Première partie ; le finisseur à béton
L'automobile réclame plus de routes
Avec la révolution industrielle et l'invention de l'automobile vint une demande accrue pour des routes permettant de rouler rapidement de façon sécuritaire. Avec l'automobile, vint aussi le camion, qui lui, requérait une chaussée robuste. Au début du vingtième siècle, les routes pavées étaient construites à la main. Les routes de pierre ou de granit, étant trop onéreuses à bâtir à grande échelle, de nouvelles façon de faire devaient être trouvées.
La mécanisation de la pose du revêtement
Vers la fin du dix-neuvième siècle, les premières routes bétonnées apparurent. À l'époque, les moyens pour transporter le béton non-solidifié étant inexistants, la pratique consistait à préparer le béton sur place pour l'épandre à la main, à l'aide de règles, de pelles et de râteaux, à l'intérieur de coffrages posés sur la fondation de la chaussée. Un second groupe d'ouvriers, les finisseurs de béton, lissaient le béton à l'aide de truelles et donnaient son aspect final à la chaussée. En 1903, Charles et Chester Foote développèrent une bétonnière tractée adaptée à la construction de routes : le ciment et les agrégats étaient chargés à l'avant, le tout était mélangé au centre et le béton était déchargé à l'arrière. On faisait ensuite avancer la bétonnière et on recommençait le cycle. Des chenilles furent ajoutées à la bétonnière en 1918, la machine devint alors automotrice.
Une bétonnière Jaeger, typique des premiers modèles utilisés pour le pavage des routes. Notez la trémie en forme d'entonnoir, le tambour cylindrique et la chute à l'arrière.
La firme américaine Koehring Machine Company de Milwaukee, au Wisconsin, fut une pionnière de la bétonnière à vapeur. Fondée en 1907, Koehring offrit des bétonnières électriques et à essence dès la fin de la seconde décennie du vingtième siècle. Koehring modernisa la façon d'épandre le béton en ajoutant une flèche et un godet derrière la bétonnière, ce qui augmentait significativement sa portée.
On voit ici un extrait d'un film muet de 1928 portant sur la construction d'une route entre Hornsby et Hawkesbury River en Nouvelle-Galles du Sud. On y voit une bétonnière T.L. Smith. Thomas L. Smith est l'inventeur qui fit breveter la première bétonnière à cuve inclinable en 1900. En s'associant avec Paul W. Post, il fonda la Smith & Post Company en 1906. Post vendit ses parts de l'entreprise à Smith en 1910 et la firme devint éventuellement la T.L. Smith Company. Barber-Greene acquit T.L. Smith Company en 1960. Notez les élévateurs à godets Barber-Greene utilisés pour doser les agrégats et l'importante main d'œuvre requise pour l'épandage et le lissage du béton (cliquez ici pour revoir l'extrait).
Dans cet extrait d'un film éducatif de 1948, on aperçoit une bétonnière MultiFoote fabriquée par la firme américaine Foote Company de Nunda, dans l'état de New York. Chester T. Foote et Charles E. Foote fabriquèrent une bétonnière manuelle en 1896, pour ensuite développer un modèle à essence en 1898 et fonder la Foote Manufacturing Company en 1903. Foote sera acquise par Blaw-Knox Company en 1948 (cliquez ici pour revoir l'extrait).
Le sable, la pierre et le ciment, préalablement dosés, étaient déchargés dans la trémie de la bétonnière. Lorsque la trémie était relevée, les matériaux tombaient dans le tambour où ils étaient mélangés. L'eau, provenant d'une citerne qui suivait la bétonnière, était ajoutée en même temps. Les plus grosses machines du genre avaient deux tambours, permettant de mélanger et couler simultanément.
Ici, un extrait d'un documentaire de 1940 portant sur la construction du Pennsylvania Turnpike. Notez la niveleuse à lames rotatives avec système de guidage à fil construite par la Cleveland Formgrader Company, utilisée pour préparer la fondation du coffrage de la route. On y voit plus tard une bétonnière Rex fabriquée par Chain Belt Company. Fondée en 1891 par Christopher W. LeValley, l'entreprise fabriquait des convoyeurs à chaines. Des élévateurs à godets furent ajoutés au catalogue en 1900. LeValley mit au point un nouveau modèle de bétonnière à vapeur, baptisée la Rex, au début des années 1910. La dernière machine du cortège est un finisseur à béton Blaw-Knox. Blaw-Knox ajouta les finisseurs à béton à son catalogue en 1929 avec l'acquisition de la A.W. French Company (cliquez ici pour revoir l'extrait).
Derrière la bétonnière suivait un épandeur à béton, qui roulait sur des rails servant aussi de coffrage pour la chaussée. Passait ensuite le finisseur. Ce dernier utilise généralement une règle vibrante pour chasser l'air du béton et en augmenter sa densité. Une truelle oscillante donne ensuite l'aspect final à la chaussée.
Le finisseur à coffrage glissant
En 1946, l'américain James Whitmore Johnson, alors ingénieur et assistant-chef du laboratoire de l'Iowa Highway Commission, assista à une démonstration de pavage d'une route bétonnée. Il émit alors l'hypothèse qu'un mélange plus riche en ciment aurait suffisamment de consistance pour être mis en place sans coffrage fixe, par une machine en mouvement et conserverait sa forme. Le concept du coffrage glissant était déjà utilisé pour la construction de tours et de silos depuis le début du vingtième siècle. Johnson eu l'idée d'utiliser le même principe, mais à l'horizontal, pour la construction de routes. Dès 1947, l'idée prit forme et les premiers essais furent réalisés. Le prototype, baptisé le Jeep Skate, comportait un moteur à essence et des pneus. Après une série de tests qui dura deux ans, le Jeep Skate fut officiellement mit à l'épreuve pour la première fois en octobre 1949 lors de la mise en place d'une chaussée bétonnée dans la ville de Primghar, en Iowa. La validité du concept fut ainsi prouvée.
Cette vidéo nous montre la construction d'une autoroute à l'aide d'un finisseur à coffrage glissant. Notez que le béton est préparé dans une usine et ensuite transporté par camions-bennes. Un véhicule de transfert de matériau (VTM) Gomaco 9500 est ensuite utilisé pour recevoir le béton directement des camions-bennes. Le VTM dispose ensuite le béton à la manière d'un andain. Un épandeur Terex SF2204 étale le béton sur toute la largeur de la chaussée. Un finisseur Gomaco GP2600 ferme la marche et donne son aspect final à la chaussée. Portez attention aux chenilles de l'épandeur et du finisseur, les chenilles du côté gauche reposent sur la voie existante alors que celles du côté droit reposent sur la fondation de la chaussée.
On
voit ici une niveleuse à lames rotatives Gomaco 9500 à l'œuvre. Remarquez la ressemblance avec le VTM Gomaco de la vidéo précédente. Cette machine
effectue le nivellement final avant le passage de l'épandeur et du finisseur. Notez le
fil de guidage et les potences.
Cette vidéo promotionnelle du fabricants américain Power Curbers nous montre le modèle 5700-C à l'œuvre. La méthode du coffrage glissant s'applique aussi à la construction de rigoles, de bordures et de trottoirs. Notez le fil de guidage et les potences qui le supportent.
Un épandeur PS-2700 fabriqué par Power Curbers. Notez le convoyeur permettant d'opérer sans VTM.
La technique du coffrage glissant prit son envol durant les années 1960, alors que plusieurs manufacturiers se lancèrent dans la fabrication de finisseurs à béton. C'est aussi durant cette période que le contrôle par fil de guidage fut adapté aux finisseurs à béton. Cette méthode fut développée par A.W. French Company vers la fin des années 1920 et consiste à tendre un fil sur des potences qui suivent le tracé de la route. Le fil est installé à une hauteur prédéterminée. Des palpeurs installés sur le finisseur ajustent automatiquement la hauteur et la trajectoire de la machine de sorte qu'elle suive le fil. A.W. French fut acquise par Blaw-Knox en 1929. Bien que demandant beaucoup de préparation, le fil de guidage demeura la méthode de choix jusqu'à l'apparition des systèmes GPS au début des années 2000 et, plus récemment, des systèmes de contrôle par modélisation en trois dimensions.
Un finisseur à béton HEM Paving Equipment 12-27 SFP à l'œuvre. Cette machine combine l'épandeur et le finisseur sur un seul châssis.
En ordre d'apparition : un épandeur/finisseur Wirtgen (0:10), un épandeur/finisseur Gomaco GP2400 (1:55), un finisseur Wirtgen SP25 (3:52), un finisseur à rouleaux Gomaco C-750 (4:10), un finisseur Power Curbers 5700-C (6:45) et finalement, un épandeur/finisseur Wirtgen SP25 (8:32).
Les années 1960 virent aussi le déclin de la bétonnière spécialisée pour la construction des routes. Dès lors, le béton était mélangé dans des usines dédiées permettant un meilleur contrôle de la qualité. Le béton est ensuite amené au chantier par camions.
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