Article vedette d’un commanditaire de l’ATC – Parsons
Aperçu du projet
Le projet d’amélioration de la route du canyon Kicking Horse (KHC), qui a atteint son achèvement substantiel en novembre 2023, représente une amélioration importante de l’un des tronçons routiers les plus difficiles et les plus vitaux du Canada. Ce tronçon de la Transcanadienne (route 1) traverse un terrain escarpé dans un canyon sujet aux chutes de pierres, aux avalanches et aux coulées de débris, ce qui en fait une zone à haut risque pour les usagers de la route et les infrastructures. Le projet a été entrepris afin d’améliorer la sécurité, la stabilité et l’efficacité opérationnelle, mais aussi afin d’accroître la résilience de la route face aux phénomènes météorologiques de plus en plus violents et aux dangers géotechniques.
Le projet a été réalisé par la coentreprise Kicking Horse Canyon Constructors (KHCC), composée des entreprises Aecon Constructors (une division d’Aecon Construction Group Inc.), Parsons Corporation et Emil Anderson Construction. La Transportation Investment Corporation (TIC), qui représente le ministère des Transports et de l’Infrastructure de la Colombie-Britannique, a administré le contrat de conception-construction. Parsons a agi à la fois à titre de partenaire de coentreprise et de concepteur principal.
Le projet a été élaboré dans le cadre d’une initiative plus vaste visant à améliorer la route Transcanadienne entre Kamloops et la frontière entre la Colombie-Britannique et l’Alberta, grâce à un financement fourni par la province de la Colombie-Britannique et le gouvernement fédéral. Le nouveau tracé réduit considérablement l’exposition aux risques environnementaux et géotechniques, et les améliorations de la sécurité devraient profiter à la fois aux communautés locales et aux voyageurs qui se déplacent sur de longues distances pendant les décennies à venir.
Principaux résultats
Atténuation des facteurs géotechniques et environnementaux
Le projet KHC était axé sur la réduction des risques géotechniques, notamment les avalanches, les chutes de pierres et les coulées de débris. Les mesures ci-dessous s’appliquaient à ce projet.
- Atténuation des avalanches : la région du canyon Kicking Horse est sujette aux avalanches, et 12 trajectoires d’avalanche définies ont été cartographiées et traitées. Chaque trajectoire avait des caractéristiques uniques, telles que des variations de terrain, de végétation et d’exposition, qui déterminaient le type d’avalanche particulier et la charge d’impact connexe. Pour assurer la sécurité routière, les nouvelles structures ont été conçues pour résister à des charges d’avalanche d’un événement sur une période de récurrence de 300 ans, tandis que des fossés d’avalanche ont été incorporés pour stocker la neige et les débris. La largeur de ces fossés variait de cinq mètres à plus de 16 mètres. Des techniques de modélisation spécialisées ont été utilisées pour déterminer les meilleures configurations de fossés tout en minimisant l’impact environnemental et en établissant un point d’équilibre entre l’entreposage de la neige et la protection des pentes efficace requise.
- Atténuation des chutes de pierres : dans les zones sujettes aux chutes de pierres, KHCC a mis en œuvre une modélisation 3D avancée des chutes de pierres pour prédire et atténuer les risques de chutes de pierres. La modélisation a tenu compte des pentes existantes et nouvelles, du tracé de la route et des roches meubles potentielles. Des atténuateurs de chutes de pierres ont été installés sur 1,25 km de la route, ce qui assure une rétention de 95 % de toutes les chutes de pierres potentielles dans les zones les plus vulnérables. Le système d’atténuation, conçu pour des forces d’impact allant jusqu’à 6 000 kJ, est le système de protection contre les chutes de pierres le mieux coté au Canada.
- Stabilisation des pentes : l’une des zones les plus critiques pour la stabilisation était le glissement rocheux Pronghorn, une zone de glissement de terrain actif majeur. Pour améliorer la stabilité des pentes, le projet a incorporé des structures de viaduc comprenant des pieux ancrés profondément dans le substrat rocheux, ce qui réduit la charge à long terme sur les pentes instables. De plus, des techniques d’excavation et d’assèchement ont été utilisées pour alléger la pression sur la pente. Cette approche novatrice était essentielle pour minimiser les risques pour la route et le chemin de fer Canadian Pacific Kansas City (CPKC), qui passe sous l’autoroute à travers le canyon et où circulent 30 trains par jour.
Protection et relocalisation des services publics
L’un des principaux dangers le long du corridor routier était la vulnérabilité des services publics existants, c’est-à-dire les lignes électriques de BC Hydro et les câbles de communication de Telus montés sur des poteaux à câbles aériens. Ces services publics étaient exposés à des risques de chutes de pierres et d’avalanches, ce qui causait parfois des pannes imprévues dans la communauté de Field, en Colombie-Britannique.
Dans le cadre de l’amélioration de la route, ces services ont été déplacés sous terre sur l’accotement de la pente ascendante, protégés contre les chutes de pierres et les avalanches par des enceintes de blocs d’immobilisation. Pour les lignes de services publics passant sous des ponts et des viaducs, des systèmes de suspension ont été utilisés pour protéger les lignes de l’exposition aux intempéries et aux géorisques. Ces mesures de relocalisation et de protection des infrastructures essentielles contribuent à assurer la fiabilité à long terme des systèmes d’alimentation et de communication de la région.
Améliorations de la sécurité
Le projet comprenait d’importantes améliorations à la sécurité routière, ce qui fournira des avantages à long terme aux usagers de la route.
- Élargissement à quatre voies : la route est passée de deux à quatre voies, divisées par un terre-plein central, ce qui permet d’accroître les possibilités de dépassement et la capacité de circulation. La route a également été modernisée pour permettre une limite de vitesse de 100 km/h, en conformité avec d’autres tronçons améliorés du réseau routier national.
- Mesures d’exclusion de la faune : pour réduire les collisions avec la faune, des clôtures d’exclusion et des clôtures abaissées pour la faune ont été installées pour diriger les animaux vers les passages désignés sous les principales structures de pont. Ces mesures permettront d’améliorer la sécurité routière tout en préservant les corridors fauniques.
- Intervention d’urgence : de nouvelles barrières en bordure de route, des bandes rugueuses et des demi-tours d’urgence ont été inclus pour améliorer les capacités d’intervention en cas d’urgence. La route a été conçue avec la souplesse nécessaire pour gérer les fermetures imprévues et pour faciliter la gestion de la circulation en cas d’urgence.
Solutions innovantes
Le projet KHC a incorporé plusieurs solutions d’ingénierie innovantes, dont un grand nombre était nécessaire en raison des conditions difficiles du site. Les principales innovations comprenaient les mesures ci-dessous.
Innovations en génie géotechnique
En raison du terrain escarpé et de l’espace limité pour les détours, plusieurs options de tracé ont été explorées dès les premières étapes de la planification. Ces options étaient les suivantes :
- rehausser le profil de l’autoroute à une pente de 6 % sur une grande partie de la zone du projet;
- abaisser le profil pour créer une chaussée distincte en direction est afin de réduire la charge sur les pentes instables et la hauteur des murs descendants;
- options de viaducs et d’un tunnel : on a envisagé des viaducs et un éventuel tunnel en direction ouest comme solutions de rechange aux grandes coupes de pentes ascendantes;
- un nouveau tracé du côté sud du canyon Kicking Horse a également été envisagé afin de minimiser les interactions entre la route et la voie ferrée existantes.
À l’aide d’Infraworks et de la modélisation Civil 3D, le tracé final a été optimisé pour réduire la hauteur et l’étendue des coupes de pentes ascendantes tout en maintenant les exigences de stockage des fossés d’avalanche. Cette conception a minimisé les perturbations environnementales et amélioré la stabilité des pentes.
Construction de ponts et de viaducs
Compte tenu du terrain escarpé et instable, la construction de ponts et de viaducs a été particulièrement difficile. Pour remédier à cette situation, des techniques de construction accélérée de ponts ont été utilisées. Le projet comprend les éléments suivants :
- neuf viaducs totalisant plus de 1,8 km de route, ce qui représente près de la moitié de la portée totale du projet. Ces viaducs ont été conçus pour diriger les avalanches et les coulées de débris sous la route, tout en permettant le passage des animaux;
- la construction de quatre ponts et de neuf viaducs a nécessité diverses techniques de fondation, notamment des micropieux, des pieux de tuyaux d’acier forés et des semelles d’étalement sur le substrat rocheux pour ancrer solidement les structures dans le paysage difficile;
- de plus, le projet a utilisé des éléments en béton préfabriqué et plus de 1 000 pièces ont été expédiées sur le site, certaines à partir de lieux situés à une distance de 700 km.
Défis et solutions de construction
Tout au long du projet, l‘ingénierie de la construction a été confrontée à de nombreux défis, notamment des conditions météorologiques extrêmes et des zones de glissement de terrain actif. L’équipe a donc conçu des ouvrages temporaires innovants et des méthodes de construction flexibles.
Par exemple, l’installation de ponts à poutres d’acier a nécessité des techniques de préassemblage complexes et l’utilisation de grues de levage lourd, ce qui exigeait une coordination minutieuse. Des renforts d’appui ont été appliqués dans la baie entre les phases de construction pour assurer la stabilité structurelle. De plus, des conceptions spécialisées ont été utilisées pour les plateformes des grues et les routes d’accès à la suite de la détection de mouvements de glissement de terrain dans des zones comme la zone Lynx en 2021.
Malgré ces défis, le projet est resté sur la bonne voie et on s’est rapidement adapté aux problèmes imprévus tels que les inondations de débris et les retards causés par les conditions météorologiques.
Prix
Ce projet a reçu de nombreux prix, dont les suivants :
- il a été désigné l’un des 100 plus grands projets d’infrastructure au Canada de ReNew Canada, chaque année de 2017 à 2024;
- il a reçu le premier Prix du lieutenant-gouverneur 2024 de l’Association des firmes d’ingénieurs-conseils de la Colombie-Britannique et le premier Prix d’excellence en génie 2024;
- il a été désigné le meilleur projet mondial 2024 dans la catégorie Route/Autoroute d’Engineering News-Record.
