Les régulateurs d’épandage électroniques
Dans le cadre des activités d’entretien hivernal, des quantités significatives de sels de voirie et d’abrasifs sont utilisées pour déglacer et sécuriser le réseau routier. En effet, 1,5 million de tonnes de fondants sont épandues annuellement sur les routes de la province, dont plus de la moitié est utilisée pour entretenir le réseau sous la responsabilité du ministère des Transports du Québec. Le choix du matériau ainsi que les taux d’épandage à appliquer varient d’ailleurs selon les facteurs météorologiques et routiers. Ainsi, afin d’optimiser l’utilisation de sels et d’abrasifs, il importe d’adopter la stratégie d’épandage optimale et d’épandre la bonne quantité de matériau au bon moment. L’utilisation d’un régulateur d’épandage électronique étalonné permet de réduire les pertes de matériaux en assurant l’atteinte du taux d’épandage voulu.
Les régulateurs d’épandage électroniques
Les régulateurs d’épandage électroniques sont des appareils permettant un meilleur contrôle de la quantité de matériaux épandue sur la route, que ce soit du sel, des abrasifs ou d’un mélange sels-abrasifs, en fonction du taux d’épandage demandé. En effet, la quantité épandue est modulée en fonction de la vitesse réelle du véhicule, induisant une application précise et constante des matériaux sur tout le parcours. L’utilisation de régulateurs électroniques permet une connaissance plus précise des quantités de matériaux utilisées, à condition d’être bien étalonnés, selon les quantités estimées généralement basées sur le calcul des volumes chargés dans l’épandeur (décompte des godets). La figure 1 illustre quelques exemples de boîtiers de contrôle de régulateurs électroniques.
État de situation au ministère des Transports du Québec (MTQ)
En période hivernale, les quelque 30 600 km composant le réseau du MTQ sont entretenus en partie en régie, par les équipes du Ministère (20 % du réseau) et majoritairement en sous-traitance, par des municipalités et des prestataires de services (80 % du réseau). Ainsi, chaque hiver, environ 1 600 camions de déneigement et de déglaçage sillonnent le réseau routier du MTQ afin d’assurer la sécurité des usagers.
En 2010, tous les camions utilisés en régie étaient équipés de régulateurs d’épandage électroniques, mais aucune clause contractuelle n’en obligeait l’utilisation en sous-traitance. Considérant que l’utilisation de cet équipement est essentielle pour optimiser les matériaux utilisés sur le réseau, la clause a été intégrée, à partir de l’hiver 2012-2013, aux appels d’offres dont la quantité de fondants utilisée annuellement est d’au moins 500 tonnes. Ainsi, l’hiver prochain (2014-2015), tous les camions utilisés par les prestataires de services et les municipalités, dont la consommation annuelle de sels du circuit à entretenir est estimée à 500 tonnes ou plus, devront être munis d’un régulateur d’épandage électronique.
L’étalonnage des régulateurs d’épandage électroniques
Afin d’épandre la quantité de matériaux souhaitée sur la chaussée, les régulateurs d’épandage électroniques doivent être étalonnés, minimalement une fois par année. Ils devraient également être étalonnés après chaque réparation ou modification du système hydraulique, ou encore lorsqu’un nouveau matériau ou mélange est utilisé.
La marge d’erreur requise pour les régulateurs d’épandage est de ± 5 % (t/km), comme le stipulent les exigences contractuelles du MTQ, et ce, pour tous les matériaux utilisés (sels, abrasifs ou mélange sels-abrasifs)./p>
Lors de l’étalonnage, la hauteur de la porte d’alimentation est d’abord fixée à une valeur nominale. Par la suite, en fonction de cette hauteur prédéterminée, le régulateur est étalonné afin que le taux de pose réel corresponde à celui demandé, pour chaque matériau ou mélange utilisé.
Régler précisément la hauteur de la porte d’alimentation de l’épandeur
Lors des opérations, la hauteur de la porte d’alimentation de l’épandeur peut considérablement influer sur le taux d’épandage réel. Il est donc essentiel de la maintenir à la hauteur fixée lors de l’étalonnage. De ce fait, un repère doit être installé lors de l’étalonnage, comme un autocollant apposé sur la benne et comportant une marque distinctive, comme l’illustre la figure 2. Cette marque correspond à l’ouverture exacte à respecter afin que la quantité de matériaux épandue corresponde bel et bien au taux sélectionné par l’opérateur.
Il se peut toutefois que l’opérateur du camion ait à changer la hauteur de la porte d’alimentation. C’est notamment le cas lorsque des matériaux excédentaires sont présents dans la benne à la fin de l’épandage et doivent être évacués : l’opérateur ouvre alors au maximum la porte d’alimentation afin de décharger plus rapidement le contenu restant. Lorsque cette opération est terminée, l’opérateur doit replacer la porte d’alimentation à la hauteur fixée lors de l’étalonnage en se fiant à l’autocollant apposé sur la benne. Cette pratique peut entraîner toutefois des imprécisions.
La problématique peut être résolue en installant des butées d’arrêt inférieur sur la trappe du convoyeur longitudinal des épandeurs et des bennes quatre saisons. Ainsi, il suffit de replacer la porte d’alimentation jusqu’à ce qu’elle soit en contact avec les butées d’arrêt. Cette solution a par ailleurs été adoptée par le MTQ et, cet hiver (2014-2015), tous les camions équipés d’un épandeur ou d’une benne quatre saisons en régie seront munis de ces butées illustrées à la figure 3.
L’importance de s’assurer de l’étalonnage des régulateurs d’épandage électroniques
L’utilisation d’un régulateur d’épandage électronique bien étalonné peut engendrer des retombées considérables. À titre d’exemple, environ 800 000 tonnes de sels sont épandues chaque année sur le réseau routier du MTQ afin d’y assurer la sécurité des usagers. Advenant que les régulateurs utilisés soient mal étalonnés et épandent en moyenne 6 % trop de sel sur la chaussée, 48 000 tonnes de sel supplémentaires seraient appliquées annuellement. Cette quantité représente un montant annuel de plus de 3,5 millions de dollars. Il est également important de préciser que cette perte monétaire ne tient pas compte des autres inconvénients associés à l’épandage de sels, tels que les impacts environnementaux et la corrosion des infrastructures.
De ce fait, il importe de s’assurer que les régulateurs d’épandage électroniques sont étalonnés. À cet effet, des outils ont été développés par le MTQ concernant la procédure de vérification de l’étalonnage des régulateurs d’épandage électroniques.
Vérification de l’étalonnage – outils développés
Afin de permettre aux employés du MTQ et aux prestataires de services de vérifier la précision des régulateurs d’épandage à l’égard des exigences contractuelles prescrites au contrat de déneigement, le Ministère a développé deux outils se rapportant à la procédure de vérification de l’étalonnage des régulateurs d’épandage électroniques. Cette procédure se veut un outil de vérification lorsque survient un doute quant à la précision du régulateur ou un besoin de contrôler la qualité de l’étalonnage déjà réalisé. Les deux outils correspondent à un document écrit et à une capsule de formation vidéo réalisés respectivement en 2013 et 2014.
Ces outils sont accessibles au public sur le site Web de la Stratégie québécoise pour une gestion environnementale des sels de voirie dans la section « Meilleures pratiques » (www.selsdevoirie.gouv.qc.ca). De plus, la capsule vidéo ainsi que la procédure écrite ont été diffusées au personnel du MTQ en août dernier, soit avant le début de la prochaine saison hivernale.
Audits
Afin de s’assurer que les régulateurs d’épandage électroniques sont bien étalonnés et dans l’objectif de sensibiliser les employés en régie ainsi que les prestataires de services à l’importance de vérifier l’étalonnage, des audits seront réalisés au cours des prochaines années. Ils permettront de vérifier l’étalonnage des régulateurs des camions utilisés en régie et par les prestataires de services à contrat avec le MTQ. Cette démarche s’amorcera à la saison hivernale 2014-2015 et se poursuivra au cours des prochaines années. Les deux outils développés permettront de soutenir le personnel responsable des audits.
La procédure de vérification de l’étalonnage des régulateurs d’épandage électroniques
La procédure de vérification de l’étalonnage développée par le MTQ convient à la majorité des modèles de régulateurs d’épandage électroniques utilisés sur les camions affectés à l’entretien hivernal. Les étapes de la procédure sont décrites ci-dessous.
Cette procédure doit être exécutée par deux personnes. Ces dernières doivent avoir en main un chronomètre, une règle ou un galon à mesurer ainsi qu’un contenant pour recueillir les matériaux. Selon la procédure, il est recommandé d’utiliser un contenant sans fond dont les dimensions intérieures sont de 1 m x 1 m x 0,25 m, comme le montre la figure 4. Cependant, ces dimensions peuvent être différentes, mais elles doivent alors être modifiées dans la grille d’analyse dynamique disponible dans le document écrit. La grille d’analyse est présentée à la figure 5. Il est également possible d’utiliser un contenant avec fond.
Les essais doivent être effectués sur une surface sèche, plane et imperméable. Ainsi, l’intérieur de l’entrepôt de sel ou d’abrasifs et l’aire de manutention du centre d’entreposage sont deux endroits à privilégier. Pour la vérification complète de l’étalonnage du régulateur, trois essais doivent être réalisés pour tous les matériaux utilisés, soit les sels, les abrasifs et les différents mélanges selsabrasifs généralement utilisés. En effet, chaque matériau ou mélange doit être testé à trois taux d’épandage différents. Afin de commencer les essais, le régulateur d’épandage électronique doit être mis en mode simulation de vitesse et le taux d’épandage testé doit être saisi sur l’appareil. Par la suite, le système d’épandage peut être mis en marche suivant le temps prescrit dans la grille d’analyse de la procédure, qui dépend du matériau, ou du mélange, et du taux d’épandage qui est testé. Pendant le temps de mise en marche du système, les matériaux sont recueillis dans le contenant dont les dimensions sont connues. Si, après avoir mis au niveau les matériaux dans le contenant, celui-ci déborde ou si la mesure entre le dessus du contenant et la surface des matériaux excède la marge d’erreur prescrite dans la grille d’analyse, la précision du régulateur n’est pas conforme.
Conclusion
Somme toute, les régulateurs d’épandage électroniques sont des équipements essentiels afin de bien contrôler la quantité de matériaux épandue sur la chaussée. Il importe donc de vérifier l’étalonnage des régulateurs lors de tout doute relié à la précision de l’équipement ou encore pour contrôler la qualité de l’étalonnage déjà réalisé. Si la marge d’erreur n’est pas respectée, il faut procéder de nouveau à l’étalonnage de l’appareil.
Soutien technique
Mme Naomie Gagnon, ingénieure junior au Service de l’exploitation de la Direction du soutien aux opérations du MTQ, est disponible pour toute question concernant la procédure de vérification de l’étalonnage des régulateurs d’épandage électroniques par courriel : naomie.gagnon@mtq.gouv.qc.ca.
