31 mai 2023
Première pour la rigidité et l’efficacité structurale
L’Équipe de structure de l’Université Laval termine cinquième à la Compétition nationale canadienne de pont d’acier
L’Équipe de structure de l’Université Laval en action durant la construction de son pont d’acier lors de la compétition canadienne se déroulant à London en Ontario.
Les membres de l’Équipe de structure de l’Université Laval se rappelleront longtemps du récent voyage-éclair qu’ils ont effectué à London, en Ontario. Du 10 au 13 mai se déroulait la Compétition nationale canadienne de pont d’acier sur le campus de l’Université Western. Treize délégations étaient présentes, dont 10 du Canada, les 3 autres venant du Mexique, de Porto Rico et du Japon. L’activité était organisée par la Société canadienne de génie civil. Au terme de la compétition, l’équipe de Québec est repartie avec en poche une cinquième position au classement général. Plus précisément, elle a terminé première pour la rigidité et l’efficacité structurale, deuxième pour la légèreté et l’estimation du coût ainsi que troisième pour la performance globale du pont.
«Les 17 membres de l’équipe participaient pour la première fois à une telle compétition», rappelle Nicolas Daoust, étudiant inscrit au baccalauréat en génie civil. L’automne dernier, avec l’étudiante Marie-Laurence Frenette, il avait réactivé l’Équipe de structure dont les activités avaient été suspendues à cause de la pandémie de COVID-19. L’ensemble des membres étaient inscrits au baccalauréat en génie civil, la plupart en deuxième ou en troisième année.
«Réaliser notre projet était encore plus valorisant du fait que nous partions de zéro et qu’il fallait remettre l’équipe sur ses rails, poursuit-il. Faire tout le processus de fabrication était une nouvelle expérience pour nous tous. Nous avons pu compter sur l’aide d’anciens membres de l’équipe, qui ont révisé nos conceptions et nous ont conseillé sur l’amélioration de nos présentations orales. Il a fallu mettre les bouchées doubles, notamment pour aller chercher la connaissance. Un gros apprentissage a été fait avec beaucoup d’erreurs. Avant de faire telle ou telle chose nous avions du mal à la visualiser. Mais une fois faite, cela paraissait trivial.»
Concevoir, construire, assembler
Les universités participantes devaient concevoir un pont d’acier par ordinateur, ensuite le construire et l’assembler. Les équipes devaient respecter un scénario réaliste et faire un compromis entre l’aspect architectural, l’aspect technique et l’aspect économique.
À London, les étudiantes et les étudiants de l’Université Laval ont réussi le tour de force d’assembler leur pont en seulement 21,25 minutes. La durée maximale autorisée était de 30 minutes. Seules deux autres universités ont fait mieux. Le pont de la délégation québécoise pesait 53 kilos. La longueur maximale autorisée était de 7,31 mètres et celle de chacune des membrures, d’un mètre.
«Un petit groupe de 6 étudiants, surnommé “les bâtisseurs”, s’est entraîné à assembler le pont en moins de 30 minutes», souligne Nicolas Daoust.
Résilience
Quelques semaines auparavant, l’équipe de l’Université Laval prenait part, aux États-Unis, à l’équivalent américain de la Compétition nationale canadienne de pont d’acier. Malheureusement, elle a été disqualifiée durant la compétition. «Notre pont n’était pas parfaitement symétrique, explique l’étudiant. L'une des deux poutres principales était plus basse sous la charge appliquée verticalement. Le pont avait tendance à se déplacer latéralement. Il se rapprochait d’une instabilité pouvant mener à sa rupture. Les juges ont jugé qu’il n’était plus sécuritaire. Nous avons eu deux à trois semaines pour rectifier le problème avant d’aller à London.»
À l’Université Western, une fois l’assemblage fait, le pont québécois a été pesé, puis sa résistance a été testée. On a d’abord vérifié sa résistance latérale, puis sa résistance verticale en posant dessus une charge de 1133 kilos. L’équipe dont le pont enregistrait la plus petite déformation sous cette charge terminait première de l’épreuve.
«Notre première position au point de vue de l’efficacité structurale nous rend particulièrement fiers, soutient-il. Cet aspect vient le plus chercher nos compétences en ingénierie. Le pont peut être extrêmement rigide avec des sections super grosses et lourdes. Mais le défi d’ingénierie est d’avoir de la rigidité tout en ayant le moins de matériau possible. Pour cela, il faut une conception optimisée au maximum pour aller chercher la plus grande résistance avec le moins d’acier possible, donc le plus petit poids possible.»
En amont, la fabrication du pont a elle-même demandé plusieurs semaines de travail. «Nous avons fait nos propres soudures, indique Nicolas Daoust. Nous avions accès à une salle de soudure située dans le pavillon Adrien-Pouliot. Nous pouvions aussi utiliser un laboratoire qui contient beaucoup d’équipements, notamment pour faire la découpe de l’acier. L’acier que l’on commande, ce sont des coupures approximatives. Après réception, on doit prendre des mesures exactes pour le couper, on doit travailler un peu la finition et faire nos soudures. C’est beaucoup de travail manuel.»
Au cours de leur projet, les étudiantes et les étudiants ont pu compter sur des ressources du Département de génie civil et de génie des eaux, du Département de génie mécanique ainsi que du Service des immeubles de l’Université pour la peinture du pont.
L’équipe de «bâtisseurs» posant derrière le pont de l’Équipe de structure de l’Université Laval après avoir terminé sa construction lors de la Compétition nationale canadienne de pont d’acier 2023.
