Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

23e Colloque sur la progression de la recherche québécoise sur les ouvrages d'a

23e Colloque sur la progression de la recherche québécoise sur les ouvrages d'art Page 1 sur 9 Le béton projeté: aujourd'hui et demain Marc Jolin, ing. Ph.D, FACI Départment de génie civil et génie des eaux, Université Laval 1065, ave de la médecine, Québec, QC, Canada, G1V0A6 T: 418-656-3163; E: marc.jolin @gci.ulaval.ca Résumé Au cours des dernières décennies, le béton projeté s'est distingué parmi les techniques de réparation d'infrastructures par sa durabilité, son attrait économique et sa rapidité d'installation. Le Québec bénéficie aujourd'hui d'une véritable expertise dans ce domaine, expertise reconnue à l'échelle internationale. Cette expertise s'est bâtie entre autres grâce à des programmes de recherche financés en grande partie par les propriétaires d'ouvrages, les acteurs de l'industrie et réalisés dans un laboratoire universitaire unique en son genre. Les connaissances générées à travers les activités de transfert technologique et les suivis d'expérience sur chantier ont permis des avancées majeures tant au niveau du matériau, du procédé de mise en place que de sa robustesse d'utilisation en chantier. Parallèlement à ces avancées, la bonne utilisation et le succès du béton projeté en Amérique du Nord et notamment au Québec sont également le fruit de nombreux efforts mis dans la formation des lanciers. Dans ce contexte, cet article dresse un portrait de l'utilisation actuelle du béton projeté dans la réfection d'ouvrages au Québec (et ailleurs) et montre comment les différentes avancées réalisées dans le domaine ont aidé les donneurs d'ouvrage à spécifier et encadrer l'utilisation de cette technique toujours d'actualité. Enfin, les efforts actuels qui continuent d'être mis sur le plan universitaire et industriel pour améliorer davantage le matériau, le procédé, les méthodes de cure et relever le défi du développement durable seront également soulignés à travers la présentation de quelques cas récents de réparations en béton projeté. 1. Historique L’apparition du béton projeté remonte à 1907 aux États-Unis. Son inventeur, Carl Ethan Akeley, était naturaliste et taxidermiste au Field Museum of Natural History de Chicago. Alors que le directeur du musée se plaignait de l’apparence de son édifice, Akeley a développé une machine pour recouvrir la façade endommagée avec du plâtre de Paris. Cet appareil, alors appelé le Plastergun, consistait à projeter la poudre de plâtre dans une conduite avec de l’air comprimé, et à ajouter la quantité d’eau nécessaire au bout Le béton projeté: aujourd'hui et demain 23e Colloque sur la progression de la recherche québécoise sur les ouvrages d'art Page 2 sur 9 de la lance. Cette machine, bien que très rudimentaire, constitue la première version du canon à béton projeté. Après y avoir apporté quelques améliorations, Akeley obtint un brevet en 1911 pour son invention: le Cement Gun. Peu après, Akeley a cédé les droits de sa machine à une firme d’ingénierie : la Cement Gun Company (Teichert 2002). À cette époque, le matériau utilisé était un mortier (appelé Gunite), constitué simplement de sable et de ciment. Les premières utilisations du béton projeté consistaient principalement à recouvrir les charpentes d’acier pour les protéger contre le feu et la corrosion. Dans les années suivantes, le béton projeté est devenu de plus en plus populaire, et ce, dans plusieurs domaines (réparation de bâtiments et de ponts, construction de réservoirs d’eau, de barrages et de tunnels, applications en réfractaire). En 1915, le béton projeté est arrivé en Europe, toujours sous la propriété de la Cement Gun Company. Autant le mélange que la machine étaient brevetés. Autrement dit, seul le matériau produit avec un authentique Cement Gun pouvait porter le nom de Gunite. Entre 1920 et 1940, la Cement Gun Company a publié plusieurs documents techniques et résultats de recherches concernant leur produit (Yoggy 2000). Après la Seconde Guerre mondiale, de nombreux changements ont frappé l’industrie du béton projeté. Premièrement, de nouveaux appareils de projection ont vu le jour, les premiers changements depuis l’apparition du canon original. Ces nouveaux canons ont permis l’introduction de granulats grossiers dans les mélanges; faisant passer le matériau du simple mortier au béton. De plus, le béton projeté par voie humide est arrivé au cours des années 1950. Tous ces changements ont certes fait innover le monde du béton projeté, mais ont aussi amené quelques inconvénients. En effet, le matériau développé la Cement Gun Company était bien documenté, et les procédures pour l’appliquer bien définies. L’arrivée des nouvelles technologies a entraîné une dislocation dans l’industrie; chacun faisait comme il voulait. Cet écart a, pendant quelques années, affecté la qualité et la crédibilité du procédé. Il n’existait plus de lignes directrices pour produire du béton projeté de qualité (Yoggy 2001). Il a fallu attendre les années 1970 pour observer la « renaissance » du béton projeté. L’arrivée de nouveaux équipements dans les années 1960-1970 a permis une plus grande productivité, autant en béton projeté par voie sèche que par voie humide. De plus, la formation du comité 506 par l’American Concrete Institute a engendré la publication de plusieurs documents techniques et normatifs. D’importantes avancées technologiques ont aussi contribué à l’avancement du béton projeté dans les années 1970. Il y a eu l’incorporation de fibres d’acier, d’accélérateurs de prise et de fumée de silice aux mélanges (Yoggy 2002). Au Québec, c'est au milieu des années 1980 que le ministère des Transports s'intéresse davantage à la technique du béton projeté par voie sèche afin de répondre à la quantité grandissante de réparations nécessaires sur sa structure en béton. Bien que les premières tentatives n'ont pas toujours rencontré le succès espéré, des efforts continus et quelques projets de recherche ont permis d'obtenir, au début des années 90, une Le béton projeté: aujourd'hui et demain 23e Colloque sur la progression de la recherche québécoise sur les ouvrages d'art Page 3 sur 9 composition de mélange de béton projeté par voie sèche et des procédures de préparation de surface avant réparation qui améliorait grandement la qualité des réparations réalisées1. Dès lors, le béton projeté est considéré comme une technique à part entière pour la réparation des infrastructures en béton et l'intérêt qu'on y porte dans l'industrie mène à la création d'une Chaire industrielle CRSNG sur le béton projeté et les réparations en béton en 1994. Parmi de nombreux partenaires industriels, le ministère des Transports y sera un collaborateur clé pendant plus d'une dizaine d'années. En effet, le cahier des charges et devis sera rapidement mis à jour en fonction des divers résultats de recherche publiée, et de nombreuses plaques d'essais seront mises à la disposition des étudiants chercheurs sur une grande variété de chantiers de réparation. Les recherches ont permis de répondre à de nombreuses questions, entre autres concernant l’influence des accélérateurs de prise (Jolin, Beaupré et al. 1997), l’entraînement de l’air (Dufour 1996) et la résistance au gel, l’influence des ajouts minéraux (Gagnon 2005), la mise en place et le rebond (Jolin 2002, Ginouse and Jolin 2014). Plus récemment, des projets entrepris à l’Université Laval étaient reliés à l’enrobage des barres d’acier d’armature (Basso 2016), et à l’aspect pompage/rhéologie du béton projeté par voie humide (Jolin, Burns et al. 2009). 2. Retombées Les retombées associées à cet effort de recherche-développement sont nombreuses. D'abord, cela a permis d'importantes améliorations tant au niveau de la conception des mélanges de béton projeté que sur la validation de la compétence des lanciers. D'ailleurs, le programme de certification des lanciers de béton projeté développé en 1996 en collaboration avec le ministère des Transports a joué un rôle important dans la mise en place du programme de certification des lanciers de l'ACI en 2001 (ACI 2015). Du côté des mélanges de béton projeté, l'utilisation de la granulométrie plus grossière et de fumée de silice ou alors le concept de la haute teneur en air initiale sont désormais des concepts bien connus et utilisés partout en Amérique du Nord (ACI 2005). Ensuite, les diverses activités de transfert technologique et les nombreuses publications ont mené à pas moins d'une centaine d'articles scientifiques et à la création de deux programmes de formation unique. Ainsi, une formation continue les inspecteurs du béton projeté a été offerte quelquefois à la fin des années 90 alors qu'une formation pour les lanciers de béton projeté est offerte (en collaboration avec la Commission de la construction du Québec) depuis près de 20 ans. Finalement, les suivis et nombreux échantillonnages en chantier ont permis de raffiner les méthodes de contrôle de qualité et ont surtout démontré que les efforts consentis en recherche et développement avait bel et bien permis de grandement améliorer la qualité et la durabilité des réparations en béton projeté fait au Québec. 1 Il convient de souligner ici les rôles essentiels joués par Messieurs Roger Blanchette et Daniel Vézina, tous deux du ministère des Transports, dans ce qui deviendra un axe de recherche et développement et une expertise québécoise de renommé internationale. Le béton projeté: aujourd'hui et demain 23e Colloque sur la progression de la recherche québécoise sur les ouvrages d'art Page 4 sur 9 3. Études de cas L'expertise développée au Québec tant au niveau de l'ingénierie, des constructeurs et de la main-d'œuvre permet aujourd'hui de réaliser des réparations en béton projeté de uploads/Ingenierie_Lourd/ 06-beton-projete-expertise-quebecoise.pdf