Dans la chaîne mondiale de développement et de transport des ressources minérales, les terminaux de minerai servent de centres névralgiques reliant l'exploitation minière terrestre et le transport maritime. La construction de terminaux de minerai est souvent confrontée à des défis tels que les terrains côtiers complexes, les conditions climatiques difficiles et la nécessité d'un transport efficace de charges lourdes.Les ponts à chevalets en acier, avec leurs avantages structurels uniques, sont devenus un composant essentiel et indispensable dans l'ingénierie des terminaux de minerai, offrant des solutions fiables pour les voies d'accès, le déploiement d'équipements et les plates-formes de construction temporaires. Nous prenons le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou en Mauritanie comme cas typique, en expliquant la définition et les avantages des ponts à chevalets en acier, en analysant les caractéristiques géographiques, climatiques et des ressources minérales de la Mauritanie, et en explorant en profondeur les scénarios d'application et la valeur des ponts à chevalets en acier dans le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou, fournissant ainsi une référence pour des projets d'ingénierie similaires dans des environnements difficiles.
Un pont à chevalets en acier est une structure porteuse temporaire ou permanente composée d'éléments en acier standardisés, principalement utilisée pour franchir des rivières, des vallées, des hauts-fonds côtiers ou d'autres terrains complexes afin de former des voies d'accès ou des plates-formes de travail. Structurellement, il se compose généralement de trois parties principales : les supports, les poutres principales et les systèmes de tablier. Les supports, généralement sous forme de pieux en tubes d'acier ou de colonnes en acier, sont enfoncés dans les fondations pour supporter le poids total du pont et les charges externes ; les poutres principales, fabriquées à partir de treillis en acier à haute résistance ou de poutres en caisson, forment la charpente principale porteuse, assurant la stabilité structurelle du pont ; le système de tablier, composé de plaques d'acier, de couches antidérapantes et de garde-corps, offre un passage sûr pour les véhicules, les équipements et le personnel.
Contrairement aux ponts traditionnels en béton coulé sur place, les ponts à chevalets en acier adoptent un mode de production modulaire préfabriqué. Tous les composants sont traités et fabriqués en usine avec un contrôle qualité précis, puis transportés sur le chantier pour être assemblés. Le processus d'assemblage repose principalement sur la connexion boulonnée et le soudage simple, ce qui simplifie grandement le processus de construction sur site.
L'ingénierie des terminaux de minerai a des exigences strictes en matière de structures de support, telles qu'une forte capacité de charge, une construction rapide et une adaptabilité aux environnements côtiers difficiles. Les ponts à chevalets en acier répondent parfaitement à ces exigences grâce aux principaux avantages suivants :
1. Excellente capacité de charge : Les matériaux en acier ont une résistance élevée à la traction et à la compression. Les poutres principales des ponts à chevalets en acier, généralement conçues comme des structures en treillis, peuvent efficacement disperser les charges et supporter des poids lourds. Elles peuvent être personnalisées en fonction du poids des véhicules de transport de minerai (tels que les tombereaux de 40 à 100 tonnes) et des équipements de chargement et de déchargement (tels que les portiques et les empileurs), assurant ainsi le fonctionnement stable du transport de charges lourdes dans les terminaux de minerai.
2. Construction rapide et cycle court : Tous les composants des ponts à chevalets en acier sont préfabriqués en usine, et l'assemblage sur site ne nécessite qu'une simple coopération mécanique. Pour un pont à chevalets en acier de moyenne portée (portée de 20 à 50 mètres), la construction sur site peut être achevée en 1 à 2 semaines, ce qui est beaucoup plus court que le cycle de construction des ponts en béton (généralement 2 à 3 mois). Cet avantage de construction rapide est crucial pour les projets de terminaux de minerai qui doivent être mis en service le plus rapidement possible pour réaliser l'exportation de minerai.
3. Forte adaptabilité aux terrains complexes : Les ponts à chevalets en acier peuvent être conçus de manière flexible en fonction des conditions du terrain. Qu'il s'agisse de franchir des hauts-fonds côtiers, des vasières ou de relier des quais et des aires de stockage à terre, ils peuvent être ajustés en termes de portée, de hauteur et de forme structurelle. En particulier dans les zones côtières avec des fondations en sol meuble, les supports en pieux en tubes d'acier peuvent être enfoncés profondément dans la couche de sol stable pour assurer la stabilité du pont.
4. Excellente résistance à la corrosion et durabilité : Visant l'environnement côtier difficile des terminaux de minerai (forte pulvérisation saline, forte humidité et corrosion facile des structures en acier), les ponts à chevalets en acier adoptent des processus de traitement anticorrosion professionnels, tels que le décapage par sablage (niveau Sa2.5) + apprêt riche en zinc époxy + peinture intermédiaire à l'oxyde de fer micacé époxy + couche de finition polyuréthane. Certains composants clés peuvent également être traités par galvanisation à chaud, ce qui peut résister efficacement à l'érosion de la pulvérisation saline et de l'humidité, assurant une durée de vie de plus de 20 ans.
5. Entretien et réutilisation pratiques : La structure modulaire des ponts à chevalets en acier facilite l'entretien. Les composants endommagés peuvent être remplacés individuellement sans démolition globale, ce qui réduit les coûts de maintenance et les temps d'arrêt. De plus, après l'achèvement de projets temporaires (tels que la construction d'extension de terminal), les ponts à chevalets en acier peuvent être démontés et réutilisés dans d'autres projets, réalisant ainsi le recyclage des ressources et réduisant le coût total du projet.
La Mauritanie est située en Afrique du Nord-Ouest, bordée par l'océan Atlantique à l'ouest, l'Algérie au nord-est, le Mali à l'est et au sud, et le Sénégal au sud-ouest. Son territoire couvre une superficie d'environ 1,03 million de kilomètres carrés, dont la majeure partie est recouverte par le désert du Sahara, représentant environ 75 % de la superficie totale. Le terrain du pays est dominé par des plateaux et des déserts, avec une étroite plaine côtière à l'ouest, où se situe la région de Nouadhibou.
Le climat de la Mauritanie est typiquement aride et semi-aride. La zone côtière (y compris Nouadhibou) a un climat désertique tropical, avec un temps chaud et sec tout au long de l'année, une température moyenne annuelle de 25 à 30 °C et des précipitations annuelles extrêmement faibles (moins de 100 mm). La zone côtière est souvent affectée par le vent Harmattan (un vent sec et chaud soufflant du désert du Sahara), qui apporte beaucoup de sable et de poussière, causant une grave érosion des structures. De plus, les eaux côtières de Nouadhibou ont de fortes marées, avec une amplitude pouvant atteindre 2 à 3 mètres, et les hauts-fonds côtiers sont exposés à marée basse et submergés à marée haute, ce qui pose de grands défis à la construction d'infrastructures côtières.
La Mauritanie est riche en ressources minérales, qui sont le pilier de son économie nationale. Les principales ressources minérales comprennent le minerai de fer, le cuivre, l'or, l'argent et le phosphate, parmi lesquels le minerai de fer est le produit d'exportation le plus important, représentant plus de 60 % des exportations totales du pays. Les réserves de minerai de fer de la Mauritanie sont estimées à environ 1,5 milliard de tonnes, avec une teneur élevée (teneur en fer de 65 à 70 %), principalement réparties dans la région de Zouérat au nord-est du pays.
Le transport du minerai de fer de la zone minière au terminal d'exportation est le maillon clé du développement des ressources minérales de la Mauritanie. Le système de transport existant repose principalement sur le chemin de fer de Zouérat à Nouadhibou, d'une longueur totale d'environ 670 kilomètres, qui est le plus long chemin de fer de Mauritanie. Le terminal de minerai de Nouadhibou, situé dans la région de Nouadhibou, est le seul terminal d'exportation de minerai à grande échelle en Mauritanie, responsable du chargement et de l'expédition de la majeure partie du minerai de fer du pays. Cependant, avec l'augmentation continue de la production minière de minerai de fer, la capacité du terminal existant n'a pas été en mesure de répondre à la demande d'exportation. Par conséquent, le gouvernement mauritanien a décidé de construire un nouveau terminal de minerai à Nouadhibou pour augmenter la capacité de chargement et d'expédition et promouvoir le développement de l'industrie des ressources minérales.
En raison de l'environnement géographique complexe de la Mauritanie (déserts, plateaux et hauts-fonds côtiers) et des besoins de transport des ressources minérales, les ponts jouent un rôle important dans sa construction d'infrastructures. Les principaux scénarios d'application comprennent :
1. Itinéraires de transport de minerai : Des ponts sont nécessaires pour franchir les rivières et les ravins le long du chemin de fer et de l'autoroute de la zone minière de minerai de fer de Zouérat au terminal de Nouadhibou, assurant ainsi le transport en douceur du minerai de fer.
2. Construction de terminaux côtiers : Dans la construction et l'exploitation des terminaux de minerai, des ponts à chevalets en acier sont nécessaires pour relier le quai et l'aire de stockage à terre, ainsi que pour fournir des plates-formes de travail pour les équipements de chargement et de déchargement et le personnel de construction.
3. Infrastructures rurales et urbaines : Dans les zones urbaines et rurales, les ponts sont utilisés pour franchir les rivières (telles que le fleuve Sénégal à la frontière avec le Sénégal) afin d'améliorer les conditions de transport locales.
4. Secours en cas de catastrophe : En cas de tempêtes de sable, d'inondations ou d'autres catastrophes naturelles qui endommagent les voies de transport, des ponts à chevalets en acier temporaires peuvent être rapidement déployés pour rétablir la circulation.
Parmi ces scénarios, l'application des ponts à chevalets en acier dans les terminaux de minerai côtiers est la plus représentative, car ils peuvent s'adapter efficacement à l'environnement côtier difficile et aux besoins de transport de charges lourdes des terminaux de minerai.
Le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou est un projet d'infrastructure national clé en Mauritanie, investi et construit par la Société Nationale Industrielle et Minière (SNIM) en coopération avec des investisseurs internationaux. Le projet est situé dans la zone côtière de Nouadhibou, à environ 10 kilomètres au nord du terminal de minerai existant. Le contenu principal de la construction comprend un nouveau quai de 1,2 kilomètre de long, une aire de stockage de minerai de 500 000 mètres carrés, un système de chargement et des installations de transport connexes. La capacité de chargement annuelle prévue du nouveau terminal est de 30 millions de tonnes, ce qui doublera la capacité du terminal existant après son achèvement, favorisant ainsi grandement l'exportation du minerai de fer de la Mauritanie.
La construction du projet est confrontée à de nombreux défis : tout d'abord, le terrain côtier est complexe, avec une grande superficie de hauts-fonds et de fondations en sol meuble, ce qui nécessite une grande stabilité des structures de support ; deuxièmement, l'environnement côtier est soumis à une forte pulvérisation saline et à de fortes marées, ce qui exige que les structures aient une excellente résistance à la corrosion ; troisièmement, le calendrier du projet est serré et les voies de transport de soutien doivent être mises en service le plus rapidement possible pour assurer le transport des matériaux de construction et le chargement ultérieur du minerai. Après une démonstration approfondie, l'équipe du projet a décidé d'adopter des ponts à chevalets en acier comme structure de support principale pour relier le quai et l'aire de stockage à terre, ainsi que la plate-forme de construction temporaire.
Selon les besoins réels du projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou, l'équipe du projet a personnalisé deux types de ponts à chevalets en acier : le pont à chevalets en acier permanent pour le transport du minerai et le pont à chevalets en acier temporaire pour la construction.
1. Pont à chevalets en acier permanent pour le transport du minerai : Ce pont à chevalets mesure 850 mètres de long, avec une portée de 30 mètres par section, et un total de 28 sections. La largeur du tablier est de 12 mètres, ce qui peut répondre au passage bidirectionnel des tombereaux de minerai de 80 tonnes et au fonctionnement des équipements de chargement. Les poutres principales adoptent des structures en treillis d'acier fabriquées en acier à haute résistance Q355B, qui ont une forte capacité de charge et une résistance au vent. Les supports adoptent des pieux en tubes d'acier de φ800 mm, qui sont enfoncés à 15 mètres de profondeur dans la couche de sol pour assurer la stabilité dans la fondation côtière meuble. Le traitement anticorrosion adopte le processus "décapage par sablage (niveau Sa2.5) + apprêt riche en zinc époxy (80μm) + peinture intermédiaire à l'oxyde de fer micacé époxy (100μm) + couche de finition polyuréthane (60μm)", et les composants clés sont traités par galvanisation à chaud pour améliorer la résistance à la corrosion dans l'environnement à forte pulvérisation saline.
2. Pont à chevalets en acier temporaire pour la construction : Ce pont à chevalets mesure 420 mètres de long, avec une portée de 20 mètres par section et une largeur de tablier de 8 mètres, principalement utilisé pour le transport des matériaux de construction (tels que l'acier, le ciment et les équipements) et le passage du personnel de construction. Les poutres principales adoptent des poutres en caisson en acier préfabriquées, qui sont légères et faciles à assembler. Les supports adoptent des pieux en tubes d'acier de φ600 mm, qui peuvent être démontés et réutilisés après l'achèvement du projet principal. Le traitement anticorrosion adopte un processus simplifié (décapage par sablage + apprêt riche en zinc époxy + couche de finition polyuréthane) pour équilibrer le coût et la durabilité.
De plus, la conception du pont à chevalets en acier tient pleinement compte des conditions climatiques locales. La charge du vent est calculée en fonction de la vitesse maximale du vent de 50 m/s (vent Harmattan), et le tablier est équipé de garde-corps anti-sable pour réduire l'impact du sable et de la poussière sur le fonctionnement des véhicules et des équipements. Le tablier du pont est également conçu avec une pente de drainage pour éviter l'accumulation d'eau de pluie (bien que rare) et les éclaboussures d'eau de mer, protégeant ainsi la structure du tablier.
La construction du pont à chevalets en acier dans le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou adopte une méthode d'assemblage modulaire, qui est divisée en quatre étapes : préfabrication des composants, transport des composants, installation sur site et inspection de la qualité. L'ensemble du processus de construction incarne pleinement l'avantage de la construction rapide des ponts à chevalets en acier.
1. Préfabrication des composants : Tous les composants en acier (poutres principales, supports, plaques de tablier, etc.) du pont à chevalets ont été préfabriqués dans l'usine d'Evercross Bridge Technology (Shanghai) Co., Ltd., un fabricant professionnel de ponts en acier modulaires. Au cours du processus de préfabrication, un contrôle qualité strict a été mis en œuvre, y compris l'inspection des matières premières (composition chimique et propriétés mécaniques de l'acier), la qualité de la soudure (essais non destructifs tels que UT et MT) et le traitement anticorrosion (mesure de l'épaisseur et de l'adhérence du revêtement). Avant la livraison, SGS, une institution d'inspection tierce faisant autorité, a effectué une inspection complète des composants et a émis un rapport d'inspection, garantissant que la qualité des composants répondait à la norme de conception des ponts BS5400 et aux exigences du projet.
2. Transport des composants : Les composants préfabriqués ont été transportés du port de Shanghai au port de Nouadhibou par voie maritime. Compte tenu de la capacité de transport limitée du port de Nouadhibou et des conditions routières côtières complexes, les composants ont été emballés de manière modulaire, chaque colis étant contrôlé à un poids inférieur à 20 tonnes pour faciliter le déchargement et le transport sur site. Le processus de transport a été supervisé par une équipe logistique professionnelle pour garantir que les composants arrivent sur le chantier intacts et à temps.
3. Installation sur site : L'installation sur site a été effectuée par une équipe de construction professionnelle ayant une riche expérience dans la construction de ponts à chevalets côtiers. Tout d'abord, les supports en pieux en tubes d'acier ont été enfoncés dans la fondation à l'aide d'un pieu. La profondeur d'enfoncement et la verticalité ont été surveillées en temps réel pour assurer la stabilité des supports. Ensuite, les poutres principales préfabriquées ont été hissées sur les supports par des grues et fixées avec des boulons. Enfin, les plaques de tablier, les garde-corps et les couches antidérapantes ont été installés. L'installation du pont à chevalets en acier permanent (850 mètres) a été achevée en 22 jours, et le pont à chevalets en acier temporaire (420 mètres) a été achevé en 10 jours, soit 40 % plus vite que le plan de construction initial.
4. Inspection de la qualité et réception : Après l'achèvement de l'installation, l'équipe du projet et les inspecteurs de SGS ont effectué une inspection de qualité complète du pont à chevalets en acier, y compris des essais de performance de charge (simulant le passage de tombereaux de 80 tonnes), des essais de stabilité structurelle et des essais de performance anticorrosion. Les résultats des essais ont montré que tous les indicateurs répondaient aux exigences de conception et aux normes internationales. Le pont à chevalets a été officiellement mis en service après avoir passé la réception.
Depuis sa mise en service, les ponts à chevalets en acier du projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou ont joué un rôle important dans les étapes de construction et d'exploitation, avec les scénarios d'application spécifiques et les excellents effets opérationnels suivants :
1. Liaison entre le quai et l'aire de stockage : Le pont à chevalets en acier permanent relie le nouveau quai et l'aire de stockage de minerai à terre, formant ainsi un canal de transport continu. Les tombereaux de minerai de 80 tonnes peuvent transporter directement le minerai de fer de l'aire de stockage au point de chargement du quai par le pont à chevalets, avec une capacité de transport quotidienne de 8 000 tonnes. Le bon fonctionnement du pont à chevalets assure l'efficacité du chargement et de l'expédition du minerai, jetant ainsi les bases pour que le nouveau terminal atteigne sa capacité annuelle prévue.
2. Plate-forme d'exploitation pour les équipements de chargement : Le tablier du pont à chevalets en acier permanent est équipé de garde-corps et de dispositifs de fixation pour les portiques. Les portiques peuvent se déplacer le long du pont à chevalets pour effectuer le chargement du minerai de fer sur les navires. La capacité de charge élevée du pont à chevalets assure le fonctionnement stable des portiques (poids 150 tonnes), évitant ainsi les défaillances des équipements causées par l'instabilité structurelle.
3. Transport des matériaux de construction : Pendant la phase de construction, le pont à chevalets en acier temporaire était responsable du transport des matériaux de construction tels que l'acier, le ciment et les équipements mécaniques. Il a résolu le problème du transport difficile dans les hauts-fonds côtiers, garantissant ainsi que le projet principal soit achevé dans les délais. Après l'achèvement du projet principal, le pont à chevalets temporaire a été démonté et réutilisé dans le projet d'extension du terminal existant, réalisant ainsi le recyclage des ressources.
4. Adaptation à l'environnement côtier difficile : Après 18 mois d'exploitation, les ponts à chevalets en acier ont montré une excellente résistance à la corrosion. Le revêtement anticorrosion sur la surface des composants est intact, sans rouille ni écaillage apparents. Les supports en pieux en tubes d'acier ne présentent aucun signe de tassement ou de déformation, même sous l'impact de fortes marées et de tempêtes de sable. Les travaux d'entretien quotidiens sont simples, ne nécessitant qu'un nettoyage régulier du sable et de la poussière sur le tablier et une inspection des connexions boulonnées, avec un coût d'entretien mensuel de seulement 2 000 $, ce qui est bien inférieur au coût d'entretien des structures en béton dans le même environnement.
L'application réussie des ponts à chevalets en acier dans le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou est due aux principaux facteurs suivants :
1. Conception scientifique adaptée aux conditions locales : La conception du pont à chevalets en acier tient pleinement compte des conditions climatiques difficiles de la Mauritanie (forte pulvérisation saline, vent fort et tempêtes de sable) et du terrain complexe (fondation côtière meuble), et adopte des formes structurelles et des mesures anticorrosion ciblées, assurant ainsi l'adaptabilité et la durabilité du pont.
2. Contrôle qualité strict des composants : La préfabrication des composants en acier a été réalisée dans une usine professionnelle, avec un contrôle qualité strict des matières premières aux produits finis. L'inspection tierce par SGS a garanti que la qualité des composants répondait aux normes internationales, jetant ainsi une base solide pour le fonctionnement stable du pont à chevalets.
3. Construction modulaire efficace : La méthode d'assemblage modulaire a considérablement raccourci le cycle de construction sur site, garantissant ainsi que le pont à chevalets soit mis en service à temps. Cela a non seulement respecté les exigences du calendrier du projet, mais a également réduit l'impact de la construction sur l'environnement local et les activités de pêche.
4. Équipe professionnelle de construction et de maintenance : L'équipe de construction avait une riche expérience dans la construction de ponts à chevalets côtiers, et l'équipe de maintenance connaissait bien les caractéristiques des structures en acier et l'environnement local, assurant ainsi le bon déroulement de la construction et le fonctionnement stable à long terme du pont à chevalets.
L'expérience d'application des ponts à chevalets en acier dans le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou fournit des enseignements importants pour des projets de terminaux de minerai similaires dans des environnements difficiles (déserts, zones côtières, etc.) :
1. Privilégier la sélection des ponts à chevalets en acier modulaires : Pour les projets avec des calendriers serrés, des terrains complexes et des exigences de charge élevées, les ponts à chevalets en acier modulaires doivent être privilégiés, car ils présentent des avantages évidents en termes de vitesse de construction, d'adaptabilité et de capacité de charge par rapport aux ponts en béton traditionnels.
2. Renforcer la conception anticorrosion et le contrôle qualité : Dans les environnements côtiers ou à forte pulvérisation saline, la conception anticorrosion des ponts à chevalets en acier doit être renforcée, et des processus anticorrosion professionnels et des revêtements de haute qualité doivent être adoptés. En même temps, un contrôle qualité strict doit être mis en œuvre dans le processus de traitement anticorrosion pour assurer la durabilité du pont.
3. Mener une enquête approfondie sur le site : Avant la conception et la construction du pont à chevalets, une enquête approfondie sur le site doit être menée pour maîtriser les conditions géographiques, climatiques et géologiques locales, afin de formuler un plan de conception et un plan de construction scientifiques et raisonnables.
4. Coopérer avec des fabricants et des institutions d'inspection professionnels : Choisir des fabricants professionnels de ponts en acier modulaires garantit la qualité des composants et la rationalité de la conception. Coopérer avec des institutions d'inspection tierces faisant autorité (telles que SGS) garantit l'objectivité et l'autorité de l'inspection de la qualité, évitant ainsi les risques liés à la qualité.
Les ponts à chevalets en acier, avec leur excellente capacité de charge, leur vitesse de construction rapide, leur forte adaptabilité et leur bonne durabilité, sont devenus un choix idéal pour l'ingénierie des terminaux de minerai dans des environnements difficiles. L'application des ponts à chevalets en acier dans le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou en Mauritanie prouve pleinement leur valeur importante pour relier les voies de transport, assurer l'avancement de la construction et s'adapter aux environnements côtiers difficiles. Dans le contexte du développement continu du commerce mondial des ressources minérales, la demande de construction de terminaux de minerai dans des environnements difficiles continuera de croître. Les ponts à chevalets en acier joueront un rôle plus important dans l'ingénierie future des terminaux de minerai grâce à l'innovation technologique continue et à l'optimisation des schémas de conception et de construction.
Pour les pays riches en ressources minérales et aux environnements naturels difficiles comme la Mauritanie, la promotion et l'application des ponts à chevalets en acier contribueront à améliorer l'efficacité du transport des ressources minérales, à promouvoir le développement de l'économie nationale et à accélérer le processus de construction des infrastructures. En même temps, l'expérience réussie de ce projet fournit également une référence utile pour l'application mondiale des ponts à chevalets en acier dans des projets d'ingénierie similaires, contribuant ainsi au développement durable de l'industrie mondiale de la construction d'infrastructures.
Dans la chaîne mondiale de développement et de transport des ressources minérales, les terminaux de minerai servent de centres névralgiques reliant l'exploitation minière terrestre et le transport maritime. La construction de terminaux de minerai est souvent confrontée à des défis tels que les terrains côtiers complexes, les conditions climatiques difficiles et la nécessité d'un transport efficace de charges lourdes.Les ponts à chevalets en acier, avec leurs avantages structurels uniques, sont devenus un composant essentiel et indispensable dans l'ingénierie des terminaux de minerai, offrant des solutions fiables pour les voies d'accès, le déploiement d'équipements et les plates-formes de construction temporaires. Nous prenons le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou en Mauritanie comme cas typique, en expliquant la définition et les avantages des ponts à chevalets en acier, en analysant les caractéristiques géographiques, climatiques et des ressources minérales de la Mauritanie, et en explorant en profondeur les scénarios d'application et la valeur des ponts à chevalets en acier dans le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou, fournissant ainsi une référence pour des projets d'ingénierie similaires dans des environnements difficiles.
Un pont à chevalets en acier est une structure porteuse temporaire ou permanente composée d'éléments en acier standardisés, principalement utilisée pour franchir des rivières, des vallées, des hauts-fonds côtiers ou d'autres terrains complexes afin de former des voies d'accès ou des plates-formes de travail. Structurellement, il se compose généralement de trois parties principales : les supports, les poutres principales et les systèmes de tablier. Les supports, généralement sous forme de pieux en tubes d'acier ou de colonnes en acier, sont enfoncés dans les fondations pour supporter le poids total du pont et les charges externes ; les poutres principales, fabriquées à partir de treillis en acier à haute résistance ou de poutres en caisson, forment la charpente principale porteuse, assurant la stabilité structurelle du pont ; le système de tablier, composé de plaques d'acier, de couches antidérapantes et de garde-corps, offre un passage sûr pour les véhicules, les équipements et le personnel.
Contrairement aux ponts traditionnels en béton coulé sur place, les ponts à chevalets en acier adoptent un mode de production modulaire préfabriqué. Tous les composants sont traités et fabriqués en usine avec un contrôle qualité précis, puis transportés sur le chantier pour être assemblés. Le processus d'assemblage repose principalement sur la connexion boulonnée et le soudage simple, ce qui simplifie grandement le processus de construction sur site.
L'ingénierie des terminaux de minerai a des exigences strictes en matière de structures de support, telles qu'une forte capacité de charge, une construction rapide et une adaptabilité aux environnements côtiers difficiles. Les ponts à chevalets en acier répondent parfaitement à ces exigences grâce aux principaux avantages suivants :
1. Excellente capacité de charge : Les matériaux en acier ont une résistance élevée à la traction et à la compression. Les poutres principales des ponts à chevalets en acier, généralement conçues comme des structures en treillis, peuvent efficacement disperser les charges et supporter des poids lourds. Elles peuvent être personnalisées en fonction du poids des véhicules de transport de minerai (tels que les tombereaux de 40 à 100 tonnes) et des équipements de chargement et de déchargement (tels que les portiques et les empileurs), assurant ainsi le fonctionnement stable du transport de charges lourdes dans les terminaux de minerai.
2. Construction rapide et cycle court : Tous les composants des ponts à chevalets en acier sont préfabriqués en usine, et l'assemblage sur site ne nécessite qu'une simple coopération mécanique. Pour un pont à chevalets en acier de moyenne portée (portée de 20 à 50 mètres), la construction sur site peut être achevée en 1 à 2 semaines, ce qui est beaucoup plus court que le cycle de construction des ponts en béton (généralement 2 à 3 mois). Cet avantage de construction rapide est crucial pour les projets de terminaux de minerai qui doivent être mis en service le plus rapidement possible pour réaliser l'exportation de minerai.
3. Forte adaptabilité aux terrains complexes : Les ponts à chevalets en acier peuvent être conçus de manière flexible en fonction des conditions du terrain. Qu'il s'agisse de franchir des hauts-fonds côtiers, des vasières ou de relier des quais et des aires de stockage à terre, ils peuvent être ajustés en termes de portée, de hauteur et de forme structurelle. En particulier dans les zones côtières avec des fondations en sol meuble, les supports en pieux en tubes d'acier peuvent être enfoncés profondément dans la couche de sol stable pour assurer la stabilité du pont.
4. Excellente résistance à la corrosion et durabilité : Visant l'environnement côtier difficile des terminaux de minerai (forte pulvérisation saline, forte humidité et corrosion facile des structures en acier), les ponts à chevalets en acier adoptent des processus de traitement anticorrosion professionnels, tels que le décapage par sablage (niveau Sa2.5) + apprêt riche en zinc époxy + peinture intermédiaire à l'oxyde de fer micacé époxy + couche de finition polyuréthane. Certains composants clés peuvent également être traités par galvanisation à chaud, ce qui peut résister efficacement à l'érosion de la pulvérisation saline et de l'humidité, assurant une durée de vie de plus de 20 ans.
5. Entretien et réutilisation pratiques : La structure modulaire des ponts à chevalets en acier facilite l'entretien. Les composants endommagés peuvent être remplacés individuellement sans démolition globale, ce qui réduit les coûts de maintenance et les temps d'arrêt. De plus, après l'achèvement de projets temporaires (tels que la construction d'extension de terminal), les ponts à chevalets en acier peuvent être démontés et réutilisés dans d'autres projets, réalisant ainsi le recyclage des ressources et réduisant le coût total du projet.
La Mauritanie est située en Afrique du Nord-Ouest, bordée par l'océan Atlantique à l'ouest, l'Algérie au nord-est, le Mali à l'est et au sud, et le Sénégal au sud-ouest. Son territoire couvre une superficie d'environ 1,03 million de kilomètres carrés, dont la majeure partie est recouverte par le désert du Sahara, représentant environ 75 % de la superficie totale. Le terrain du pays est dominé par des plateaux et des déserts, avec une étroite plaine côtière à l'ouest, où se situe la région de Nouadhibou.
Le climat de la Mauritanie est typiquement aride et semi-aride. La zone côtière (y compris Nouadhibou) a un climat désertique tropical, avec un temps chaud et sec tout au long de l'année, une température moyenne annuelle de 25 à 30 °C et des précipitations annuelles extrêmement faibles (moins de 100 mm). La zone côtière est souvent affectée par le vent Harmattan (un vent sec et chaud soufflant du désert du Sahara), qui apporte beaucoup de sable et de poussière, causant une grave érosion des structures. De plus, les eaux côtières de Nouadhibou ont de fortes marées, avec une amplitude pouvant atteindre 2 à 3 mètres, et les hauts-fonds côtiers sont exposés à marée basse et submergés à marée haute, ce qui pose de grands défis à la construction d'infrastructures côtières.
La Mauritanie est riche en ressources minérales, qui sont le pilier de son économie nationale. Les principales ressources minérales comprennent le minerai de fer, le cuivre, l'or, l'argent et le phosphate, parmi lesquels le minerai de fer est le produit d'exportation le plus important, représentant plus de 60 % des exportations totales du pays. Les réserves de minerai de fer de la Mauritanie sont estimées à environ 1,5 milliard de tonnes, avec une teneur élevée (teneur en fer de 65 à 70 %), principalement réparties dans la région de Zouérat au nord-est du pays.
Le transport du minerai de fer de la zone minière au terminal d'exportation est le maillon clé du développement des ressources minérales de la Mauritanie. Le système de transport existant repose principalement sur le chemin de fer de Zouérat à Nouadhibou, d'une longueur totale d'environ 670 kilomètres, qui est le plus long chemin de fer de Mauritanie. Le terminal de minerai de Nouadhibou, situé dans la région de Nouadhibou, est le seul terminal d'exportation de minerai à grande échelle en Mauritanie, responsable du chargement et de l'expédition de la majeure partie du minerai de fer du pays. Cependant, avec l'augmentation continue de la production minière de minerai de fer, la capacité du terminal existant n'a pas été en mesure de répondre à la demande d'exportation. Par conséquent, le gouvernement mauritanien a décidé de construire un nouveau terminal de minerai à Nouadhibou pour augmenter la capacité de chargement et d'expédition et promouvoir le développement de l'industrie des ressources minérales.
En raison de l'environnement géographique complexe de la Mauritanie (déserts, plateaux et hauts-fonds côtiers) et des besoins de transport des ressources minérales, les ponts jouent un rôle important dans sa construction d'infrastructures. Les principaux scénarios d'application comprennent :
1. Itinéraires de transport de minerai : Des ponts sont nécessaires pour franchir les rivières et les ravins le long du chemin de fer et de l'autoroute de la zone minière de minerai de fer de Zouérat au terminal de Nouadhibou, assurant ainsi le transport en douceur du minerai de fer.
2. Construction de terminaux côtiers : Dans la construction et l'exploitation des terminaux de minerai, des ponts à chevalets en acier sont nécessaires pour relier le quai et l'aire de stockage à terre, ainsi que pour fournir des plates-formes de travail pour les équipements de chargement et de déchargement et le personnel de construction.
3. Infrastructures rurales et urbaines : Dans les zones urbaines et rurales, les ponts sont utilisés pour franchir les rivières (telles que le fleuve Sénégal à la frontière avec le Sénégal) afin d'améliorer les conditions de transport locales.
4. Secours en cas de catastrophe : En cas de tempêtes de sable, d'inondations ou d'autres catastrophes naturelles qui endommagent les voies de transport, des ponts à chevalets en acier temporaires peuvent être rapidement déployés pour rétablir la circulation.
Parmi ces scénarios, l'application des ponts à chevalets en acier dans les terminaux de minerai côtiers est la plus représentative, car ils peuvent s'adapter efficacement à l'environnement côtier difficile et aux besoins de transport de charges lourdes des terminaux de minerai.
Le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou est un projet d'infrastructure national clé en Mauritanie, investi et construit par la Société Nationale Industrielle et Minière (SNIM) en coopération avec des investisseurs internationaux. Le projet est situé dans la zone côtière de Nouadhibou, à environ 10 kilomètres au nord du terminal de minerai existant. Le contenu principal de la construction comprend un nouveau quai de 1,2 kilomètre de long, une aire de stockage de minerai de 500 000 mètres carrés, un système de chargement et des installations de transport connexes. La capacité de chargement annuelle prévue du nouveau terminal est de 30 millions de tonnes, ce qui doublera la capacité du terminal existant après son achèvement, favorisant ainsi grandement l'exportation du minerai de fer de la Mauritanie.
La construction du projet est confrontée à de nombreux défis : tout d'abord, le terrain côtier est complexe, avec une grande superficie de hauts-fonds et de fondations en sol meuble, ce qui nécessite une grande stabilité des structures de support ; deuxièmement, l'environnement côtier est soumis à une forte pulvérisation saline et à de fortes marées, ce qui exige que les structures aient une excellente résistance à la corrosion ; troisièmement, le calendrier du projet est serré et les voies de transport de soutien doivent être mises en service le plus rapidement possible pour assurer le transport des matériaux de construction et le chargement ultérieur du minerai. Après une démonstration approfondie, l'équipe du projet a décidé d'adopter des ponts à chevalets en acier comme structure de support principale pour relier le quai et l'aire de stockage à terre, ainsi que la plate-forme de construction temporaire.
Selon les besoins réels du projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou, l'équipe du projet a personnalisé deux types de ponts à chevalets en acier : le pont à chevalets en acier permanent pour le transport du minerai et le pont à chevalets en acier temporaire pour la construction.
1. Pont à chevalets en acier permanent pour le transport du minerai : Ce pont à chevalets mesure 850 mètres de long, avec une portée de 30 mètres par section, et un total de 28 sections. La largeur du tablier est de 12 mètres, ce qui peut répondre au passage bidirectionnel des tombereaux de minerai de 80 tonnes et au fonctionnement des équipements de chargement. Les poutres principales adoptent des structures en treillis d'acier fabriquées en acier à haute résistance Q355B, qui ont une forte capacité de charge et une résistance au vent. Les supports adoptent des pieux en tubes d'acier de φ800 mm, qui sont enfoncés à 15 mètres de profondeur dans la couche de sol pour assurer la stabilité dans la fondation côtière meuble. Le traitement anticorrosion adopte le processus "décapage par sablage (niveau Sa2.5) + apprêt riche en zinc époxy (80μm) + peinture intermédiaire à l'oxyde de fer micacé époxy (100μm) + couche de finition polyuréthane (60μm)", et les composants clés sont traités par galvanisation à chaud pour améliorer la résistance à la corrosion dans l'environnement à forte pulvérisation saline.
2. Pont à chevalets en acier temporaire pour la construction : Ce pont à chevalets mesure 420 mètres de long, avec une portée de 20 mètres par section et une largeur de tablier de 8 mètres, principalement utilisé pour le transport des matériaux de construction (tels que l'acier, le ciment et les équipements) et le passage du personnel de construction. Les poutres principales adoptent des poutres en caisson en acier préfabriquées, qui sont légères et faciles à assembler. Les supports adoptent des pieux en tubes d'acier de φ600 mm, qui peuvent être démontés et réutilisés après l'achèvement du projet principal. Le traitement anticorrosion adopte un processus simplifié (décapage par sablage + apprêt riche en zinc époxy + couche de finition polyuréthane) pour équilibrer le coût et la durabilité.
De plus, la conception du pont à chevalets en acier tient pleinement compte des conditions climatiques locales. La charge du vent est calculée en fonction de la vitesse maximale du vent de 50 m/s (vent Harmattan), et le tablier est équipé de garde-corps anti-sable pour réduire l'impact du sable et de la poussière sur le fonctionnement des véhicules et des équipements. Le tablier du pont est également conçu avec une pente de drainage pour éviter l'accumulation d'eau de pluie (bien que rare) et les éclaboussures d'eau de mer, protégeant ainsi la structure du tablier.
La construction du pont à chevalets en acier dans le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou adopte une méthode d'assemblage modulaire, qui est divisée en quatre étapes : préfabrication des composants, transport des composants, installation sur site et inspection de la qualité. L'ensemble du processus de construction incarne pleinement l'avantage de la construction rapide des ponts à chevalets en acier.
1. Préfabrication des composants : Tous les composants en acier (poutres principales, supports, plaques de tablier, etc.) du pont à chevalets ont été préfabriqués dans l'usine d'Evercross Bridge Technology (Shanghai) Co., Ltd., un fabricant professionnel de ponts en acier modulaires. Au cours du processus de préfabrication, un contrôle qualité strict a été mis en œuvre, y compris l'inspection des matières premières (composition chimique et propriétés mécaniques de l'acier), la qualité de la soudure (essais non destructifs tels que UT et MT) et le traitement anticorrosion (mesure de l'épaisseur et de l'adhérence du revêtement). Avant la livraison, SGS, une institution d'inspection tierce faisant autorité, a effectué une inspection complète des composants et a émis un rapport d'inspection, garantissant que la qualité des composants répondait à la norme de conception des ponts BS5400 et aux exigences du projet.
2. Transport des composants : Les composants préfabriqués ont été transportés du port de Shanghai au port de Nouadhibou par voie maritime. Compte tenu de la capacité de transport limitée du port de Nouadhibou et des conditions routières côtières complexes, les composants ont été emballés de manière modulaire, chaque colis étant contrôlé à un poids inférieur à 20 tonnes pour faciliter le déchargement et le transport sur site. Le processus de transport a été supervisé par une équipe logistique professionnelle pour garantir que les composants arrivent sur le chantier intacts et à temps.
3. Installation sur site : L'installation sur site a été effectuée par une équipe de construction professionnelle ayant une riche expérience dans la construction de ponts à chevalets côtiers. Tout d'abord, les supports en pieux en tubes d'acier ont été enfoncés dans la fondation à l'aide d'un pieu. La profondeur d'enfoncement et la verticalité ont été surveillées en temps réel pour assurer la stabilité des supports. Ensuite, les poutres principales préfabriquées ont été hissées sur les supports par des grues et fixées avec des boulons. Enfin, les plaques de tablier, les garde-corps et les couches antidérapantes ont été installés. L'installation du pont à chevalets en acier permanent (850 mètres) a été achevée en 22 jours, et le pont à chevalets en acier temporaire (420 mètres) a été achevé en 10 jours, soit 40 % plus vite que le plan de construction initial.
4. Inspection de la qualité et réception : Après l'achèvement de l'installation, l'équipe du projet et les inspecteurs de SGS ont effectué une inspection de qualité complète du pont à chevalets en acier, y compris des essais de performance de charge (simulant le passage de tombereaux de 80 tonnes), des essais de stabilité structurelle et des essais de performance anticorrosion. Les résultats des essais ont montré que tous les indicateurs répondaient aux exigences de conception et aux normes internationales. Le pont à chevalets a été officiellement mis en service après avoir passé la réception.
Depuis sa mise en service, les ponts à chevalets en acier du projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou ont joué un rôle important dans les étapes de construction et d'exploitation, avec les scénarios d'application spécifiques et les excellents effets opérationnels suivants :
1. Liaison entre le quai et l'aire de stockage : Le pont à chevalets en acier permanent relie le nouveau quai et l'aire de stockage de minerai à terre, formant ainsi un canal de transport continu. Les tombereaux de minerai de 80 tonnes peuvent transporter directement le minerai de fer de l'aire de stockage au point de chargement du quai par le pont à chevalets, avec une capacité de transport quotidienne de 8 000 tonnes. Le bon fonctionnement du pont à chevalets assure l'efficacité du chargement et de l'expédition du minerai, jetant ainsi les bases pour que le nouveau terminal atteigne sa capacité annuelle prévue.
2. Plate-forme d'exploitation pour les équipements de chargement : Le tablier du pont à chevalets en acier permanent est équipé de garde-corps et de dispositifs de fixation pour les portiques. Les portiques peuvent se déplacer le long du pont à chevalets pour effectuer le chargement du minerai de fer sur les navires. La capacité de charge élevée du pont à chevalets assure le fonctionnement stable des portiques (poids 150 tonnes), évitant ainsi les défaillances des équipements causées par l'instabilité structurelle.
3. Transport des matériaux de construction : Pendant la phase de construction, le pont à chevalets en acier temporaire était responsable du transport des matériaux de construction tels que l'acier, le ciment et les équipements mécaniques. Il a résolu le problème du transport difficile dans les hauts-fonds côtiers, garantissant ainsi que le projet principal soit achevé dans les délais. Après l'achèvement du projet principal, le pont à chevalets temporaire a été démonté et réutilisé dans le projet d'extension du terminal existant, réalisant ainsi le recyclage des ressources.
4. Adaptation à l'environnement côtier difficile : Après 18 mois d'exploitation, les ponts à chevalets en acier ont montré une excellente résistance à la corrosion. Le revêtement anticorrosion sur la surface des composants est intact, sans rouille ni écaillage apparents. Les supports en pieux en tubes d'acier ne présentent aucun signe de tassement ou de déformation, même sous l'impact de fortes marées et de tempêtes de sable. Les travaux d'entretien quotidiens sont simples, ne nécessitant qu'un nettoyage régulier du sable et de la poussière sur le tablier et une inspection des connexions boulonnées, avec un coût d'entretien mensuel de seulement 2 000 $, ce qui est bien inférieur au coût d'entretien des structures en béton dans le même environnement.
L'application réussie des ponts à chevalets en acier dans le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou est due aux principaux facteurs suivants :
1. Conception scientifique adaptée aux conditions locales : La conception du pont à chevalets en acier tient pleinement compte des conditions climatiques difficiles de la Mauritanie (forte pulvérisation saline, vent fort et tempêtes de sable) et du terrain complexe (fondation côtière meuble), et adopte des formes structurelles et des mesures anticorrosion ciblées, assurant ainsi l'adaptabilité et la durabilité du pont.
2. Contrôle qualité strict des composants : La préfabrication des composants en acier a été réalisée dans une usine professionnelle, avec un contrôle qualité strict des matières premières aux produits finis. L'inspection tierce par SGS a garanti que la qualité des composants répondait aux normes internationales, jetant ainsi une base solide pour le fonctionnement stable du pont à chevalets.
3. Construction modulaire efficace : La méthode d'assemblage modulaire a considérablement raccourci le cycle de construction sur site, garantissant ainsi que le pont à chevalets soit mis en service à temps. Cela a non seulement respecté les exigences du calendrier du projet, mais a également réduit l'impact de la construction sur l'environnement local et les activités de pêche.
4. Équipe professionnelle de construction et de maintenance : L'équipe de construction avait une riche expérience dans la construction de ponts à chevalets côtiers, et l'équipe de maintenance connaissait bien les caractéristiques des structures en acier et l'environnement local, assurant ainsi le bon déroulement de la construction et le fonctionnement stable à long terme du pont à chevalets.
L'expérience d'application des ponts à chevalets en acier dans le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou fournit des enseignements importants pour des projets de terminaux de minerai similaires dans des environnements difficiles (déserts, zones côtières, etc.) :
1. Privilégier la sélection des ponts à chevalets en acier modulaires : Pour les projets avec des calendriers serrés, des terrains complexes et des exigences de charge élevées, les ponts à chevalets en acier modulaires doivent être privilégiés, car ils présentent des avantages évidents en termes de vitesse de construction, d'adaptabilité et de capacité de charge par rapport aux ponts en béton traditionnels.
2. Renforcer la conception anticorrosion et le contrôle qualité : Dans les environnements côtiers ou à forte pulvérisation saline, la conception anticorrosion des ponts à chevalets en acier doit être renforcée, et des processus anticorrosion professionnels et des revêtements de haute qualité doivent être adoptés. En même temps, un contrôle qualité strict doit être mis en œuvre dans le processus de traitement anticorrosion pour assurer la durabilité du pont.
3. Mener une enquête approfondie sur le site : Avant la conception et la construction du pont à chevalets, une enquête approfondie sur le site doit être menée pour maîtriser les conditions géographiques, climatiques et géologiques locales, afin de formuler un plan de conception et un plan de construction scientifiques et raisonnables.
4. Coopérer avec des fabricants et des institutions d'inspection professionnels : Choisir des fabricants professionnels de ponts en acier modulaires garantit la qualité des composants et la rationalité de la conception. Coopérer avec des institutions d'inspection tierces faisant autorité (telles que SGS) garantit l'objectivité et l'autorité de l'inspection de la qualité, évitant ainsi les risques liés à la qualité.
Les ponts à chevalets en acier, avec leur excellente capacité de charge, leur vitesse de construction rapide, leur forte adaptabilité et leur bonne durabilité, sont devenus un choix idéal pour l'ingénierie des terminaux de minerai dans des environnements difficiles. L'application des ponts à chevalets en acier dans le projet du nouveau terminal de minerai de Nouadhibou en Mauritanie prouve pleinement leur valeur importante pour relier les voies de transport, assurer l'avancement de la construction et s'adapter aux environnements côtiers difficiles. Dans le contexte du développement continu du commerce mondial des ressources minérales, la demande de construction de terminaux de minerai dans des environnements difficiles continuera de croître. Les ponts à chevalets en acier joueront un rôle plus important dans l'ingénierie future des terminaux de minerai grâce à l'innovation technologique continue et à l'optimisation des schémas de conception et de construction.
Pour les pays riches en ressources minérales et aux environnements naturels difficiles comme la Mauritanie, la promotion et l'application des ponts à chevalets en acier contribueront à améliorer l'efficacité du transport des ressources minérales, à promouvoir le développement de l'économie nationale et à accélérer le processus de construction des infrastructures. En même temps, l'expérience réussie de ce projet fournit également une référence utile pour l'application mondiale des ponts à chevalets en acier dans des projets d'ingénierie similaires, contribuant ainsi au développement durable de l'industrie mondiale de la construction d'infrastructures.