Un modèle de réussite avec le compactage intelligent

Actuellement, 23 États américains ont élaboré des devis de compactage intelligent (IC) pour les travaux de pose d'enrobé, et ce nombre ne cesse d'augmenter. Parmi ces États se trouve la Californie. Cependant, comme beaucoup d'autres États, bien qu'elle ait investi du temps et des ressources dans le développement de ces technologies, la Californie n'a pas encore intégré le compactage intelligent dans ses devis pour la plupart des projets autoroutiers. Beaucoup pensent que Caltrans attend que l'industrie se familiarise avec les outils et la technologie avant d'en faire une exigence standard. Ce n'est toutefois qu'une question de temps, et les entrepreneurs qui auront acquis une expérience éprouvée des systèmes de compactage intelligent seront ceux qui resteront concurrentiels lorsque davantage de projets l'exigeront.

C'est exactement ce que fait Granite Construction, et leur transition réussie vers le compactage intelligent peut servir de modèle pour tout entrepreneur en pose d'enrobé souhaitant acquérir de l'expérience et se préparer aux exigences à venir. Voici comment ils y sont parvenus.

Terrain d'essai : l'aéroport de Sacramento

En tant qu'entreprise centenaire et l'un des principaux entrepreneurs en génie civil lourd aux États-Unis, œuvrant dans les 50 États, il est logique que Granite Construction, basée en Californie, figure parmi les premières à adopter des technologies avancées. Bien que Granite Construction réalise une grande variété de travaux (fédéraux, industriels, commerciaux et résidentiels), ce sont ses travaux de transport qui lui ont valu sa notoriété dans l'industrie de la construction.

Avec son partenaire DeSilva Gates, Granite Construction a amorcé des travaux de réfection de voies de circulation pour le Sacramento International Airport (SIA) en août 2016. Même si l'entreprise n'avait pas encore eu à soumissionner sur un projet de compactage intelligent de Caltrans exigeant des mesures de densité ou de rigidité, elle savait que cela ne saurait tarder. Granite Construction a vu dans ce projet de réfection de 35 000 tonnes au SIA l'occasion idéale d'acquérir de l'expérience avec cette technologie.

Même s'il ne s'agissait pas d'un projet assorti d'exigences de compactage intelligent, les enjeux étaient de taille pour Granite Construction. S'ils parvenaient à atteindre la densité cible de 96,3 % exigée par la FAA pour ce projet en utilisant le compactage intelligent pour la première fois, la prime s'élèverait à 6 % du budget d'asphaltage de 2,5 millions de dollars. Mais des conditions météorologiques difficiles, un calendrier serré, des exigences strictes de la FAA et, bien sûr, une toute nouvelle technologie à maîtriser se dressaient sur leur route.

Mise en chantier

Le projet comprenait quatre phases visant à remplacer l'ensemble des voies de circulation est du SIA, qui étaient désuètes et ne répondaient plus aux normes modernes en matière d'éclairage, de largeur et d'accotements.

Selon Kelly Curtis, gestionnaire de projet chez Granite Construction, c'est précisément le genre de travaux dans lesquels Granite Construction excelle.

“Ce genre de projet, c'est notre pain quotidien : de la démolition et du terrassement à la pose de notre propre enrobé provenant de notre usine locale de Sacramento, c'est le type de projet où nous nous lançons avec la certitude de pouvoir répondre aux attentes et même les dépasser”, déclare M. Curtis. “C'est en partie pourquoi nous avons estimé qu'il s'agissait d'une occasion idéale pour faire nos premiers pas avec le compactage intelligent.”

Travaux préalables à l'asphaltage

La première phase du projet comprenait le retrait des voies de circulation existantes. L'ancienne chaussée était constituée d'une section d'enrobé de 10 pouces sur plusieurs couches de fondation, soit une section typique de voie de circulation. 

Les travaux de terrassement constituaient la deuxième phase du projet, qui a duré jusqu'en octobre 2016 et comprenait la construction de nouveaux accotements ainsi que l'élargissement d'un court tronçon de la voie de circulation. Tous les résidus de fraisage d'enrobé des anciennes voies ont été recyclés et intégrés dans les couches de fondation des nouveaux accotements, puis Granite Construction a reprofilé les couches de fondation existantes selon le nouvel alignement. 

Une couche de fondation en béton maigre de 14 pouces a été installée pour la phase trois du projet, qui s'est poursuivie jusqu'en novembre 2016. Après la phase trois, le moment était venu d'asphalter, juste à temps pour la saison hivernale.

Risques et récompenses

L'ensemble de la voie de circulation est étant fermé, le temps pressait, ce qui signifiait que Granite Construction devait travailler pendant une grande partie de l'hiver. L'hiver à Sacramento est humide, avec des températures frôlant le point de congélation. Rouvrir la voie de circulation à temps, tout en respectant des devis rigoureux avec un minimum de retouches, a nécessité un travail d'équipe parfaitement coordonné.

Le mélange d'enrobé du projet devait respecter la norme FAA P-401 à trois quarts de pouce. La densité cible pour le projet était de 96,3 % et comportait une spécification de pourcentage dans les limites (PWL) de 90 %. Le PWL tient compte non seulement de la moyenne, mais aussi de l'écart-type. Granite Construction s'était fixé pour objectif d'obtenir la prime en tout temps en atteignant un PWL d'au moins 96 %, soit 6 % de plus que la spécification de PWL établie pour le projet. Respecter ces exigences tout en respectant l'échéancier représentait un défi de taille, mais qui allait porter ses fruits.

Choisir un système de compactage intelligent

Granite Construction dispose d'un processus de contrôle de la qualité (CQ) éprouvé et bien établi qui lui sert fidèlement depuis des années. Pour le chantier de l'aéroport international de Sacramento, cela se traduisait par trois personnes affectées au CQ sur place ainsi que des essais périodiques de carottage de densité et à la jauge nucléaire.

Pour ce projet, ils souhaitaient intégrer progressivement un système de compactage intelligent afin de comparer les résultats avec ceux de leurs processus de CQ habituels. Ils se sont tournés vers leur concessionnaire d'équipement, Volvo Construction Equipment and Services of California (VCES), pour connaître les options offertes, et ont finalement décidé de louer deux compacteurs, un Volvo DD110B et un Volvo DD120B, tous deux équipés de Compact Assist, le système de compactage intelligent de Volvo doté de Density Direct™.

“Granite Construction a parlé de ce projet à l'aéroport, qui n'exigeait pas de compactage intelligent, sur lequel ils voulaient mettre le produit à l'essai afin d'en maîtriser tous les rouages”, indique Jake Zayas, directeur de succursale chez VCES. “Ils savaient que s'ils attendaient un projet où le compactage intelligent était obligatoire et qu'ils trébuchaient, cela leur coûterait cher. Ils ont donc décidé de traiter ce chantier comme s'il s'agissait d'un projet exigeant le compactage intelligent.”

Compact Assist avec Density Direct se distingue des autres systèmes sur le marché. Bien qu'il propose la cartographie des passages et de la température comme la plupart des systèmes de compactage intelligent, Compact Assist fournit des estimations de densité en temps réel, plutôt que des valeurs de mesure de compactage intelligent (ICMV), qui mesurent essentiellement la rigidité. Selon M. Zayas, l'ICMV a été une source de confusion pour bon nombre de ses clients en pose d'enrobé.

“Avec l'ICMV, on voit une valeur qui ne correspond à rien dans le devis des travaux. Vous pourriez voir une valeur de 40 à l'écran, et votre opérateur doit ensuite tenter de déterminer comment cela se traduit en densité”, explique M. Zayas. “Quand nous expliquons le fonctionnement de Density Direct aux clients, on sent un certain soulagement. C'est beaucoup moins complexe de voir un calcul de densité réel à l'écran. En temps réel, vous pouvez voir, par exemple, une densité relative de 95 % affichée à l'écran et savoir exactement ce que cela signifie, car cela correspond directement au devis de vos travaux. C'est en grande partie pourquoi Granite Construction s'est tournée vers nous pour ce projet.”

La prise en main

Pour aider Granite Construction à démarrer, VCES a offert une formation sur le système et une assistance pour l'étalonnage au début de la phase d'asphaltage du projet. L'étalonnage permet au système d'apprendre les caractéristiques de l'enrobé utilisé sur le chantier afin de garantir la précision du calcul des valeurs de densité.

Le processus d'étalonnage exige que l'opérateur effectue plusieurs passes vibratoires pendant que le système recueille des données ou s'adapte à ce matériau précis. Une fois étalonné, le système peut enregistrer jusqu'à six couches d'enrobé distinctes par projet, ce qui permet à l'opérateur de sélectionner différentes couches au cours du cycle de travail quotidien.

“Je dirais que le processus d'étalonnage prend généralement environ trois minutes, en supposant qu'il n'y ait aucun imprévu”, affirme M. Zayas. “Mais si un pépin survient, cela peut en fait être une bonne chose. Par exemple, si l'étalonnage ne s'effectue pas, cela signifie probablement que vous travaillez avec une mauvaise amplitude pour ce mélange d'enrobé, ce qui constitue une mesure d'assurance de la qualité supplémentaire.”

Après avoir utilisé Compact Assist conjointement avec leurs pratiques habituelles d'AQ/CQ, Granite Construction a constaté que la densité fournie par Compact Assist avec Density Direct concordait avec les résultats des essais de carottage de densité et à la jauge nucléaire, tout en permettant à l'équipe sur le chantier de consulter la cartographie des passages et d'effectuer des ajustements au besoin. Ils ont profité de la première moitié du projet pour consolider leur confiance dans leur approche globale. Pour la seconde moitié, leur intention était de s'appuyer davantage sur Compact Assist.

Le point tournant

Une fois la formation initiale et l'étalonnage terminés, et avec un peu d'expérience pratique du système à leur actif, Granite Construction a commencé à se sentir tout à fait à l'aise de s'y fier. À mi-chemin du projet, l'entreprise a vu l'occasion de réduire les coûts de CQ en retirant un membre dédié de l'équipe de CQ sur le chantier. En réalité, ils ont profité de l'occasion pour former un nouveau membre de l'équipe de CQ, tout en ayant l'assurance que le projet progressait comme prévu. 

“Une partie du travail du CQ consiste à surveiller les schémas de compactage. Désormais, nous avons un outil qui nous indique le nombre de passes effectuées sur chaque section de la chaussée; il n'est donc plus nécessaire qu'une personne soit aussi attentive à cela. C'était sans contredit un niveau de confort additionnel”, souligne M. Curtis.

Leur niveau de confiance ayant augmenté, Granite Construction a mené à bien la deuxième moitié du projet en s'appuyant davantage sur Compact Assist. Au bout du compte, leur approche s'est avérée payante.

“Nous avons en fait obtenu la prime sur 100 % de l'asphaltage”, affirme M. Curtis. “La plupart du temps, nous avons pu atteindre un PWL de 100 % parce que nous obtenions un compactage de l'ordre de 98 à 99 %, ce qui nous situait tellement au-dessus du devis des travaux qu'en ce qui concerne le PWL, nous avons obtenu pour ainsi dire une note parfaite de 100 %.”

Des résultats dont on peut être particulièrement fier.

Aller de l'avant avec la technologie

À mesure que les devis de projets intègrent plus fréquemment le compactage intelligent, les entrepreneurs auraient tout intérêt à suivre les traces de Granite Construction, en s'appuyant sur des concessionnaires d'équipement comme VCES lorsqu'ils ne sont pas certains de ce qu'impliquent les devis ou des équipements répondant aux exigences, et en faisant l'essai d'équipements dotés du compactage intelligent pour prendre une longueur d'avance sur l'évolution de l'industrie.

“Je pense que d'ici cinq à dix ans, il n'y aura plus un seul rouleau compacteur sur les chantiers qui ne sera pas équipé d'une forme ou d'une autre de compactage intelligent”, estime M. Zayas.

Et les grands entrepreneurs ou les projets d'envergure ne sont pas les seuls à pouvoir tirer profit des systèmes de compactage intelligent.

“Il ne s'agit pas seulement de répondre à une exigence inscrite au devis. Ce système offre une réelle valeur ajoutée”, explique M. Zayas. “Même pour l'asphaltage d'une entrée résidentielle, vous disposez de données pour prouver que vous avez atteint le niveau de compactage requis. C'est en quelque sorte une police d'assurance.”

Quant aux projets de Granite Construction avec cette technologie, M. Curtis résume la situation simplement :

“Nous sommes prêts pour le compactage intelligent.”