Vol. 20, nº 2 printemps 2014 - Ministère des Transports

Ontario’s Transportation Technology Transfer Digest
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Révolution dans l’administration des contrats
Services de gestion de contrats en ligne
L
e ministère des Transports de l’Ontario (MTO) est
en voie de révolutionner l’univers de la gestion des
contrats.
Comme le MTO investit plus de 2 milliards de dollars
par an dans son réseau d’infrastructures de transport, il a
besoin de technologies de l’information efficaces pour bien
administrer les contrats de construction et d’exploitation.
À l’heure actuelle, la Division de la gestion des routes
provinciales gère les contrats de fournisseurs offrant des
services de construction, d’entretien et d’ingénierie au moyen
de diverses méthodes laborieuses, lesquelles consistent à
consigner, en format papier, les activités liées aux contrats
dans des registres, des feuilles de calcul et des bases de
données pendant toute la durée de chaque contrat.
Une demande de propositions pour la prestation de
services de gestion de contrats en ligne a été publiée en
2013. Cette approche novatrice simplifiera grandement et
rendra beaucoup plus efficaces la collecte, la consignation
et la validation des données, et engendrera de nombreuses
économies grâce à la modification et à l’automatisation de
divers processus opérationnels connexes.
En quoi consistent ces services?
Les services de gestion de contrats en ligne sont
une solution durable qui permettra de consigner, de
communiquer et de stocker les données recueillies sur le
terrain, et de fournir des renseignements fiables et complets
aux décideurs, le tout par voie électronique.
Les utilisateurs de ces services centralisés pourront gérer
les contrats pendant toute leur durée au moyen de l’entrée
et du suivi de l’information, des correspondances et des
documents liés aux contrats.
Dans ce système en ligne, les fournisseurs de services
pourront tenir des registres, consigner les activités
journalières et consulter des listes de contrôle, des alertes,
des avis et des tableaux de bord.
Où en est le projet?
Le MTO a conclu une entente avec l’entreprise Aurigo
Software Technologies pour qu’elle fournisse une suite
de services de gestion en ligne. La solution comprendra
tous les logiciels, le matériel, les installations et les services
nécessaires pour héberger et tenir à jour l’application.
Après le lancement de la solution en 2015, le MTO,
les fournisseurs de services externes et l’industrie de la
Un employé contractuel entre des données dans le nouveau
système de gestion de contrats en ligne.
construction routière auront accès au nouveau système et
à ses services par l’intermédiaire de leur navigateur Web.
Ils pourront ainsi administrer les contrats et consigner les
activités connexes par voie électronique.
« Le Bureau de gestion des contrats du ministère des
Transports se réjouit du lancement de ce programme, car
celui-ci engendrera des économies considérables dans la
gestion des contrats », a déclaré Sue Lefebvre, gestionnaire
de projet.
À qui s’adressent ces services?
Des membres du personnel du MTO et des fournisseurs
de services externes pourront se servir des services
centralisés moyennant des frais d’abonnement.
Les utilisateurs au sein du MTO tireront de grands
avantages de ce changement, car le nouveau système
facilitera l’archivage et la consultation de la documentation
essentielle relative aux contrats. Ce projet révolutionnaire a
aussi le mérite de favoriser la durabilité de l’environnement.
Formation sur la solution
Un programme de formation certifié sera offert au
personnel du MTO et aux membres de l’industrie pour
assurer une mise en œuvre rapide et sans heurt de la solution
entièrement automatisée. >
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Le bulletin ontarien de transfert de technologies des transport
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Services de gestion de contrats en ligne, suite
Avantages
• Simplification des processus opérationnels
• Réduction des risques d’erreurs découlant de la saisie de
données multiples
• Uniformisation de la surveillance et des rapports
• Amélioration de la responsabilisation globale grâce à la
facilité du suivi des données de vérification
• Soutien envers la durabilité de l’environnement grâce à la
réduction de la documentation papiers
•
Pour en savoir plus sur les services de gestion de contrats
en ligne, communiquez avec Sue Lefebvre,
gestionnaire de projet du MTO, par courriel à
[email protected] or (905) 704-2617
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Dans la boue jusqu’au cou
Utilisation des méthodes d’essai géophysiques pour caractériser
le sol des lieux humides
A
vant de procéder à la conception ou à la
construction de structures ou de remblais à
proximité de terres humides écologiquement
fragiles, le ministère des Transports (MTO) prélève des
carottes afin d’évaluer l’état de la subsurface à chaque
emplacement visé. La connaissance de l’état de la couche
inférieure du sol et de ses propriétés mécaniques est
nécessaire pour concevoir des fondations qui assureront une
structure stable. En 2012, le ministère s’est associé à divers
intervenants afin d’expérimenter des méthodes géophysiques
comme solution de rechange au forage pour déterminer le
profil du sol. Le jumelage du carottage et des techniques
géophysiques devrait améliorer grandement les connaissances
de l’état de la couche inférieure du sol, surtout dans les zones
marécageuses difficiles à explorer.
Le ministère utilise des carottes afin d’obtenir de
l’information sur le profil du sol, mais l’étude par carottage
comporte des limites. Le nombre de trous de forage et
leur espacement doivent être suffisants pour obtenir une
description adéquate de la subsurface. Dans les zones
complexes où l’on soupçonne des variations irrégulières
d’argile molle sur un souterrain ferme, il faut normalement
prélever des carottes additionnelles. Il arrive quelquefois
que des facteurs, tels l’accès du matériel de forage, la
réglementation environnementale et l’obtention de la
permission de pénétrer sur un terrain privé, limitent le
prélèvement d’un grand nombre de carottes destinées à
établir un modèle de la subsurface.
Afin d’atténuer ces contraintes, le ministère s’est
associé à l’Université de Waterloo et à la société Thurber
Engineering Ltd. afin de mettre à l’essai de nouvelles
techniques géophysiques et d’évaluer leur capacité de fournir
suffisamment de renseignements sur les sédiments de la
subsurface et les couches de roche.
Les techniques géophysiques sont des méthodes
d’exploration non effractives que l’on peut utiliser à partir
de la surface ou des trous de forage afin d’obtenir des images
des couches de la subsurface. Elles font appel à l’énergie
et aux ondes pour explorer à distance l’état du sol. Étant
donné que les propriétés physiques telles le magnétisme,
la densité, la conductivité électrique et l’élasticité varient
selon le type de sol, les méthodes géophysiques interprètent
la stratigraphie, soit la position relative des strates et leur
relation avec la chronologie géologique, en mesurant et
en analysant le changement des propriétés physiques des
matériaux selon la profondeur. Les méthodes géophysiques
peuvent fournir plus de points d’échantillonnage à un coût
Figure 1 : Emplacements des lignes de levé et des trous de
forage durant l’essai des méthodes géophysiques.
moindre que les méthodes de forage traditionnelles. On peut
réaliser un montage d’essai géophysique pour l’acquisition
de données en relativement peu de temps comparativement
à une étude par carottage. Les techniques géophysiques
sont respectueuses de l’environnement et elles permettent
d’ausculter le sol en toute saison. En plus de fournir des
images stratigraphiques, les essais géophysiques permettent
de déterminer les propriétés dynamiques des couches
inférieures du sol. Les propriétés dynamiques des sols sont
requises pour l’analyse de tout essai de charge dynamique
dans le cadre de la conception géotechnique parasismique.
La précision et la résolution de ces techniques se sont
considérablement améliorées au cours des dernières années
en raison des progrès réalisés sur le plan du matériel et du
traitement des données. L’utilisation des méthodes >
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Géophysiques, suite
d’essai géophysiques dans le cadre des auscultations
géotechniques à faible profondeur est de plus en plus
précieuse pour la détection des changements de type de
sédiment, et elles ont été employées avec succès afin de
définir les profils du substrat rocheux, même dans des
environnements géologiques complexes.
Dans le but d’évaluer l’efficacité de ces techniques
géophysiques, le MTO a sélectionné une zone humide
écosensible à Bowmanville, en Ontario, dans le couloir du
prolongement de l’autoroute 407 vers l’est, comme site
d’étude. Dans le cadre du projet, des mesures ont été prises
sur le terrain le long de deux lignes de 188 m. La ligne
1, qui va du sud au nord, passe à l’ouest d’un étang et se
termine près d’une route. La ligne 2, qui va du sud-ouest
vers le nord-est, passe du côté sud-est de l’étang (figure 1).
Ce site a été sélectionné en fonction des résultats obtenus
à partir d’une carotte prélevée avant l’essai, qui laissait
entrevoir la présence de sols mous compressibles recouverts
de till. En outre, le site est situé à proximité d’une zone
humide écosensible.
Méthodes d’essai et procédure
Trois méthodes, à savoir l’imagerie de la résistivité
électrique, la réfraction sismique et l’analyse des ondes de
surface obtenues par voies multiples, ont été utilisées afin
d’évaluer l’efficacité des méthodes géophysiques en vue de la
caractérisation géotechnique du site dans des zones humides
écosensibles.
Méthode 1 : Imagerie de la résistivité électrique
On effectue un essai d’imagerie de la résistivité électrique
en faisant passer un courant dans le sol et en mesurant
les différences de potentiel résultantes à la surface. L’essai
demande la prise de nombreuses mesures, chacune utilisant
quatre électrodes. Deux électrodes font circuler le courant
dans le sol et les deux autres mesurent les changements
électriques qui s’y produisent sous l’effet du courant imposé.
On obtient la résistivité d’un matériau en mesurant les
différences de potentiel. L’augmentation de l’espacement
entre les électrodes accroît la profondeur de pénétration du
courant. On interprète les données recueillies durant l’essai
en utilisant un logiciel d’inversion et on génère une structure
de résistivité électrique bidimensionnelle du sol sous la ligne
de levé.
Afin d’évaluer la méthode d’imagerie de la résistivité
électrique, on a utilisé un système de commutation à 48
électrodes pour effectuer les mesures de résistivité sur le site
à l’étude. On a planté les électrodes dans le sol en suivant
une ligne droite et en respectant l’espacement choisi pour
chaque ligne (ligne 1 et ligne 2), le résistivimètre étant placé
au centre de la ligne. En plus des deux lignes principales, on
a effectué un levé à une résolution plus élevée sur la ligne 2.
Ce levé plus court a donné une indication moins profonde
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et plus détaillée de la structure de résistivité de la
stratigraphie supérieure sur la partie médiane de la ligne 2.
Méthode 2 : Réfraction sismique
La méthode de réfraction sismique mesure la vitesse
des ondes sismiques (ondes de compression et ondes
transversales) au moment où elles traversent différents
matériaux à différentes vitesses. Le levé par réfraction
sismique produit des ondes sismiques et enregistre le
moment de leur arrivée à de nombreux points à la surface
du sol. La réfraction sismique nécessite la mise en place de
transducteurs de vitesse ou de géophones équidistants qui
mesurent le mouvement vertical ou horizontal et une source
sismique comme une masse, la chute d’un poids ou une
charge explosive. Les levés par réfraction sismique analysent
la première arrivée à chaque géophone et présentent les
données résultantes sous forme de temps de déplacement
par rapport aux distances.
Le levé par réfraction sismique a été effectué à l’aide d’un
sismographe à 48 voies et de 48 géophones horizontaux.
On a vérifié la sensibilité des géophones en les montant
individuellement sur un agitateur et en comparant les
résultats de chacun avec ceux d’un accéléromètre fixé
au boîtier du géophone. On a retiré la couche arable à
l’emplacement des géophones et de la source sismique afin
d’améliorer le raccordement des transducteurs au sol. Il faut
un bon raccordement afin d’augmenter le rapport signal/
bruit.
Le levé par réfraction sismique a été effectué sur cinq
lignes de 47 mètres : deux le long de la ligne 1 et trois le
long de la ligne 2. On a dû réduire la longueur des lignes
en raison de la nécessité d’espacer les géophones de manière
à obtenir la résolution de profondeur requise. La méthode
a nécessité un dégagement de 20 m à chaque extrémité du
réseau de transducteurs en vue de la mise en place de la
source sismique. Un ruisseau situé au nord-ouest de l’étang
coupait la ligne 1. C’est pourquoi on n’a obtenu que deux
lignes de levé sismique pour la ligne 1. Une forêt dense
longeant la limite sud du site a nécessité la déviation
de l’alignement de la ligne 2-3 par rapport à la ligne 2
(figure 1).
La source sismique était une masse de 5 kg qui produisait
des ondes S en frappant une plaque d’acier en forme de C
perpendiculairement à la ligne des géophones. Les bords de
la plaque en C ont été partiellement insérés dans le sol afin
d’améliorer le raccordement entre la plaque et le sol.
On a recueilli de petites vibrations sismiques à divers
emplacements sources pour chaque ligne. On a sélectionné
des sources décalées de manière à obtenir suffisamment de
réfractions en provenance des couches peu profondes et des
couches profondes. Pour chaque emplacement source, on
a produit des ondes transversales à polarité positive et
négative en frappant sur la plaque d’acier dans des sens >
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Géophysiques, suite
opposés. On a enregistré cinq coups de chaque côté de la
plaque et on les a superposés afin d’améliorer le rapport
signal/bruit.
Méthode 3 : Analyse des ondes de surface obtenues par
voies multiples
Cette méthode utilise la nature dispersive des ondes de
surface afin d’évaluer les profils des sols à strates multiples.
Lorsqu’on crée une pulsation sismique à la surface du sol,
la plus grande partie de l’énergie sismique se déplace sous
forme d’ondes de surface. La vitesse des ondes de surface
dépend des propriétés des couches du sol et de la fréquence
de la pulsation.
La profondeur de pénétration de la pulsation dans le
sol est fonction de la longueur d’onde (vitesse de l’onde
= fréquence × longueur d’onde), les ondes plus longues
pénétrant plus profondément. La profondeur de pénétration
d’une onde de surface correspond généralement à une
longueur d’onde dont la plus grande partie de l’énergie est
concentrée entre la surface et une profondeur égale à un
tiers de longueur d’onde. Les fréquences décamétriques,
ou faibles longueurs d’ondes, se propagent à la vitesse de la
couche supérieure, alors que les fréquences kilométriques,
ou grandes longueurs d’ondes, se propagent à une vitesse
déterminée par les caractéristiques des couches du sol plus
profondes subséquentes.
Le levé par analyse des ondes de surface obtenues par
voies multiples a utilisé la même disposition d’essai que
la méthode de réfraction sismique décrite ci-dessus. Elle
a été réalisée à l’aide d’un matériel similaire, notamment
un sismographe à 48 voies et des géophones à fréquences
kilométriques. Les géophones étaient espacés de 1 m sur
une longueur totale de 47 m. On a là aussi retiré la couche
arable des emplacements sources sélectionnés et de ceux des
géophones afin d’améliorer le raccordement au sol.
On a fait l’essai de différentes sources sismiques lors
d’une étude préliminaire sur les lieux afin de sélectionner la
meilleure source de production de fréquences kilométriques.
La source sismique la plus efficace était un poids de 80 kg
que l’on soulevait à l’aide d’une chèvre et qu’on laissait
tomber sur une plaque d’acier.
On a sélectionné trois sources décalées de chaque côté des
lignes de levé. On a utilisé des distances de décalage plus
courtes afin d’étudier la propagation des fréquences plus
élevées dans les couches moins profondes, alors qu’on a
utilisé des distances de décalage plus grandes pour étudier
la propagation des fréquences plus basses dans les couches
plus profondes.
Résultats des essais et analyse
On avait prélevé une carotte avant d’effectuer les levés
géophysiques. Après l’auscultation géophysique, on a prélevé
cinq autres carottes. On a effectué un essai au pénétromètre
conique dans quatre des trous de forage. Les renseignements
obtenus sur la subsurface à partir de ces trous de forage ont
révélé que le sous-sol du site se composait d’une couche de
silt et d’argile molle, d’une couche de sable et de silt plus
compétente, ainsi que d’une couche d’argile silteuse molle
recouvrant le dépôt de till très dense.
La méthode d’analyse des ondes de surface obtenues
par voies multiples a décelé l’inversion des sols meubles et
fermes et c’est celle qui a donné la meilleure indication des
couches de la zone. L’erreur moyenne maximale d’évaluation
de la profondeur de la couche dure était de 30 %
comparativement à l’information provenant du carottage. La
méthode d’analyse des ondes de surface obtenues par voies
multiples a prédit une profondeur jusqu’au till moins précise
que celle de l’imagerie de la résistivité électrique. L’utilisation
d’une source qui produit une plus grande énergie dans le
spectre des fréquences plus basses peut aider à augmenter la
résolution de la profondeur pour cette méthode.
Les résultats de chaque essai géophysique ont été analysés
et comparés aux données obtenues par carottage. Des trois
méthodes mises à l’essai, les résultats du levé par imagerie
de la résistivité électrique prédisent avec le plus de précision
la profondeur de la couche de till, avec une marge d’erreur
de moins de 19 %. Cependant, la résolution de l’imagerie
de la résistivité électrique n’est pas suffisante pour prédire
avec précision la couche supérieure. La conductivité
électrique varie selon la porosité, le degré de saturation, la
concentration des électrolytes dissous dans l’eau interstitielle,
la température de l’eau interstitielle et les quantités de
minéraux argileux et de matière colloïdale, ce qui complique
la détermination des caractéristiques physiques des sols ou
des roches à l’aide des seuls levés de résistivité.
Le levé par réfraction sismique n’a pas permis d’obtenir
avec précision la profondeur de la couche de till à cause
de la présence d’une couche relativement ferme de sable et
de silt par-dessus une couche d’argile silteuse molle. L’une
des principales limites des levés par réfraction sismique est
l’incapacité de déterminer l’inversion de la stratification
ou la diminution de la vitesse des ondes en fonction de la
profondeur. Cette méthode a surestimé la profondeur du till.
L’information obtenue à l’aide des trois méthodes d’essai
géophysiques a permis d’évaluer la profondeur de la couche
dure, avec des marges d’erreur se situant entre 10 et 23
pour cent. En moyenne, la profondeur de la couche de till
est sous-estimée, comparativement aux valeurs obtenues
par carottage. La zone de transition entre la couche d’argile
silteuse et la couche de till dure est assez ferme pour générer
une augmentation importante des vitesses des ondes
transversales, ce qui permet aux méthodes géophysiques
de détecter la couche de till avant les données obtenues
par carottage. >
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Le bulletin ontarien de transfert de technologies des transport
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Géophysiques, suite
Utilisation future des essais géophysiques pour les
projets du MTO
Les résultats des essais ont démontré que les trois
méthodes d’essai géophysiques peuvent fournir de façon
économique un modèle précis de la subsurface des sols et
des données sur la profondeur d’une couche compétente.
Elles peuvent arriver à indiquer la profondeur d’une couche
compétente comparativement aux carottes prélevées sur
le site à l’étude. Ces méthodes d’essai ont le potentiel de
combler les lacunes entre les trous de forage lorsque divers
facteurs limitent le carottage.
Pour obtenir plus d’information ou un exemplaire complet du rapport,
veuillez communiquer avec
Minkyung Kwak, ingénieur en fondations, au 416 235-5240 ou à
l’adresse [email protected].
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Partenariat
Pour réaliser les expériences de géophysique, le ministère s’est associé à l’Université de Waterloo pour l’auscultation géophysique et
l’évaluation, à la société Thurber Engineering Ltd. pour la logistique et l’appui sur le terrain durant les mesures prises au cours des essais
et à Zahid Khan pour l’évaluation des résultats des essais.
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