Les opportunités pour l aluminium dans les ponts routiers du Nord-Est de l Amérique Jean Simard, Président directeur-général Association de l Aluminium du Canada Martin Hartlieb, Viami International Inc. The Technology Strategy Group (TSG) North Ferrisburg, Vermont TSG Technology Strategies Group Viami International Inc. Beaconsfield, QC www.viami.ca
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Les conditions gagnantes aujourd'hui réunies Les freins historiques ne sont pratiquement plus d obstacle: Absence de code de référence - maintenant on l'a (Code S6-06) Estimation de coût sur la base du prix d achat et du plus bas soumissionnaire - > Maintenant on a les outils d aide a la décision : Analyse du Coût Total de Possession (ACT) Analyse du cycle de vie ( ACV) Alliages inappropriés (de la série 2xxx) aujourd hui les alliages 6xxx sont utilisés (plus de problème de corrosion générale) Techniques d assemblages déficientes il manquait la connaissance, par exemple de la corrosion galvanique Design par compensation - manque de connaissance - on l'a maintenant Soudure par friction malaxage - qui minimise les pertes de propriétés mécaniques après soudure 3 TSG Technology Strategies Group
L objectif de cette étude Les ponts du réseau routier de l Est du Canada et du Nord-Est des États- Unis ont été étudiés en profondeur L'objectif: déterminer si l'aluminium pourrait être utilisé dans la construction de ponts et les projets de réfection, dans quelle mesure et par quelle autorité 4 TSG Technology Strategies Group
Les ponts en Amérique du Nord Environ 603 000 ponts routiers publics aux États-Unis Plus de 56 000 ponts routiers au Canada La grande majorité ont été construits entre les années 1950 et 1970 Beaucoup sont déjà ou seront bientôt structurellement déficients 5 TSG Technology Strategies Group
Les ponts en Amérique du Nord Matériaux habituellement employés: Acier Béton armé Béton précontraint Bois et pierre Utilisés dans quelques secteurs limités Aluminium ou composites renforcés de fibres (FRC) Utilisés dans une très faible proportion Environ 50 % des ponts au Canada et aux États- Unis peuvent être classés comme des «ponts courts» (moins de 100 pieds / 30 mètres) 6 TSG Technology Strategies Group
Pourquoi l aluminium maintenant? Malgré les avantages évidents de l'aluminium Pas encore été largement adopté par les ministères des Transports des provinces et États Il suscite surtout de l intérêt pour: les tabliers de ponts mobiles (basculants) les installations temporaires les ajouts de voies les projets à exécution rapide L'aluminium est une solution beaucoup plus viable aujourd'hui que dans le passé (techniquement et économiquement) Nouveaux alliages, soudure par friction malaxage, etc. 7 TSG Technology Strategies Group
Les avantages de l aluminium Offre d excellentes propriétés pour des systèmes de pont Légèreté (environ 50-100kg par mètre carré de tablier) Les tabliers en aluminium sont 70% à 80% plus légers que les tabliers en béton Résistance à la corrosion et durabilité Ne nécessite pas de peinture et demande un minimum d'entretien Construction de pont accélérée (Accelerated Bridge Construction, ou ABC) Permet une installation rapide 8 TSG Technology Strategies Group
Les avantages de l aluminium Offre d excellentes propriétés pour des systèmes de ponts Réduction possible des coûts initiaux et d'exploitation des ponts mobiles Simplification possible de la construction, de la préfabrication (en atelier) et de l'assemblage (pas de soudure sur le terrain) Résistance aux basses températures Métal plus performant sur le plan environnemental 9 TSG Technology Strategies Group
Les avantages de l aluminium Offre d excellentes propriétés pour des systèmes de ponts Facilité de conception / esthétique / formabilité de l'aluminium Disponibilité d une grande variété de profilés Propriétés améliorées (des alliages, traitements thermiques et de soudure/assemblage) Codes nécessaires disponibles 10 TSG Technology Strategies Group
L aluminium dans la construction de ponts Les possibilités dans la construction de ponts routiers et de viaducs (voir étude de Scott Walbridge et Alexandre de la Chevrotière) Fabrication d éléments structuraux secondaires Système de tablier en aluminium extrudé Étude de 11
L opportunité pour l aluminium Le nombre de ponts dans la région visée par l étude est d'environ 86 500 Près de 20 % sont classés structurellement déficients La grande majorité des ponts dans cette région ont été construits entre 1945 et 1975 Ils entrent dans la période où ils auront le plus besoin de réparations importantes 12 TSG Technology Strategies Group
L opportunité pour l aluminium Dans la région étudiée C est au Québec et en Pennsylvanie que les ponts sont dans le pire état L Ontario et l État de New York ont également un nombre considérable de ponts structurellement déficients Autres facteurs: l'expérience, les préférences et les connaissances des ingénieurs de structures sur les avantages de l'aluminium 13 TSG Technology Strategies Group
L opportunité pour l aluminium Le Québec est le territoire le plus prometteur L'Ontario, le New Hampshire, le Vermont et le Nouveau-Brunswick viennent ensuite Les ingénieurs de structures ont exprimé leur intérêt pour l'aluminium Si les projets de démonstration se révèlent concluants L'aluminium pourrait être choisi pour un certain pourcentage des 1 000 à 1 400 ponts qui devront être remis en état chaque année! 14 TSG Technology Strategies Group
Le marché potentiel Inventaire et état des ponts, et prévisions sur la réfection et le remplacement dans la zone visée par l'étude État / province Nombre total de ponts Structurellement déficients Remplacements et réfections par année (estimation) QC 12 900 approx. 40 %* 200 à 300 ON 2 700 22 % 50 à 150 NB 200 15 à 20 % 5 à 10 CT 5 300 9 % 20 à 30 MA 4 900 8 % 25 à 30 ME 3 700 12 % 30 à 35 NH 3 800 12 % 30 à 40 NY 17 000 12 % 250 à 300 PA 32 000 22 % 350 à 500 VT 4 000 9 % 40 à 50 TOTAL Environ 86 500 Presque 20 % 1 000 à 1 400 p.a. *) Données seulement disponibles pour les ponts provinciaux et municipaux sous la responsabilité du MTQ, pas pour les ponts sous la responsabilité des grandes municipalités (>100,000 habitants) au Québec. Note : La Nouvelle-Écosse, Terre-Neuve-et-Labrador, le New Jersey et le Rhode Island n'ont pas été inclus dans l'analyse. Source : US FHWA, ministères des Transports des provinces et des États, estimations de Viami International / TSG 15 TSG Technology Strategies Group
L opportunité pour l aluminium Nombre de ponts total et pourcentage structurellement déficient En raison des différences des systèmes de gestion des ponts, les données des provinces canadiennes ne sont pas 100 % comparables En Ontario, seuls les ponts provinciaux sont dénombrés *Données seulement disponibles pour les ponts provinciaux et municipaux sous la responsabilité du MTQ, pas pour les ponts sous la responsabilité des grandes municipalités (>100,000 habitants) au Québec. Note : La Nouvelle-Écosse, Terre-Neuve-et-Labrador, le New Jersey et le Rhode Island n'ont pas été inclus dans l'analyse. Source : US FHWA, ministères des Transports des provinces et des États, estimations de Viami International / TSG 16 TSG Technology Strategies Group
L opportunité pour l aluminium Nombre de ponts total et pourcentage structurellement déficient En raison des différences des systèmes de gestion des ponts, les données des provinces canadiennes ne sont pas 100 % comparables. Remplacements et réfections par année (estimation) En Ontario, seuls les ponts provinciaux sont dénombrés *Données seulement disponibles pour les ponts provinciaux et municipaux sous la responsabilité du MTQ, pas pour les ponts sous la responsabilité des grandes municipalités (>100,000 habitants) au Québec. Note : La Nouvelle-Écosse, Terre-Neuve-et-Labrador, le New Jersey et le Rhode Island n'ont pas été inclus dans l'analyse. Source : US FHWA, ministères des Transports des provinces et des États, estimations de Viami International / TSG 17 TSG Technology Strategies Group
L opportunité pour l aluminium Au Québec Plus grand nombre de ponts structurellement déficients Plus grand potentiel pour les projets de réfection de ponts (total d'environ 12 900 ponts) 9 000 ponts provinciaux et municipaux Sous la responsabilité du MTQ Près de 4 000 ponts dans les grandes municipalités Plus de 70 % des ponts au Québec ont été construits entre 1960 et 1980 18 TSG Technology Strategies Group
L opportunité pour l aluminium L'objectif actuel du MTQ est de remettre 80 % de toutes les structures en «bon état» d'ici 2022 80 70 60 50 40 Municipal Provincial 30 20 10 0 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Source: Rapport annuel de gestion, 2011-2012, ministère des Transports du Québec, novembre 2012 19 TSG Technology Strategies Group
L opportunité pour l aluminium Le Québec représente le plus grand potentiel à court terme (cinq prochaines années). Un projet de démonstration (Sainte Ambroise) est en cours! En outre, le Québec est très prometteur en raison du grand nombre de ponts «courts» (près de 5 000)...et du taux de réfection de 200 à 300 ponts par an projeté pour les deux prochaines décennies 20 TSG Technology Strategies Group
Le projet-pilote Pont Saint-Ambroise Le MTQ construit un premier pont au Québec/Canada avec tablier en aluminium Pont de 11 mètres de long «Il va avoir toutes les caractéristiques nécessaires pour qu'on voit le comportement d'un tablier d'aluminium» Le fabricant est aux États-Unis Le seul qui répondait aux normes du ministère Source: TVA Nouvelles - http://tvanouvelles.ca/lcn/infos/regional/saguenay/archives/2013/10/20131031-230653.html 21 TSG Technology Strategies Group
Les défis à surmonter Absence d une société d extrusion des grands profilés creux Nécessaires à la fabrication de tabliers de pont de 8 pouces Les options à envisager Utiliser les capacités d'extrusion existantes dans la province Développer un tablier de pont de 5 pouces approprié (semblable à la conception utilisée en Floride) Attirer ou inciter un extrudeur existant à investir dans une grande presse Source: Constellium 22 TSG Technology Strategies Group
Les défis à surmonter Perception du coût : Pris isolément, le coût initial d un tablier de pont en aluminium est plus élevé, mais il faut penser autrement et considérer le coût de l ouvrage dans son ensemble et dans le cycle de vie du pont Soudage par friction malaxage (FSW): Avancée technologique qui a amené l avantage concurrentiel de l aluminium 23 TSG Technology Strategies Group
Les défis à surmonter «Business Case» Considérer le coût du pont dans son ensemble, c est aussi inclure l avantage de l aluminium sur la durée du chantier, et donc les impacts économiques des entraves Les caractéristiques de l aluminium ont un impact sur l ensemble des coûts d un pont : design, conception et entretien Le coût total de possession (TCO), du coût initial de l ouvrage jusqu à sa disposition, démontre la primauté de l aluminium L aluminium, un matériau québécois qui créé de la richesse en étant transformé ici 24 TSG Technology Strategies Group
Les défis à surmonter Émergence d un «champion» de l industrie Qui développe le marché des tabliers de ponts en aluminium aux États-Unis ou au Canada Relève les défis techniques pour répondre aux besoins du marché Réponse du marché: La Grappe Industrielle de l Aluminium du Québec 25 TSG Technology Strategies Group
Conclusions Le Québec pourrait être bien placé pour devenir le leader nord-américain dans la technologie des tabliers de ponts en aluminium Au cours des prochaines décennies Entre 1 000 et 1 400 ponts devront être remis en état ou remplacés chaque année (dans la région étudiée) La majorité pourraient être des candidats potentiels pour des tabliers en aluminium Ces tabliers d aluminium pourraient être des bons produits d exportation à valeur ajoutée 26 TSG Technology Strategies Group
QUESTIONS? 27 The Technology Strategy Group (TSG) North Ferrisburg, Vermont TSG Technology Strategies Group Viami International Inc. Beaconsfield, QC www.viami.ca