Projet de Fin d’Étude -...

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


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.



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.



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



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



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



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



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



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.



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



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.



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.



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)



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.



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.



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.



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)



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).



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).



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



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



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



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



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



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.



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.



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.



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



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.



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).



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



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.



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.



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.



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 $


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 $



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 $



Bétonnage des glissières de pont 4 596,59 $


Cimentier applicateur contremaître 1 61,47 $ h 13,35 820,67 $


Cimentier applicateur 2 54,18 $ h 13,35 1 446,61 $


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 $



Menuisier 2 58,00 $ h 77,17 8 951,72 $


Cimentier applicateur 0,10 54,18 $ h 77,17 418,11 $


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 $


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 $




Menuisier 2 58,00 $ h 19,85 2 302,60 $



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 $


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 $



Manœuvre spécialisé contremaître 1 50,31 $ h 4,26 214,32 $


Préparation des équipements 596,90 $


Opérateur équip. Lourd cl. A 1 56,14 $ h 5,00 280,70 $


Camionette 0,75 tonnes 4 roues motrices 1 16,00 $ h 5,00 80,00 $

Moulage de Jersey 10 829,11 $


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 $




Manœuvre spécialisé contremaître 1,30 50,31 $ h 18,92 1 237,42 $


Sciage de fissuration Jerseys 337,87 $






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



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.



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.



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.



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



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.



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 -



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



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.



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).



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



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



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.



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



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.



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.



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



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 $


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 $


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 $



Transport équipement 35 tonnes et plus 1 073,60 $


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 $



Manœuvre spécialisé contremaître 1 50,31 $ h 4,50 226,40 $


Préparation des équipements 575,60 $


Opérateur équipement lourd classe A 1 51,88 $ h 5,00 259,40 $


Camionnette 0,75 tonnes 4 roues motrices 1 16,00 $ h 5,00 80,00 $

Moulage des glissières 20 936,71 $


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 $




Manœuvre spécialisé contremaître 1,30 50,31 $ h 24,00 1 569,67 $


Sciage des joints des glissières 362,95 $






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.



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



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).



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



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



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



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



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 $



Contremaître menuisier 59,64 $ h 1,10 8,98 589,12 $

Menuisier 55,05 $ h 2,00 8,98 988,70 $


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 $


Menuisier 55,05 $ h 5,00 341,43 93 978,61 $





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 $



Cimentier applicateur contremaître 57,79 $ h 2,20 23,60 3 000,46 $



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 $



Menuisier 55,05 $ h 2,00 215,99 23 780,50 $



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 $



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 $




Menuisier 55,05 $ h 2,00 77,21 8 500,82 $


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 $



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 $



Monteur d'acier 90,00 $ h 2,00 10,00 1 800,00 $

Menuisier 55,05 $ h 1,00 10,00 550,50 $





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 $



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 $




Menuisier 55,05 $ h 2,00 29,14 3 208,31 $



Désinstallation de pontage (avec fer dans le bas)

4 558,87 $

Nacelle 30,00 $ h 2,00 8,98 538,80 $




Menuisier 55,05 $ h 2,00 8,98 988,70 $



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 $



Menuisier 55,05 $ h 5,00 341,43 93 978,61 $





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 $



Cimentier applicateur contremaître 57,79 $ h 2,20 23,60 3 000,46 $




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 $



Menuisier 55,05 $ h 2,00 215,99 23 780,50 $



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 $



Menuisier 55,05 $ h 12,00 1,00 660,60 $


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 $




Menuisier 55,05 $ h 2,00 77,21 8 500,82 $


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 $



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 $



Monteur d'acier 90,00 $ h 2,00 10,00 1 800,00 $

Menuisier 55,05 $ h 1,00 10,00 550,50 $





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.



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.



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



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.



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)



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.



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.



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 ».



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



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.



RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Normes

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