L’autoroute 7 à Vanscoy, en Saskatchewan, est un corridor très fréquenté pour le transport de marchandises vers les marchés nationaux et internationaux. Cette autoroute est une voie commerciale essentielle pour la province de la Saskatchewan, reliant les communautés de Kindersley, Rosetown et Delisle à Saskatoon et aux ports de la côte ouest. Le ministère de la Voirie et de l’Infrastructure de la Saskatchewan a confié à WSP Canada Inc. la conception de la troisième et dernière phase du projet de doublement de l’autoroute, qui contournera la ville de Vanscoy.
Dans le cadre de l’ingénierie préliminaire, WSP a analysé deux options d’alignement :
L’option 1
nécessitait la construction de l’autoroute en contournant la ville de Vanscoy ainsi qu’un grand marécage situé au sud-ouest de celle-ci.
L’option 2
proposait un tracé plus court en rejoignant l’alignement de l’autoroute existante avant d’atteindre le marécage.
L’option 2 nécessitait six kilomètres de construction routière en moins. Cependant, cette solution présentait un défi de taille : la construction de 74,89 vg (800 m) d’une autoroute à deux voies à travers un vaste marécage, soulevant d’importants enjeux de constructibilité et d’obtention de permis. D’autres préoccupations incluaient la faisabilité des remblais sur un sol de fondation fortement organique, la construction dans une profondeur d’eau pouvant atteindre 10 pi (3 m) ainsi que la nécessité de limiter les impacts sur les habitats aquatiques environnants.
L’ingénieur concepteur de WSP avait déjà travaillé sur un projet similaire le long de l’autoroute 11 près de Neuanlage, en Saskatchewan, et savait que l’utilisation de géosynthétiques innovants, combinée aux conditions hivernales, pouvaient permettre de réaliser d’importantes économies de temps et de coûts. La construction du remblai a donc été déplacée de la période estivale et automnale traditionnelle vers un programme hivernal, ce qui a présenté plusieurs avantages :
1. Participation accrue des entrepreneurs aux appels d’offres
-L’hiver étant traditionnellement une période creuse, ce qui profite aux deux parties. Cela crée un environnement concurrentiel pour le propriétaire tout en fournissant aux entrepreneurs une source de revenus pendant une saison généralement peu lucrative.
2. Construction d’un remblai sur la surface gelée
-Cette approche a permis d’éviter les perturbations en milieu aquatique et l’envasement causés par les travaux de construction. Elle a également éliminé les défis d’accès associés aux travaux maritimes sur des sols de fondation très organiques set saturés.
3. Renforcement du remblai
-La construction du remblai sur une zone marécageuse en période hivernale a permis d’obtenir une fondation plus stable que si les travaux avaient été réalisés dans un environnement submergé.
Le principal défi de ce type de construction consiste à s’assurer que le remblai construit sur la glace se tasse de manière uniforme. Pour y parvenir, un géosynthétique tissé à module élevé a été intégré. Une approche similaire avait été mise en œuvre avec succès dans le cadre du projet Neuanlage, où un géotextile tissé à haute résistance avait été installé à la base du remblai. Cette technique a permis un tassement uniforme lors du dégel printanier, évitant ainsi tout tassement secondaire ou différentiel notable au cours des années suivantes.
Pour le remblai de l’autoroute à Vanscoy, une structure d’environ 13 pi (4 m) de hauteur a été conçue afin de respecter la pente requise, tout en tenant compte du tassement prévu du sol organique et de la profondeur du marécage. Solmax a recommandé l’installation du géosynthétique tissé MIRAFI® HP770PET, en raison de sa haute ténacité et de sa résistance accrue à l’endommagement, capable de supporter des contraintes potentiellement élevées et de résister aux tassements différentiels. Le géosynthétique MIRAFI HP770PET est composé de fils de polypropylène et de polyester tissés dans une matrice hautement stable, ce qui le rend particulièrement bien adapté aux applications de renforcement basal.
Le géosynthétique MIRAFI HP770PET, étant de type biaxial, permettait l’assemblage des rouleaux entre eux, éliminant ainsi les préoccupations liées au sens de déploiement ou à la résistance des joints. L’assemblage du géosynthétique MIRAFI HP770PET a également permis de réduire le gaspillage de matériau et d’éviter la séparation des panneaux adjacents, ce qui aurait pu entraîner un soutien irrégulier du remblai supérieur et provoquer des déformations structurelles. Les rouleaux standard ont été préassemblés en usine pour former des panneaux de 105 pi par 300 pi (32 m par 91,4 m), ce qui a minimisé les besoins d’assemblage sur le chantier. La superficie totale des panneaux finis était de 190 pi par 2 644 pi (58 m par 806 m), une fois tous les assemblages réalisés sur le chantier.
Un défi imprévu rencontré lors de la construction concernait l’épaisseur du remblai, qui offrait une isolation plus importante que prévu pour la glace sous-jacente. Au début du mois de mai, la glace n’avait toujours pas fondu. Pour remédier à la situation, l’entrepreneur a ouvert certaines sections du remblai, afin de réduire l’épaisseur de la couche isolante et ce qui a permis d’accélérer la fonte de la glace. Cet ajustement a permis à l’entrepreneur de respecter, voire devancer, l’échéancier tout en atténuant les risques de tassement après la construction.
Une comparaison des coûts globaux a été réalisée au cours de la phase préliminaire d’ingénierie, sur la base d’un tracé de 14 km (8,7 miles) pour l’option 1 et de 8 km (5 miles) pour l’option 2. L’option 2 a permis de réaliser une économie de 5,6 millions de dollars, principalement en raison du tracé plus court.
Construction de l’emblai en hiver sur sol gelé, limitant les perturbations environnementales et améliorant la stabilité.
Nouveau tronçon de la route 7 traversant le marais, stabilisé par un remblai renforcé avec géosynthétique.
Carte d’alignement montrant deux options de tracé près de Vanscoy, incluant la traversée directe du marais.
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Une solution de renforcement utilisant le géosynthétique MIRAFIMD RSi a permis l’agrandissement d’une aire de stockage de 140 acres à Pueblo, au Colorado, réduisant ainsi les besoins en agrégats et respectant un calendrier de construction accéléré, malgré un sol pauvre et des sources de matériaux éloignées.