Optimisation structurelle dans l'utilisation de l'aluminium pour les ponts routiers

 

Chercheur responsable

Charles-Darwin Annan, Université Laval

 

Domaine : Fabrication et construction

Programme projet de recherche orientée en partenariat sur la production et la transformation de l'aluminium (1er concours)

Concours 2016-2017

Durée du projet : 3 ans

Budget total accordé au projet (incluant les FIR) : 300 000 $

Partenaire financier

  • Ministère de l'Économie, de la Science et de l'Innovation

Partenaires du projet

  • Construction Proco inc.
  • Société informatique SAFI inc.

Équipe de recherche

  • Charles-Darwin Annan, Université Laval
  • Sofiene Amira, Cégep de Trois-Rivières
  • Mario Fafard, Université Laval
  • Johan Maljaars, Eindhoven University of Technology
  • Scott Walbridge, Université de Waterloo

Le marché potentiel offert par les besoins de ponts neufs et tout particulièrement par les besoins de réfection de ponts existants au Canada est très considérable. Le rapport résistance/densité élevé ainsi que la résistance à la corrosion atmosphérique de l'aluminium par rapport aux matériaux traditionnels comme le béton ou l'acier permettent de conclure qu'une solution de pont en aluminium offre un énorme potentiel pour la construction de ponts routiers modernes avec une capacité accrue de charge de trafic, ayant une durée de vie prolongée et permettant une construction rapide de celui-ci. À ce jour, ce potentiel est largement sous-exploité, principalement en raison du manque de connaissance et de l'expérience insuffisante, l'absence de normes suffisantes, ainsi que le manque d'outils de conception adéquats pour faciliter la tâche des ingénieurs-concepteurs. Cette situation amène les ingénieurs du secteur privé et même des différents ministères des transports provinciaux à ignorer ce matériau.

Objectifs

Le développement de la transformation de l'aluminium pour des ponts doit passer par le développement de connaissance. Ce projet propose le développement des connaissances dans certains aspects critiques qui permettront d'analyser, d'optimiser, et de concevoir des ponts en aluminium, et ce dans un contexte climatique nordique. L'avancement des connaissances se basera sur l'analyse raffinée par la méthode des éléments finis, et les tests en laboratoire à grandes échelles de résistance et de durabilité sur des composants et assemblage de composants dans un contexte de solutions multi-matériaux : platelage en aluminium extrudé sur poutres en acier. Des connaissances seront générées et intégrées sous forme d'équations analytiques pour la mise à jour de la norme canadienne CAN/CSA- S6. Elles seront par la suite intégrées dans un environnement informatique de pointe. Cette recherche se fera en fonction de la norme S6, mais également en fonction de l'EUROCODE et le code américain. Nous souhaitons rendre disponible aux bureaux d'étude qui voudraient concevoir un platelage en aluminium selon leur concept, des outils de conception et de modélisation comparables à ceux disponibles pour la conception de structures en acier, en bois ou en béton. La participation des partenaires tels que l'entreprise SAFI Informatique et l'entreprise Construction Proco Inc. qui est spécialisée en conception et fabrication de structures métalliques, permettra un transfert de connaissances efficaces vers le secteur privé.

Résultats attendus et retombées escomptées

Ce projet sera arrimé avec des projets en cours avec le Ministère des Transports, de la Mobilité durable et de l'Électrification des Transports (MTMDET) via la Stratégie québécoise de développement de l'aluminium (SQDA) qui visent à développer et tester une nouvelle solution de platelage en aluminium pour des ponts routiers sur poutres d'acier, avec une action composite dans un contexte climatique nordique. Le Canada, et particulièrement le Québec, peut se positionner comme chef de file dans l'utilisation de l'aluminium pour une nouvelle construction de ponts routiers, ou pour une réfection de ponts existants.

Appel de propositions

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