La technologie au service d'un projet en montagne
ARTICLE SPONSORISÉ : Des projets novateurs du secteur routier et autoroutier récompensés lors de la conférence YII et Going Digital Awards de Bentley Systems.
Partage
CATÉGORIE : Routes et autoroutes
Cet article, écrit par le personnel de Cadalyst, a été publié à l'origine par Cadalyst
29 novembre 2023
À première vue, la tâche consistant à réaligner un tronçon très fréquenté au Colorado d'une autoroute reliant plusieurs États peut sembler aussi intimidante que les montagnes environnantes. Les concepteurs du projet I-70 Floyd Hill ont visé des objectifs complexes et ambitieux, avec une topographie difficile, des contraintes de site strictes, une myriade de préoccupations environnementales et un large éventail de parties prenantes. De nombreux aménagements étaient nécessaires pour améliorer la circulation, l'accès et la distance de visibilité, tout en remplaçant une infrastructure vieillissante dans un cadre naturel spectaculaire.
Grâce à la technologie numérique, l'équipe de conception s'est attaquée avec succès à cette tâche gargantuesque et a réalisé d'importantes économies de temps et d'argent. Cette réussite a permis aux concepteurs principaux du projet, AtkinsRéalis, de remporter le prix du meilleur projet dans la catégorie Routes et autoroutes lors des Year in Infrastructure et Going Digital Awards, organisée par Bentley Systems, Incorporated à Singapour les 11 et 12 octobre.
Modernisation complexe
Le porteur du projet, le département des transports du Colorado (CDOT), cherchait à améliorer la sécurité et la mobilité tout au long de la route, ainsi qu'à reconstruire la chaussée, les ponts et d'autres composants d'infrastructure. Situé à environ 25 miles à l'ouest de Denver, ce projet s'étendait sur 8 miles, ce qui impliquait l'interaction de nombreuses disciplines de conception afin de présenter différentes options au client et au public. La technologie numérique a permis à l'équipe de créer des modèles réalistes au fil de l'avancement de la conception et les progrès réalisés ont pu être partagés tout au long du projet.
Selon Alan Carter, chef de projet et responsable de la conception de routes pour AtkinsRéalis, « c'est un projet très visible. Beaucoup de personnes sont intéressées par ce que nous faisons et gardent un œil sur le projet. La capacité à montrer les modèles était essentielle pour la coordination auprès du public. »
L'une des difficultés de la conception était l'ajout d'une troisième voie de circulation sur l'I-70 en direction de l'ouest afin de désengorger un tronçon à deux voies, ce qui n'était pas facile compte tenu de la topographie montagneuse et du ruisseau qui longe la majeure partie de la route. La nouvelle conception surélève une partie des nouvelles voies en direction de l'ouest sur les structures du pont afin d'intégrer tous les composants dans un espace restreint et d'aplanir certaines courbes prononcées.
En utilisant OpenRoads Designer pour la conception géométrique, OpenBridge Modeler pour la modélisation de pont, LumenRT pour la visualisation, ProjectWise pour la gestion des fichiers et d'autres outils Bentley pour effectuer des tâches propres à chaque discipline, l'équipe AtkinsRéalis a créé un modèle 3D de l'ensemble du projet partageable dans plusieurs formats, y compris des images fixes et des vidéos de survol.
« Grâce à ces outils, nous avons créé rapidement des modèles 3D et évalué les facteurs géométriques et des paramètres spécifiques, comme la distance de visibilité, a précisé Alan Carter. Nous pouvions survoler le modèle pendant les réunions avec les parties prenantes pour avoir une idée de ce à quoi ressemblerait le projet. »
Le projet prévoyait également la construction d'un tronçon de desserte manquant de 2 miles, l'amélioration des rampes et d'autres points d'accès, ainsi que la rénovation d'une voie verte. Les travaux d'atténuation des effets sur l'environnement comprenaient deux nouveaux passages pour la faune sous les travées du pont afin de relier des zones naturelles auparavant séparées. Plusieurs autres mesures ont été prises pour améliorer la qualité de l'air et de l'eau, l'état des cours d'eau et les loisirs dans le corridor.
Équipe pluridisciplinaire
Sachant que plusieurs disciplines de conception ont collaboré sur le projet, la compatibilité des outils Bentley a joué un rôle clé dans son succès, selon S.Y. Liu, responsable du numérique chez AtkinsRéalis. « Il était essentiel d'avoir une suite logicielle qui nous permette de communiquer, a-t-il expliqué. Nous en avons très vite constaté les avantages. Nous pouvions générer les modèles les plus récents dans un format facilement compréhensible pour tout le monde. Le fait de savoir que le modèle 3D affiché à l'écran était identique au dessin soumis a donné à nos ingénieurs la certitude que leur conception était bien reflétée dans le modèle. »
De plus, l'utilisation d'un environnement numérique connecté s'est traduite par des économies de temps et d'argent. L'équipe estime avoir économisé plus de 1 million de dollars en gérant plus de 1 000 feuilles de dossier, 5 500 heures de coordination et 97 % d'efforts visant à développer et publier des jumeaux numériques à des fins d'examen. AtkinsRéalis a pu communiquer clairement l'intention de la conception, favoriser l'intégration de la communauté et mettre rapidement à jour les modèles afin d'atténuer l'impact environnemental et social.
Avec l'aide de la technologie numérique
C'est un projet très visible. Beaucoup de personnes sont intéressées par ce que nous faisons et gardent un œil sur le projet. La capacité à montrer les modèles était essentielle pour la coordination auprès du public.
La construction de ce projet évalué à 700 millions de dollars a commencé au début de cette année et devrait s'achever en 2028. L'entrepreneur Kraemer North America a divisé le projet en trois segments, la construction commençant à l'extrémité est et progressant vers l'ouest, avec un certain chevauchement des calendriers pour ces trois segments.
Pour l'avenir, M. Carter entrevoit de nombreuses possibilités d'appliquer les connaissances en matière de technologie numérique acquises dans le cadre du projet. « Nous avons appris à exploiter toute la puissance de ces outils, mais nous n'en sommes qu'au début. Il y a beaucoup à faire du côté de la BIM, avec les jumeaux numériques », a-t-il affirmé. L'équipe a utilisé iTwin Experience de Bentley principalement comme outil de révision pour partager des informations sur les modèles avec le client et les membres de l'équipe. M. Carter prévoit de tirer parti d'autres fonctionnalités à l'avenir pour gérer les données de projet. « Un monde s'ouvre à nous, à commencer par la gestion des actifs, le marquage des éléments et des éléments de paiement, et l'automatisation des quantités », a-t-il indiqué.
M. Liu a précisé que des capteurs de données et d'autres technologies seront utilisés pour contrôler les performances des installations dans le cadre de ce projet et des projets futurs. Pour lui, « comprendre toutes ces données et les analyser pour améliorer [l'exploitation des installations] est très prometteur ».
Autres finalistes de la catégorie Routes et autoroutes
Les autres finalistes dans la catégorie Routes et autoroutes comprenaient l'autoroute Hengyang-Yongzhou à Hunan, en Chine, et le projet d'échangeur Montrose à Mbombela, Mpumalanga, en Afrique du Sud.
L'autoroute Hengyang-Yongzhou est un corridor de 105,2 kilomètres visant à améliorer les conditions de circulation et à raccourcir les temps de trajet entre les deux villes. Ce projet permettra une collaboration industrielle et une meilleure accessibilité le long de la route touristique. Situé au milieu de terres agricoles à fort rendement, ce projet de grande envergure a posé des problèmes environnementaux, techniques et de coordination entre les multiples disciplines, districts et comtés. Les concepteurs du projet, Hunan Provincial Communications Planning et Survey & Design Institute Co. Ltd., ont utilisé les applications ouvertes et intégrées de modélisation de la réalité et BIM 3D de Bentley pour assurer une compatibilité des données unifiées.
Le modèle numérique et la conception du tracé de la chaussée ont permis de minimiser l'impact sur les terres agricoles de 10 hectares. En comparant les données des nuages de points sur site dans OpenRoads Designer, l'équipe a éliminé la nécessité de construire trois ponts, ce qui a permis d'économiser 40 millions de CNY. Grâce à la conception numérique collaborative et à l'intégration des données, l'équipe a amélioré l'efficacité de la communication de 50 % et a évité 20 erreurs de construction sur site, soit une économie de 5 millions de CNY. Grâce aux solutions BIM de Bentley, le projet devrait être ouvert à la circulation un an avant la date prévue.
Le projet d'échangeur de Montrose a été lancé pour remplacer un carrefour en T à niveau sur l'autoroute N4 afin d'améliorer la mobilité et la sécurité du trafic, ainsi que l'économie et le tourisme locaux. Entre deux rivières, au milieu de vallées escarpées et de montagnes, les ingénieurs de SMEC South Africa ont été confrontés à un terrain peu propice à la mise en œuvre d'un nouvel échangeur à flux libre répondant à des normes élevées, dans un délai court et sans données de levé disponibles.
SMEC a choisi iTwin Capture Modeler pour développer un maillage de la réalité du terrain et de l'infrastructure existants et LumenRT pour présenter son design conceptuel, remportant ainsi le contrat de conception et livrant un projet réalisable en un temps record. OpenRoads Designer a facilité l'intégration avec le logiciel de modélisation utilisé par l'équipe en charge du pont, tandis que les outils de modélisation des corridors ont permis de calculer avec précision les travaux de terrassement et les quantités de matériaux. Le travail dans un environnement numérique collaboratif a permis d'économiser environ 2 500 heures en temps de conception et un montant estimé à 2,5 millions de ZAR en coûts de conception.
Ces trois projets uniques représentant des défis de conception importants illustrent la façon dont la technologie numérique aide à répondre aux besoins croissants en matière d'infrastructure dans le monde entier. Il est même légitime de se demander si ces projets auraient pu voir le jour sans les outils numériques.
Regarder l'interview
Pour en savoir plus sur le projet, écoutez directement les lauréats. Lara Sheridan, rédactrice en chef de Cadalyst, s'est entretenue avec Alan Carter et S.Y. Liu à Singapour.
