Raccourcir la saison la plus longue
Amir Fam, Ph.D. et chercheur à l’Université Queen’s, a trouvé une nouvelle façon de construire des ponts – et de raccourcir un peu la saison la plus longue pour les automobilistes.
Les automobilistes racontent avec lassitude la même blague chaque année. En réalité, il n’y a que deux saisons au Canada : l’hiver et la saison de la construction. Alors que fleurissent les premiers crocus, les échafaudages font leur apparition sur les ponts et les échangeurs au pays. Les voies rétrécissent. Les délais prolifèrent. Les esprits s’échauffent. Bienvenue à un printemps, à un été et un automne de frustration.

Plus souvent qu’autrement, le béton se retrouve au banc des accusés. Inventé à l’origine par les Romains, le béton est extrêmement résistant à ce que les ingénieurs appellent la compression. Autrement dit, il ne s’écrase pas facilement, une caractéristique qui en fait un excellent matériau de construction. Mais le béton mis en tension – étiré entre deux points – perd 90 pour cent de sa résistance. Si l’on applique suffisamment de poids au milieu d’une pièce sans armature, le béton se fissurera.

Dès les années 1860, les ingénieurs ont commencé à s’attaquer au problème en ajoutant des tiges d’acier – un matériau très résistant à la tension – au béton utilisé dans la construction de ponts et d’édifices. Il s’agit d’une excellente solution, encore utilisée de nos jours, mais qui pose un problème. Lorsque le béton se fissure – ce qui se produit tôt ou tard – l’eau peut atteindre l’armature d’acier à l’intérieur et la faire rouiller. Et puisque l’acier rouillé est plus volumineux, la force résultante repousse le béton vers l’extérieur, ce qui cause davantage de fissures, qui... bon, vous avez compris le principe.

En raison de ces tensions internes, les structures des ponts en béton armé ferraillé devront vraisemblablement être « rechemisées » tous les cinq à dix ans. L’armature d’acier rouillée est dénudée au moyen d’un marteau-perforateur, l’acier est nettoyé ou remplacé et une nouvelle couche de béton est appliquée. Résultat : attendez-vous à des retards.

Toutefois, ces retards pourraient être plus courts et moins fréquents en raison des travaux de recherche d’Amir Fam. M. Fam, Ph.D. et titulaire d’une chaire de recherche du Canada en génie civil à l’Université Queen’s, veut briser le cycle du rechemisage en éliminant de l’équation la variable liée à l’acier. Au début des années 1990, il a commencé à concevoir des ponts où l’armature d’acier traditionnelle était remplacée par des « tendons » de fibres de carbone et de fibres de verre à l’épreuve de la corrosion. En absence de ravages internes causés par la rouille, les ponts construits de cette façon pourraient avoir une durée de vie beaucoup plus longue avant que des travaux majeurs d’entretien soient nécessaires.

Aujourd’hui, la technique est de plus en plus utilisée, mais M. Fam voit maintenant le problème – assez littéralement – d’un autre point de vue. Pourquoi ne pas installer toute l’armature à l’extérieur des composantes de pont en coulant le béton dans des formes faites avec les nouveaux matériaux et les laisser en place pour ainsi donner au béton la résistance structurale nécessaire? Les formes – fabriquées avec un polymère ultra-résistant renforcé de fibres de verre – permettraient également d’imperméabiliser la structure. De plus, il y a un autre avantage : la nouvelle approche permet aux constructeurs d’éviter de retirer les formes traditionnelles, une tâche coûteuse et potentiellement dangereuse.

La technologie des formes à laisser en place de M. Fam fait actuellement l’objet d’une évaluation à long terme au site d’un pont en Virginie. Elle est déjà utilisée à des fins commerciales pour créer des pieux marins pour la construction de quais industriels. Quand verrons-nous des formes externes sur les ponts et les passages supérieurs au Canada? M. Fam répond avec une certaine résignation désabusée familière à de nombreux chercheurs. « Honnêtement, le défi consiste à convaincre les décideurs. Il faut persuader les ingénieurs qui sont habitués aux méthodes plus traditionnelles – nous devons les convaincre d’essayer notre technologie. »

Et lorsqu’ils le feront, la saison de la construction pourrait être plus courte. « Aucun travail de maintenance pendant peut-être 50 ans ou plus, affirme M. Fam. N’est-ce pas merveilleux? »

Tous les automobilistes seront bien d’accord.
Projet : Equipment for Laboratory Testing of Innovative FRP—Concrete Hybrid Systems and Structures Retrofitted Using FRP
Institution : Queen’s University
Disciplines : Engineering
Chercheur Principal : Amir Fam
Investissement du Fonds ontarien pour l’innovation : 125 000 $
Investissement de la Fondation canadienne pour l’innovation : 125 000 $
Investissement global dans la recherche, toutes les sources
de financement confondues :
312 500 $

 

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English
Des chercheurs de l’Université Queen’s élaborent des éléments d’armature faits de matériaux composites qui peuvent être utilisés dans la construction de ponts de béton.