ d'électricité au mètre carré pour faire fondre la neige qui tombe au cours d'une tempête moyenne, ce qui donne un coût de l'ordre de15 000 $ par tempête sur le pont de Québec.

La construction, cependant, est onéreuse. Le béton coûte plus cher que l'asphalte (à l'installation, sans tenir compte de la durée de vie), et le béton de M. Tuan est presque trois fois plus cher que le béton régulier - des économies d'échelle sont possibles, dit M. Tuan, qui se fie ici au prix des petites quantités qu'il a fallu pour faire son pont du Nebraska.

Maintenant, est-ce que cela vaudrait la peine? Ce n'est, bien franchement, pas un calcul qu'il nous est possible de faire sérieusement. Peut-être que maintenir le pont de Québec «sur l'asphalte» coûte plus cher que cela en déglaçants. Peut-être aussi qu'en tenant compte du fait que les «grattes» doivent passer par là de toute manière pour déneiger la 73, cela n'en vaudrait pas la peine. Mais il nous semble clair, cependant, qu'à raison de 400 millions $ par cycle de peinture sur le pont de Québec, à recommencer tous les 20 ans, il vaut la peine de déterminer de combien d'années la durée de vie de la peinture serait allongée et si cela suffirait pour couvrir l'investissement.




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