Recensement des systèmes d’étançonnement et de blindage pour les excavations et les tranchées

Problématique La conception de systèmes de blindage et d'étançonnement efficaces qui répondent adéquatement aux besoins des municipalités représente un défi majeur et permanent. Ceci est dû à plusieurs facteurs, entre autres : la diversité du type d’excavations, l’importance des contraintes opérationnelles et financières ainsi que la complexité des paramètres intervenant dans la conception de systèmes d'étançonnement (nature des sols et des roches, surcharges statiques, déclivité et profondeur de la fouille, conditions hydrogéologiques, surcharges et vibrations diverses dues à la circulation ou à l'opération de la machinerie lourde de chantier, présence de structures avoisinantes, etc.). Il existe sur le marché plusieurs systèmes d’étançonnement et de blindage et il n'est pas facile, à partir des seules informations fournies par le manufacturier, de trouver ou d'adapter un système de blindage qui répond aux besoins. Les municipalités, entre autres, la Ville de Montréal avec ses systèmes VM-1 et VM-2, la Ville de Longueuil et la Ville de Victoriaville avec leurs systèmes de blindage-caisson cylindriques faits de tuyaux en polyéthylène haute densité (PEHD) et de tôle d’acier ondulé galvanisé (TAOG), ont contribué au développement de techniques d'étançonnement innovatrices. Les industriels, d'autre part, proposent de nombreux équipements d’excellente qualité mais ceux-ci sont surtout constitués de panneaux rigides, ce qui n’est pas adapté pour des tranchées de moindre envergure fréquemment rencontrées en milieu urbain. En outre, le manque d’informations structurées et l’inexistence de guides de conception ou de références combinées au manque de ressources humaines dans les municipalités pour rechercher et analyser l'information technique spécialisée constituent des éléments qui freinent l’intérêt et l'utilisation du plein potentiel des technologies d'étançonnement. L’objectif principal de la présente étude est de recenser, cataloguer et classifier les systèmes préfabriqués de blindage et d’étançonnement disponibles sur le marché. Plus spécifiquement, cette étude vise à une mise à jour de l'information disponible sur les systèmes de blindage préfabriqués actuellement disponibles afin de constituer un outil pour les utilisateurs des systèmes de blindage et d’étançonnement qui trouveront là un inventaire de systèmes de blindage dans lequel l'information technique est cataloguée et classifiée leur permettant de trouver et/ou d’adapter un système commercial existant qui correspond le plus à leurs besoins. Ce catalogue rassemblera les informations techniques et commerciales relatives aux systèmes préfabriqués de blindage et d'étançonnement et créera un répertoire à jour de tous les fournisseurs nord-américains avec leurs offres commerciales et leurs spécifications techniques. Méthodologie Un recensement par catégorie des systèmes d’étançonnement utilisés et non utilisés au Québec a été fait à partir de l’information recueillie principalement à partir des documents techniques des manufacturiers et des informations colligées auprès des utilisateurs. Ce recensement a permis de classer les systèmes d’étançonnement utilisés au Québec en trois catégories : (a) les caissons, (b) les tuyaux et (c) les vérins hydrauliques et ceux non utilisés au Québec, en quatre catégories : (a) les caissons, (b) les tuyaux, (c) les vérins hydrauliques, et (d) les boîtes de tranchées. Une description détaillée de chacun des systèmes est présentée. Celle-ci couvre, entre autres, les propriétés géométriques de l’étançonnement, la profondeur permise et la contrainte admissible de la paroi de l’étançonnement. De plus, pour compléter le recensement des systèmes d’étançonnement, un sondage a été effectué auprès de plusieurs villes du Québec pour avoir un aperçu sur leur utilisation des systèmes d’étançonnement lors des travaux d’excavation. Résultats Outre le recensement, le catalogage et la classification des systèmes préfabriqués de blindage et d’étançonnement disponibles sur le marché, une grille d’aide au choix du système d’étançonnement a été développée. Elle se veut un outil pratique à l’usage des utilisateurs dans leur choix d’un système d’étançonnement répondant au mieux à leurs besoins. La matrice de la grille permet de choisir, sur la base d’un ensemble de critères, le système d’étançonnement qui répond au mieux aux besoins exprimés par l’utilisateur. Elle couvre tous les systèmes d’étançonnement recensés dans le cadre de cette étude, qu’il s’agisse des systèmes déjà utilisés au Québec, ou des systèmes disponibles sur le marché (québécois) mais non encore utilisés par les villes. Les systèmes d’étançonnement sont évalués à travers un ensemble de critères majeurs, susceptibles d’être pris en compte dans le choix du type d’étançonnement. Pour chaque critère, il est donné une pondération, allant d’une (∗) à trois étoiles (∗∗∗). Par exemple, pour le critère profondeur d’excavation, la pondération est la suivante : (∗) 25 pi. Ces critères se rapportent à plusieurs aspects. L’aspect structural de l’étançonnement est couvert à travers des critères comme ses dimensions, sa masse, ou encore son assemblage. Concernant l’excavation, nous nous intéressons aux dimensions de l’excavation et à la nature du sol. Pour l’autre aspect relatif aux conditions de travail des ouvriers, ce sont les critères de ventilation et visibilité qui sont considérés. Enfin, l’aspect manutention, lui, est couvert à partir des critères que sont l’équipement requis, la mobilisation, ou encore le temps d’installation. Conclusion L’étude présente, successivement, les systèmes d’étançonnement utilisés et pas encore utilisés par les municipalités au Québec. Au total, 26 systèmes d’étançonnements ont été recensés. Ils sont classés en quatre catégories distinctes : les caissons, les vérins hydrauliques, les tuyaux, et enfin les boîtes de tranchées. Pour chacune de ces catégories, une description détaillée du système d’étançonnement y est présentée. Cette dernière couvre, entre autres, les propriétés géométriques de l’étançonnement, la profondeur permise et la contrainte admissible de la paroi de l’étançonnement, ainsi que les avantages et les inconvénients de ce dernier. L’étude donne aussi, à travers des données statistiques, un aperçu sur l’utilisation des systèmes d’étançonnement dans les différentes villes du Québec lors de travaux d’excavation. Ces données ont été obtenues à l’issue d’un sondage mené, dans le cadre de cette étude, et auquel ont participé 12 Villes du Québec. Il en ressort plusieurs conclusions, en particulier en ce qui a trait au nombre d’excavations pratiquées annuellement. Ce dernier s’élève à plus de 7 460, dont 75% de profondeur supérieure à 1,2 m (4 pieds). Ce qui par ailleurs dénote de l’importance d’un choix éclairé du système d’étançonnement lors de travaux d’excavations, en vue d’une utilisation à la fois sûre et économique. Et c’est d’ailleurs dans cette perspective que l’étude met à la disposition des utilisateurs une grille d’aide au choix du système d’étançonnement. Cette grille se veut un outil permettant de choisir de façon éclairée, sur la base d’un ensemble de critères, le système qui correspond le mieux aux besoins de l’utilisateur. Ces critères portent sur divers aspects, dont la structure de l’étançonnement, le type d’excavation, les conditions de travail des ouvriers, ou encore la manutention du système d’étançonnement.

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