Autopsie en 10 points pour le pont Champlain

Du moins pour la Société des Ponts Jacques-Cartier et Champlain (PJCCI), qui souhaite ainsi faire évoluer la connaissance en lien avec la performance et la durabilité des ouvrages d’art. Pour ce faire, PJCCI a retenu, au terme d’un concours lancé en juin 2019 auprès de centres de recherche canadiens, dix projets de recherche qui seront menés parallèlement à la déconstruction.

1. Étude de la résistance en compression des membrures de ponts à treillis en acier faites de pièces assemblées.

Sous la responsabilité de Robert Tremblay (Polytechnique Montréal) et Nicolas Boissonnade (Université Laval), ce projet établira des méthodes de calcul pour déterminer la rigidité en flexion et en cisaillement de ces éléments et, de là, réduire l’incertitude dans l’évaluation de leur capacité portante, tout en ciblant mieux les interventions de réhabilitation.

2. Expérimentation et directives de conception pour la réparation et le renforcement des ponts en acier au moyen de plaques de polymères renforcés en fibre de carbone (PRFC).

Reconnus pour leur grande rigidité par rapport au boulonnage et au soudage, les PRFC offrent de nouvelles avenues dans la réhabilitation des structures en acier. Mené par Brahim Benmokrane (Université de Sherbrooke) et Omar Chaallal (École de technologie supérieure), ce projet a pour objectif le développement de modèles analytiques pour prédire, sous des charges de fatigue cycliques, la résistance et la durée de vie des éléments d’acier ainsi renforcés.

3. Évaluation de performance de la peinture appliquée à la structure d’acier.

Nafiseh Ebrahimi, chercheuse au Conseil national de recherches du Canada (CNRC), se penchera sur le rôle joué par la peinture dans la protection à long terme contre la corrosion des éléments d’acier. Son étude cherchera à déterminer les facteurs ayant affecté la performance des peintures appliquées au pont Champlain et à émettre des recommandations applicables aux autres ouvrages en acier de PJCCI.

4. Techniques avancées d’évaluation de l’état du pont Champlain.

Deux chercheurs de l’Université d’Ottawa, Leonardo F. M. Sanchez et Beatriz Martin-Perez, scruteront la performance des éléments structuraux en béton sur la durée de vie de l’ouvrage. Pour ce faire, ils utiliseront des techniques non destructives afin d’établir une corrélation entre le type et l’étendue des dommages et les pertes de fonction mécaniques et de durabilité du béton. Ils feront en outre appel à des techniques d’apprentissage profond pour augmenter la rapidité et la précision du diagnostic.

5. Évaluation de la condition, de la performance mécanique et de la durabilité d’éléments de béton.

Benoit Fournier et David Conciatori, tous deux de l’Université Laval, mettront au point une analyse multidisciplinaire d’auscultation d’éléments de béton, tant par des méthodes destructives et non destructives, en s’attardant aux facteurs de corrosion et de réaction alcalis-granulats. Leurs travaux conduiront d’une part à une meilleure compréhension des causes de dégradation affectant le béton et de l’autre, à établir un modèle prédictif plus adéquat.

6. Amélioration du comportement hystérétique des appuis en élastomère fretté aux fins d’isolation sismique.

Rattaché à l’ÉTS, Lotfi Guizani, procédera à une évaluation des caractéristiques hystérétiques d’appuis frettés du pont sous diverses conditions de charges et de températures afin d’en améliorer le taux d’amortissement et d’étudier la fiabilité à long terme des ouvrages.

7. Analyse critique et suivi de la performance des réparations de surface des éléments de béton.

À l’Université de Sherbrooke, Richard Gagné et Benoit Bissonnette feront équipe pour établir une cartographie des dommages, prélever des échantillons sur différents éléments de béton et procéder à leur caractérisation en laboratoire. Les résultats de leurs recherches permettront d’évaluer les performances des réparations en tenant compte de la nature des dommages, du type de réparation de surface, des techniques de mise en œuvre et des conditions climatiques.

8. Évaluation de la performance des renforcements par PRFC et élaboration d’un modèle de prédiction de leur durée de vie.

Toujours à l’Université de Sherbrooke, Radhouane Masmoudi tentera, au moyen d’essais en laboratoire, de mieux comprendre les propriétés d’adhérence et de fatigue des PRFC, au fil des travaux de réhabilitation effectués au pont Champlain. Ce faisant, il sondera la capacité résiduelle des éléments de béton renforcés aux PRFC et leur durabilité en en analysant le niveau de dégradation à l’aide de modèles prédictifs.

9. Évaluation de la corrosion sur le comportement des poutres.

Rattaché à l’Université McGill, Denis Mitchell analysera la performance des poutres précontraintes en fonction de leur degré de corrosion et de la répartition de celle-ci. Ses travaux permettront de cerner les processus de dégradation des câbles, la redistribution des charges entre les câbles et leur performance en fonction de leur état.

10. Étude de la capacité portante résiduelle des dalles intercalaires et leur renforcement au moyen de bétons fibrés à ultra-hautes performances (BFUP).

Les outils classiques tenant peu compte de la rupture rapide des armatures d’acier, Jean-Philippe Charron et Mahdi Ben Ftima, de Polytechnique, recourront à de nouvelles techniques d’auscultation et à un programme expérimental pour mettre au point une solution complète comprenant l’expertise théorique et réelle de la capacité résiduelle de dalles de tablier, ainsi qu’une méthode de renforcement durable faisant appel aux BFUP.