Road Talk : Vol. 20, nº 2 printemps 2014


Révolution dans l’administration des contrats :

Services de gestion de contrats en ligne

Sur le terrain, un fournisseur du MTO entre des données de projet dans le nouveau système de gestion de contrats en ligne.

Les services de gestion de contrats en ligne révolutionneront le monde de la gestion des contrats.

Le 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 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.

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 papier

Pour en savoir plus sur les services de gestion de contrats en ligne, communiquez avec :

Sue Lefebvre,
gestionnaire de projet du MTO
par téléphone à (905) 704-2617 ou à l'adresse Sue.G.Lefebvre@ontario.ca


Dans la boue jusqu'au cou:

Utilisation des méthodes d'essai géophysiques pour caractériser le sol des lieux humides

Emplacements des lignes de levé et des trous de forage durant l'essai des méthodes géophysiques

Figure 1 : Emplacements des lignes de levé et des trous de forage durant l'essai des méthodes géophysiques

Avant 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 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 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 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 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.

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 minkyung.kwak@ontario.ca

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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