L’industriedelatransformationdel’aluminiumdoits’intéresserausecteurdespontsetpasserelles

JacquesInternoscia,directeurdesprogrammesstratégiques,Associationdel’aluminiumduCanadaetco-présidentduchantierInfrastructuresetouvragesd’artd’AluQuébec.

L’utilisationdel’aluminiumdanslespontsetpasserellesenAmériqueduNordetenEuroperemonteàplusieursannées.En2012,l’Associationdel'aluminiumduCanada(AAC)afinancéuneétudeintitulée«Possibilitésd’utilisationdel’aluminiumdanslaconstructiondepontsroutiersetdeviaducs»1.Cetteétudefait,notamment,uninventairedespontsd’aluminiumenAmériqueduNordetenEurope.L’étudearépertorié16pontsconstruitsavecdemultiplesmatériauxincluantl’aluminium;cespontsdedifférentstypesetalliagesontétéconstruitsde1933à1978.

Cequiachangéladonnepourl’aluminiumdanslesponts,cesontlesavancéestechnologiquesquantauxalliagesettechniquesd’assemblagedel’aluminium.L’utilisationdelatechniquedesoudureparfriction-malaxage(SFM)aeuuneffetmajeursurlescoûtsetlaquantitédematériauxrequispourlaconstructiond’unplatelaged’aluminium;YouTubeoffreplusieursvidéossurlaSFMdel’aluminium(enanglais«frictionstirwelding»ouFSW).

Voicilesprincipauxavantagesconcurrentielsdel’aluminium:sonfaiblepoidsencomparaisondesmatériauxutiliséshistoriquementdansledomainedesouvragesd’art,sagrandeflexibilitégrâce,notamment,àson«extrudabilité»,sonfaiblebesoind’entretien,sarésistanceàlacorrosion,sarecyclabilitéetsoncoûtavantageuxsurladuréedeviedel’ouvraged’art(coûttotaldepossession).

En2012,l’AACaconfiéauxfirmesMAADIGroupetDeloittelemandatderéaliseruneétudecomparativeducoûttotaldepossessiond’unepasserelleenacierversusenaluminiumsuruneduréedeviedecinquanteans.Quatrecatégoriesdecoûtsfurentprisesencompte:l’acquisition,l’installation,l’entretienetl’exploitation,etl’élimination.Lesmatériauxpeuventavoiruncoûtd’acquisitionplusélevé,maislescoûtsd’entretienetd’exploitationd’unestructuredoiventêtreprisencomptepourjugerdelavaleurd’uninvestissement.L’analyse,menéedansdesmilieuxurbainetmaritime,adémontréquel’aluminiumdevaitêtreprisenconsidérationdanslesappelsd’offresetqu’afindefavoriserl’innovationetlesnouveauxmatériaux,lesdonneursd’ordredevaientadopteruneapprochededevisdeperformancetoutenrecourantàl’analyseducoûttotaldepossession.

1Possibilitésd’utilisationdel’aluminiumdanslaconstructiondepontsroutiersetdeviaducs,MAADIGroupetUniversitédeWaterloo,pourlecomptedel’AAC,2012.Sommairedel’étude.

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Onpeutajouterauxnombreuxavantagesdumatériauquel’aluminiumproduitauQuébecestparmiceuxayantlaplusfaibleempreintecarboneaumonde(figure1).

UneétuderéaliséeparleCIRAIGpourlecompteduministèredel’Économie,del’InnovationetdesExportationsduQuébecennovembre2015révèlequel’avantagecarbonedel’aluminiumquébécoisesttrèsimportant:lesémissionsdeGESgénéréeslorsd’uneproductiond’aluminiumprimaireauQuébecsontde67à76%inférieuresàcellesémiseslorsd’unemêmeproductionauMoyen-OrientouenChine,et19%inférieureslorsquelacomparaisonsefaitaveclaRussie.

Figure1.Avantagecarbonedel’aluminiumquébécois.Source:economie.gouv.qc.ca(novembre2015)

LaréductiondesGESestunfacteurimportantetquitendàdevenirdécisionnel,comptetenudesengagementsprisparnosgouvernementsdanslecadredeCOP21.LegouvernementduQuébecs’estdonnécommeobjectifderéduirede37%d’ici2030lesémissionsdeGESsurlabasede1990,cequinécessiteraunchoixjudicieuxdematériaudanstouslessecteursmanufacturiers,ycomprisceluidesinfrastructures.

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Lesecteurdel’automobiles’activedéjàenréduisantlepoidsavecl’utilisationmassivedel’aluminium.LepoidsdutoutnouveauFordF-1502015,l’undesvéhiculesutilitaireslesplusvendusaumonde,aétéréduitdeplusde300kggrâceàl’aluminium(figure2),cequicontribueraàréduiresaconsommationtoutenaugmentantsacapacitédechargement.LanouvellenormedeconsommationdecarburantdesÉtats-Unis,CAFEpour«CorporateAverageFuelEconomy»,forceralesmanufacturiersd’automobilesetcamionsàréduirelaconsommationmoyennedeleursmodèlesdevéhiculesselonunhorizonrestrictif.

Figure2.LenouveauFordF-1502015àfortcontenud’aluminium,source:Web.

L’aluminiumnepeuttoutfaire,maisilasaplacedanslemixdematériau.Ilpeutfacilementsecombineràl’acier,aubétonetaubois:lebonmatériauaubonendroit,commeondit!Unplatelaged’aluminiumsurunpontdontlacharpenteestenacierouenbétonchangeraitladonne,qu’ils’agissed’unpontneufouàréhabiliter.Unplatelaged’aluminiumétantbeaucouppluslégerqu’unplatelagedebétonoud’acier,c’esttoutelaconceptiondupontquienseraaffectée.Dansuncasderéhabilitationdutablier,celui-cipourraitêtreélargipourajouterunepistecyclable,parexemple,commesurlepontMaarsenauxPays-Bas(figures3-4-5).

Lerecoursàl’aluminiumdansdesprojetsdeconstructionaccéléréedepontsetpasserelles,ABCpour«AcceleratedBridgeConstruction»,estunchoixjudicieux.C’estcequ’adémontréuneétudecomparativeréaliséepourlecompteduDépartementdestransportsdeFloridequivisaitàsélectionnerlemeilleurmatériauderemplacementpourlestabliersdepontsmobilesencaillebotisd’acier2.Ils’agit,enFlorideseulement,d’unmarchépotentieldeplusde200pontsàréhabiliter.

2AlternativestoSteelGridBridgeDecks,MuhammadA.Saleem,FloridaInternationalUniversity,2011

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Figures3-4-5.Structureenporte-à-fauxsupportantletablierd’aluminiumdupontdeMaarsen,Pays-Bas.

Danslecadred’unemissiontechnico-commercialeàTampaenFlorideaumoisd’octobre20153,onapuconstaterl’avancementdestravaux,oùunconsortiumdirigéparlafirmeAlumaBridgeparticipeàunprojetpilotevisantàtesterdessectionsd’aluminiumsurunpontmobileenexploitation(figure6).CessectionsserontinstalléessurlepontdeFortPierceenFlorideen2016.

3ChantierInfrastructuresetOuvragesd’artMissiontechniquesurlespontsenaluminium

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Figure6.Sectionsassembléesdeplatelaged’aluminiumdestinéesàunpontmobile,Tampa,Floride2015.Source:AlumaBridge

Endécembre2014etfévrier2015,danslecadredemissionspréparatoiresenSuède,auxPays-BasetenFloride,nousavionsprisconnaissancedesavancéestechnologiquessurl’utilisationdel’aluminiumdanslaconceptiondeponts.EnSuède,plusde70pontsontunplatelaged’aluminiumselonunconceptdéveloppéparlacompagnieSAPA.

AuxPays-Bas,c’estlacompagnieBayardsquialehautdupavé.Ellea,àcejour,construitplusd’unevingtainedepontsdontleplatelageetparfoislepontaucompletsontenaluminium(figure7).Lesrapportsdecesmissionssontégalementdisponiblessurlesitewebdel’AAC4.

Figure7.PontmobileHanLamersbrugentièrementenAluminium,Amsterdam.

4RapportdelamissionpréparatoiresurlespontsenSuède,enHollandeetauxÉtats-Unis(décembre2014etfévrier2015).SommaireetAnnexes

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Commeilyabeaucoupdepontsquitraversentdescanauxd’eausalée,latendancequisembles’installerestleremplacementdesvieuxplatelagesdebétonetd’acierpardesplatelagesd’aluminiumbeaucouppluslégersetsansentretien.OnconstateaussiquedespontssontmodernisésouréhabilitéscommecepontdeMaarsenquitraverseleAmsterdam-Rhine-Canal,leplusgrandcanaldesPays-Bas,etauquelonaajoutéunepasserelleenaluminiumdetroisvoiesenporte-à-faux:deuxvoiescyclablesetunevoiepiétonne(figures3à5).

Commel’aclairementdémontréuneétudedemarchésurl’utilisationdel’aluminiumdanslesponts5,unegrandeproportiondespontsdel’EstduCanadaetduNord-EstdesÉtats-Unis,construitsaprèslaDeuxièmeGuerremondiale,arriventàlafindeleurvieutile.Letableau1présentelepotentieldespontsàêtreremplacésouréhabilitésdanslemarchécouvertparl’étude.

Tableau1.ÉtatdeladéficiencestructurelleetestimationdunombrederemplacementannuelparÉtat/province.

Province/État Totalponts Totaldéficiencestructurelle

Estimationannuelleremplacementvsréhabilitation

QC 12900 ±40% 200–300ON 2700 22% 50–150NB 200 15–20% 5–10CT 5300 9% 20–30MA 4900 8% 25–30ME 3700 12% 30–35NH 3800 12% 30–40NY 17000 12% 250–300PA 32000 22% 350–500VT 4000 9% 40–50

TOTAL 86500 ±20% 1000à1400

Ilexistedoncunvastemarchécibledeproductiond’aluminiumdansledomainedesouvragesd’art.Desgroupesdediscussionmisenplaceen2011,pourlecomptedel’AAC,ontdémontréquelesingénieurs,architectesetdonneursd’ordren’avaientqu’unefaibleconnaissancedelatransformationdel’aluminiumetdesonpotentiel.Qu’àcelanetienne,l’industrieacontribuéaufinancementdelamiseàjourdenormes(CSA157pourlescharpentesd’aluminium,CSAS6-06–codecanadiensurlecalculdespontsroutiers),ledéveloppementdecontenuetladiffusiondeformationencollaborationavecleRéseaudesingénieursduQuébecetlaSociétécanadiennedegéniecivil.

5MarketStudyforAluminumUseinRoadwayBridges,ViamiInternationaletTSGGroup,pourlecomptedel’AACetduMin.del’ÉconomieduQuébec,mai2013.Sommaire

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AuCanada,l’industriedel’aluminiumetl’Associationcanadiennedenormalisation(CSA)ontrécemmentreconnuquelesspécificationsetrecommandationspourledimensionnementdepontsenaluminiumdevaientêtreregroupéesdansuneseulenorme.Cettevolontéaaboutiàlaformationd’unnouveaucomitétechniquequiaconcentrél’ensembledesontravailsurlenouveauchapitre17pourles«structuresenaluminium»,quiaétépubliéàl’automne2011.Unenouvellemiseàjourestprévuepour2019.

Lesecteurquébécoisdel’aluminiums’activeàcombattrelesobstaclesàl’accroissementdelademandedetransformationdel’aluminiumauQuébecetàlacréationderichessequiendécoulerait.Cesobjectionsdécoulentpourlaplupartdelaméconnaissanceparnosprofessionnelsdel’évolutiontechnologiquerécenteentourantl’aluminiumouaumanquedeformation.

L’importancedunombredepontsàréhabiliterouàremplaceraamenéplusieursministèresetdépartementsdetransportsdansdenombreusesjuridictionsàconsidérerdenouvellesavenuesquantauchoixdesmatériaux.C’estainsiquelesavancéesdel’aluminiumontamenéleministèredesTransportsduQuébecàréaliserunprojetpilotesurunpontdecourteportéesituéauSaguenay:lepontdeSaint-Ambroise.Leprojetaétélivréàlafindel’été2105.LeMTQyainstalléunplatelaged’aluminiumsurpoutresd’aciergalvaniséenremplacementd’unplatelagedebois.Lesfigures8et9montrentleproduitfinaletuneimagedétailléesdesextrusionsutiliséessoudéespasFSWetleurrevêtementBimagrip.

Figure8.PontdeSt-Ambroise,août2105,source:ministèredesTransportsduQuébec

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Figure9.Troisextrusionsde8poucessoudéesparfriction-malaxageetrecouvertesdurevêtementFlexolith.UnrevêtementdetypeBimagripaétéutilisépourlepontdeSaint-Ambroise.

LeministèredesTransportsduQuébecenvisagepoursuivresonprogrammepilote.D’autrespontsferontl’objetderéhabilitationenyintégrantdessolutionstechnologiquesliéesàl’aluminium.

En2015,leQuébecs’estdotédelaStratégiequébécoisededéveloppementdel’aluminium6.Ceplanstratégique2015-2025adéjàétédotéd’uneenveloppede32,5millions$poursestroispremièresannées.Lastratégieserésumeentroisaxes:

1. Mettreenplaceunenvironnementfavorableàlatransformationdel’aluminium.2. Renforcerl’ensembledelafilièrequébécoise.3. Assurerlacompétitivitédesentreprisesdel’industrie.

Àtraverscestroisaxes,plusieursacteursserontinterpellésdirectementdontAluQuébec7,lagrappeindustrielledel’aluminiumduQuébec,maisaussileministèredesTransportsduQuébecàquiilaétéattribuéuneenveloppede4,6millions$dédiéeà«l’utilisationdel’aluminiumdanslesinfrastructuresduministèredesTransports».

L’aluminiumquébécoisestunproduitdebasevertetdurable,produitàl’aidedel’hydro-électricité.Lagrandeindustriedel’aluminiumviseàenaugmenterconsidérablementlatransformationiciauQuébec,envued’enfaireunimportantvecteurdecréationderichesse.Lemarchédespontsenestunprometteur,nonseulementpoursatisfaireunedemandelocale,maisaussilevastemarchéd’exportationquis’offreànous.Ledéfiestdesaisircetteoccasionetd’enfaireunimportantlevierdedéveloppementéconomiquepourleQuébec.

6L’avenirprendforme,Stratégiequébécoisededéveloppementdel’aluminium2015-20257AluQuébec