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Rapport d'enquête ferroviaire R13C0069

Effondrement d’un pont et déraillement
Chemin de fer Canadien Pacifique
Train de marchandises 292-26
Point milliaire 172,5, subdivision Brooks
Calgary (Alberta)
Le



Le Bureau de la sécurité des transports du Canada (BST) a enquêté sur cet événement dans le but de promouvoir la sécurité des transports. Le Bureau n’est pas habilité à attribuer ni à déterminer les responsabilités civiles ou pénales. Le présent rapport n’est pas créé pour être utilisé dans le contexte d’une procédure judiciaire, disciplinaire ou autre. Voir Propriété et utilisation du contenu.

Résumé

Le 27 juin 2013 à 3 h 20, heure avancée des Rocheuses, 6 wagons-citernes du train de marchandises 292-26 du Chemin de fer Canadien Pacifique en provenance du triage Alyth de l'entreprise à Calgary (Alberta), et se dirigeant vers l'est en direction de Medicine Hat (Alberta), déraillent sur le pont Bonnybrook qui traverse la rivière Bow au point milliaire 172,5 de la subdivision Brooks. Il n'y a eu aucun déversement de produits ni aucune blessure.

Renseignements de base

L'accident

Dans la semaine précédant le 27 juin 2013, la rivière Bow sort de son lit à la suite des chutes de pluie records en amont. Le 21 juin, les rivières Elbow et Bow atteignent leur plus haut niveau. Pendant cette période, le volume, la vitesse du courant et la turbidité de la rivière empêchent d'effectuer des inspections sous l'eau du pont Bonnybrook. Toutes les inspections du pont pendant la crue sont alors effectuées au niveau de la voie. Outre les inspections officielles menées par des inspecteurs de ponts qualifiés, d'autres employés du Chemin de fer Canadien Pacifique (CP) (c'est-à-dire des employés des groupes Transport et Ingénierie) examinent plusieurs fois par jour l'état du pont afin de surveiller les écarts d'alignement et d'élévation des rails pour s'assurer qu'il n'y a aucun mouvement. D'après ces observations, le CP estime que l'état du pont est convenable et que les activités ferroviaires peuvent se poursuivre.

Le 27 juin 2013, peu après minuit, le train de marchandises 292-26 du CP (le train) arrive au triage Alyth à Calgary (Alberta) en provenance de Red Deer (Alberta) avec 72 wagons chargés et 57 wagons vides. À 2 h 4Note de bas de page 1, le train de marchandises 675-053 du CP qui se dirige vers l'ouest et contient 166 wagons chargés de potasse, pesant 24 266 tonnes et mesurant 8283 pieds de long, traverse le pont Bonnybrook sur la voie P1 pour entrer au triage Alyth, sans incident et sans signe de défaillance imminente.

Vers 3 h 10, après quelques manœuvres du train 292-26 et un changement d'équipe, le train quitte le triage Alyth sur la voie P2 en direction de Medicine Hat (Alberta). Le train comprend alors 2 locomotives General Motors AC4400 HP à 6 essieux, 62 wagons chargés et 23 wagons vides, pèse 9007 tonnes et mesure 5358 pieds de long.

À 3 h 14, tandis que le train circule à 9 mi/h, un freinage d'urgence provoqué par le train a lieu, et ce dernier s'immobilise 22 secondes plus tard. Après avoir diffusé le message d'urgence nécessaire et averti le contrôleur de la circulation ferroviaire (CCF), le chef de train mène une inspection et constate que 6 wagons-citernes (du 63e au 68e wagon) sur le pont Bonnybrook ont déraillé et se trouvent en position verticale. Le pont a cédé à l'emplacement du pilier nº 2, sous les 67e et 68e wagons (Photo 1). Il n'y a ni blessures ni déversement de produit.

Photo 1. Effondrement du pont et déraillement (débit de la rivière de gauche à droite)
Image de l'effondrement du pont et déraillement

Le pont Bonnybrook se trouve au sud-est de Calgary et enjambe la rivière Bow (Photo 2). Il est situé sur la ligne principale du CP, au point milliaire 172,5 de la subdivision Brooks, reliant celle-ci au triage Alyth. Le pont Bonnybrook est un élément clé du corridor est-ouest du CP.

Photo 2. Vue aérienne du lieu du déraillement
Image du vue aérienne du lieu du déraillement

À proximité du pont Bonnybrook, il y a 2 autres ponts :

Wagons déraillés

Le tableau 1 résume les renseignements sur les wagons déraillés.

Tableau 1. Renseignements sur les wagons-citernes déraillés
Nº wagon ID wagon Type de wagonNote de bas de page 2 Contenu Date de construction Essai de la citerne
le plus récent
Situation
63 TILX 261251 AAR211A100W1 Éthylèneglycol (UN 3082) Janvier 2005 2005 Chargé
64 NATX 50264 111A100W3 DURASYN 125Note de bas de page 3 Septembre 1989 2008 Résidus
65 GATX 211363 111A100W1 Liquide inflammable, n. s. a. (UN 1993) Octobre 2012 2012 Chargé
66 CBTX 742965 111S100W1 Liquide inflammable, n. s. a. (UN 1993) Décembre 2012 2012 Chargé
67 CBTX 742912 111S100W1 Liquide inflammable, n. s. a. (UN 1993) Novembre 2012 2012 Chargé
68 TILX 224072 111A100W1 Liquide inflammable, n. s. a  (UN 1993) Février 1992 2007 Chargé

Voici certaines caractéristiques des produits transportés dans les wagons déraillés :

Pont Bonnybrook

Le pont Bonnybrook était un pont de 465 pieds de long à 5 travéesNote de bas de page 4. Comprenant 4 voies, il faisait partie de la ligne principale du CP et reliait la subdivision Brooks à l'est, au triage Alyth et à la subdivision Laggan, à l'ouest. Environ 30 trains circulaient quotidiennement sur ce pont, en plus des trains en provenance du triage Alyth qui traversaient le pont pour effectuer des manœuvres.

Le pont, orienté à un angle de 58º par rapport à la rivière et à l'alignement des piliers, comprenait les éléments suivants :

Voici un résumé de l'histoire du pont Bonnybrook :

Photo 3. Morceau de schiste ou de grès similaire à l'assise du pont
Image du morceau de schiste ou de grès similaire à l'assise du pont
Figure 1. Diagramme du pilier numéro 2 montrant l'emplacement des ruptures (zones ombrées) (Source : Chemin de fer Canadien Pacifique, traduction du BST)
Diagramme du pilier numéro 2 montrant l'emplacement des ruptures

Renseignements sur la voie

Les 4 voies traversant le pont étaient tangentes sur une pente ascendante de 0,217 % vers l'est. Du sud au nord, les voies étaient les suivantes :

Les 4 voies étaient composées de rails de 136 livres posés sur des selles à double épaulement fixées à l'aide de crampons. Les rails de la voie P2 et de la voie Old Ogden reposaient sur la structure en bois d'œuvre du pont et n'étaient pas ancrés. Les rails de la voie New Ogden reposaient sur le prolongement à tablier ballasté de 1969 et étaient ancrés sur des traverses traitées. La voie P1 était formée de longs rails soudés(LRS), et les autres voies étaient composées de rails éclissés.

Dommages au pont

L'examen des lieux a permis de constater ce qui suit :

Photo 4. Tablier du pont au pilier numéro 2 : voies P1 et P2 après le retrait des wagons-citernes et pont Ogden Road en aval (en arrière-plan)
Image du tablier du pont au pilier numéro 2

Chute de pluie et crue avant l'accident

Au cours de la matinée du 20 juin, il était tombé 150 mm de pluie en 48 heures, à l'ouest de Calgary, près de Canmore (Alberta) et d'Exshaw (Alberta). De fortes averses sporadiques allant jusqu'à 20 mm/h avaient également été enregistrées. Des crues subites et des coulées de boue s'étaient produites dans plusieurs sections en amont du bassin de la rivière Bow.

Voici quelques-unes des stratégies d'atténuation des crues et des dommages subséquents adoptées par le CP et d'autres organismes :

Le 20 juin, un certain nombre de précautions d'urgence ont été prises par la ville de Calgary, notamment :

Figure 2. Crue de la rivière Bow le 21 juin 2013 (Source : Gouvernement de l'Alberta, disponible en anglais seulement)
Image du crue de la rivière Bow le 21 juin 2013

Remarque : Les données ont été relevées à partir d'un fluviomètre situé à environ 0,8 km en amont du confluent des rivières Bow et Elbow et à 7 km en amont du pont Bonnybrook. Ces données ne tiennent pas compte du débit provenant de la rivière Elbow. Les rivières Elbow et Bow ont atteint leur plus haut niveau le 21 juin.

Figure 2 - Légende :
Anglais Français
Bow River at Calgary (05BH004) Rivière Bow à Calgary (05BH004)
River Data – Apr. 01, 2013 – Nov. 01, 2013 Données sur la rivière du 1er avril au 1er novembre 2013
Current year Année en cours
Normal Range (Quartiles) Amplitude normale (en quartile)
Discharge (m3/s) Débit (m3/s)
Apr Avril
May Mai
Jun Juin
Jul Juillet
Aug Août
Sep Septembre
Oct Octobre
Nov Novembre
Month Mois
Government of Alberta Gouvernement de l'Alberta
Longitude:-114.05342 Latitude: 51.05032 Longitude :-114.05342 Latitude : 51.05032
Created: 2013-09-11 00:22:04 MST Créé : 2013-09-11 0h 22min 4s HNR
*Preliminary Data subject to Revision *Données préliminaires pouvant être modifiées

Le 22 juin, les restrictions d'accès et les pannes d'électricité ont continué de toucher une grande partie du centre-ville.

Le 23 juin, les ordres d'évacuation ont été levés dans toutes les zones, sauf le centre-ville. Le débit des rivières Bow et Elbow avait énormément diminué.

Le 24 juin, certaines parties du centre-ville sont restées fermées et sans électricité. Environ 80 % du C-Train (système léger sur rail public) a été remis en service. Plusieurs routes sont restées fermées. La plupart des collectivités ont été partiellement ou totalement rouvertes, et le 28 juin, l'électricité avait été rétablie dans toutes les zones touchées.

Inspection du pont Bonnybrook pendant l'inondation à Calgary

Pendant l'inondation à Calgary, il était impossible de mener une inspection sous l'eau du pont Bonnybrook à cause du volume d'eau, de la vitesse du courant et de la turbidité de la rivière. On a inspecté le pont au niveau de la voie. Outre les inspections officielles menées par des inspecteurs de ponts qualifiés, des employés des groupes Transport et Ingénierie du CP examinaient plusieurs fois par jour l'état du pont afin de surveiller les écarts d'alignement et d'élévation des rails et s'assurer qu'il n'y avait aucun mouvement.

Du 20 au 24 juin, les superviseurs en ingénierie du CP ont mené 18 inspections du pont (et ont mesuré la montée des eaux). Au plus fort de la crue (le 21 juin), le niveau d'eau avait monté à environ 8 pouces sous les poutres de pont (Photo 5 et Photo 6).

Photo 5. Pont Bonnybrook (vu de l'amont) le 21 juin, au plus fort de la crue (source : CP)
Image du pont Bonnybrook (vu de l'amont) le 21 juin, au plus fort de la crue
Photo 6. Pont Bonnybrook (vu de l'aval) le 21 juin. La flèche indique les eaux turbulentes en aval du pilier numéro 2.
Image du pont Bonnybrook (vu de l'aval) le 21 juin

Voici d'autres mesures prises à proximité des ponts du CP pendant la crue :

Inspection d'autres ponts pendant l'inondation à Calgary

Pendant la crue, la ville de Calgary a mené les inspections suivantes :

Historique des crues de la rivière Bow

Les rivières Red Deer, Bow, Oldman et Saskatchewan Sud font partie du bassin de la rivière Saskatchewan Sud, l'un des 7 principaux bassins fluviaux en Alberta. D'importantes crues de la rivière Bow se sont produites plusieurs fois depuis la fin des années 1800 (Figure 3), et les événements suivants ont eu lieu au cours de cette période :

Figure 3. Historique des crues de la rivière Bow (modifié d'après C.R. Neill et W.E. Watt, Report on Six Case Studies of Flood Frequency Analysis [2001], disponible en anglais seulement)
Graphe historique des crues de la rivière Bow
Figure 3 - Légende :
Anglais Français
Instantaneous Maximum Discharge (m³/s) Débit maximal instantané (m³/s)

Le volume d'eau des rivières du sud de l'Alberta n'avait, dans la plupart des cas, jamais atteint le débit enregistré en 2013. L'annexe A montre les débits de pointe estimés.

Conditions météorologiques

Au cours de la semaine précédant la crue, les météorologistes savaient que de gros orages et des pluies abondantes pouvaient survenir en Alberta. Les modèles informatiques suggéraient un régime climatique unique pouvant entraîner des crues.

Plus tôt au cours de la semaine, une situation météorologique inversée était apparue dans l'ouest de l'Amérique du Nord. Le mot « inversé » renvoie à un courant-jet dans lequel les températures sont plus élevées au nord qu'au sud.

Le courant-jet correspond au couloir plus ou moins continu de vents violents de haute altitude (à l'altitude de croisière d'un avion de passagers) qui se déplace d'ouest en est à latitude moyenne. Le courant-jet qui dicte les variations météorologiques hebdomadaires connaît d'importantes variations (ce que les météorologistes nomment des « dorsales barométriques » et des « creux barométriques »).

Quelquefois, le courant-jet est coincé ou « bloqué ». C'est ce qui s'est passé dans l'ouest de l'Amérique du Nord au cours de la semaine du 16 juin. La « crête » importante, ou dorsale barométrique, du courant-jet a entraîné une chaleur record en Alaska et un temps chaud dans certaines parties du nord du Canada. Elle a empêché une forte dépression dans le courant-jet de se déplacer rapidement d'ouest en est. Dans la figure 4, le « H » (en bleu) correspond à la haute pression ou à la « crête » du courant-jet, tandis que le « L » (en rouge) correspond à la basse pression, soit le « creux » du courant-jet.

Figure 4. Systèmes météorologiques au-dessus de Calgary le 21 juin (source : The Weather Network, disponible en anglais seulement)
Image des systèmes météorologiques au-dessus de Calgary le 21 juin, en anglais seulement
Figure 4 - Légende :
Anglais Français
Jet Stream Courant-jet
31°C – Fort Simpson, NWT 31° C – Fort Simpson, T.N.-O.
17°C - Calgary 17° C - Calgary

Comme les vents soufflaient dans le sens antihoraire autour de ce système de basse pression, un canal d'air très humide est parti du golfe du Mexique pour arriver en Alberta. Ce flux de vapeur d'eau atmosphérique s'est déplacé vers le nord puis vers l'est au-dessus des contreforts et des Rocheuses, s'élevant, se refroidissant, se condensant et déversant de grandes quantités de pluie.

En outre, une fonte des neiges tardive mais rapide à haute altitude des Rocheuses a contribué à la crue.

Prévisions météorologiques du Chemin de fer Canadien Pacifique

Le système RailWIS (Rail Weather Information System) a été créé pour le CP. Il s'agit de son système de surveillance des dangers météorologiques et d'alerte. Le système sert depuis des années d'outil d'aide à la décision du chemin de fer en cas d'événement hydrométéorologique extrême. Ses éléments sont les suivantsNote de bas de page 10 :

Avant l'événement à l'étude (du 18 au 21 juin), le CP avait été averti par RailWIS qu'il y aurait des chutes de pluie et des orages violents. Aucune alerte de temps violent n'avait été émise.

Surveillance réglementaire de la sécurité des ponts ferroviaires

Afin de gérer la sécurité des ponts conformément au Règlement sur le système de gestion de la sécurité ferroviaire, les compagnies ferroviaires adoptent un programme de gestion de la sécurité des ponts (PGSP) qui prévoit, au minimum, une inspection annuelle des ponts, l'établissement de leur capacité de chargement sécuritaire et la tenue d'inspections particulières si les conditions météorologiques (comme la crue des eaux) ou d'autres conditions l'exigent.

Transports Canada (TC) a élaboré le Manuel de référence sur la gestion de la sécurité des ponts en consultation avec l'industrie ferroviaire. Ce manuel de référence a été publié pour la première fois en février 2011, et la version la plus récente date de février 2012. Le manuel expose les attentes de TC et les pratiques exemplaires de l'industrie en ce qui a trait au PGSP. Peu après la publication de ce document, les chemins de fer ont été priés de présenter un calendrier de mise en place progressive pour leur PGSP.

TC a créé un outil d'évaluation pour aider ses inspecteurs à évaluer le PGSP d'un chemin de fer, intitulé Analyse de l'écart : Mise en œuvre du programme de gestion de la sécurité des ponts.

Le programme de gestion des ponts de TC prévoit des activités de surveillance de la conformité portant sur les 4 volets suivants :

Les inspections de la Sécurité ferroviaire de TC sont normalement menées par les bureaux régionaux. Une inspection type d'un pont consiste en un examen des registres d'inspection et d'entretien du pont en question suivi d'une visite sur place.

Les activités de surveillance réglementaire de TC comprennent les volets A, B et C qui sont définis comme suit [traduction] :

Les activités de surveillance du volet A sont des inspections et des vérifications par échantillonnage menées pour appuyer les programmes d'inspection et de vérification des disciplines fonctionnelles. Élaborés tous les ans conformément à des modèles ou critères de planification spécifiques et fonctionnels, les plans d'inspection du volet A s'appuient sur des méthodes d'échantillonnage statistiques qui tiennent compte du risque environnemental. Le volet A est un programme national géré par l'administration centrale et mis en œuvre par les 5 bureaux régionaux. Pour la surveillance des ponts ferroviaires, l'administration centrale de Transports Canada (TC) sélectionnera 5 subdivisions par région par an et établira pour celles-ci un point milliaire de départ. Les bureaux régionaux de TC choisiront 7 ponts ferroviaires consécutifs à partir des subdivisions sélectionnées et des points milliaires de départ pour un total de 35 ponts, y compris tous les ouvrages supérieurs situés dans la zone d'inspection en question.

Les activités de surveillance du volet B correspondent aux inspections et aux vérifications établies pendant le cycle annuel de planification des activités fondée sur les risques (prévues avant le début de l'exercice). Elles visent à régler les conditions, les activités ou les questions qui représentent, ou pourraient représenter un risque pour la sécurité ou encore, un embarras ou une de perte de temps, d'argent, de respect ou de confiance pour le ministre, le ministère, ou le programme de Sécurité ferroviaire.

Les activités de surveillance du volet C correspondent aux inspections et aux vérifications menées par suite de problèmes survenus après le 1er avril (imprévues au début de l'année). Elles visent à résoudre les nouveaux problèmes et à prescrire des inspections lorsque les occasions de le faire se présententNote de bas de page 11.

Normalement, les inspections du volet C sont établies par les bureaux régionaux et déclenchées par

Programme de gestion de la sécurité des ponts ferroviaires

Les protocoles d'inspection des ponts du CP s'appuyaient sur le programme de gestion de la sécurité des ponts ferroviaires (PGSP) de l'entreprise, entré en vigueur le 14 mars 2011. Le CP a élaboré son PGSP conformément au Manuel de référence sur la gestion de la sécurité des ponts de TC.

Le CP tient à jour un répertoire de ses ponts dans une base de données électronique. La base de données comprend tous les ponts comportant un tablier qui, peu importe sa longueur, soutient une ou plusieurs voies ferrées. Les autres ouvrages souterrains (comme les tunnels) d'une longueur d'au moins 3 m (10 pieds) sont aussi inclus dans la base de données. Les données sur les ponts sont les suivantes : subdivision, point milliaire, type de pont, nombre de travées, longueur du pont, type de tablier et matériau; numéro de travée, longueur, type et composants et année de construction; type de culée et matériau; et numéro de pilier, type et matériau.

Le PGSP du CP comprend les éléments suivants :

Inspection des ponts sous l'eau

La section 3.2.2.1.3.1 du PGSP du CP indique la fréquence requise des inspections sous l'eau des ponts. Plus particulièrement, il faut inspecter les infrastructures de pont dans le cours d'eau ainsi que l'état du lit du cours d'eau comme il suit :

La section 3.2.2.1.3.2 du PGSP du CP indique les types d'inspections sous l'eau. Les inspections sous l'eau sont visuelles (elles se font à l'œil nu, à l'aide d'un appareil-photo ou d'une caméra vidéo) ou tactiles (utilisation d'une sonde ou d'un sonar). Elles ont lieu à des intervalles appropriés et visent à évaluer l'état structurel des infrastructures et l'état d'affouillement du lit du cours d'eau. Selon l'état du cours d'eau et de l'ouvrage, les inspections visuelles ou tactiles peuvent être des inspections de routine ou détaillées. Voici les types d'inspections sous l'eau établis dans cette section du PGSP :

La section 3.2.2.1.3.3 du PGSP du CP précise la fréquence des inspections sous l'eau en fonction du débit du cours d'eau, de la possibilité d'affouillement et de crue, et de l'incidence des navires. D'après la matrice factorielle, la fréquence d'inspection du pont Bonnybrook était la suivante :

Le pont Bonnybrook était classifié ainsi pour 3 raisons : le débit de la rivière Bow n'est élevé qu'au printemps; les semelles des piliers sont clairement visibles pendant les périodes d'étiage; le pont n'avait jamais connu d'affouillement.

La section 3.2.2.2.2 du PGSP du CP indique que si un pont a subi des dommages à cause d'un contact avec du matériel ferroviaire ou des chargements, des véhicules routiers, des navires, des débris entraînés par le courant ou à cause d'un déraillement, d'une crue ou d'un incendie, il faut entreprendre une inspection ponctuelle. En ce qui concerne le pont Bonnybrook, une inspection a eu lieu après la crue de 2005.

Affouillement des ponts

L'affouillement des ponts correspond à l'érosion du sol ou d'un autre matériau d'appui autour du pied d'un pilier ou d'une culée de pont. Il est ordinairement causé par un débit d'eau ou un écoulement glaciaire excessif. Il existe 2 types d'affouillement local de pont :

Le mécanisme de base qui cause l'affouillement local du pont est la formation de tourbillons (phénomène connu sous le nom de « vorticité ») au pied d'une obstruction (comme un pilier ou une culée). Cette vorticité est due à l'accumulation d'eau sur la surface en amont de l'obstruction et de l'accélération subséquente du débit autour de l'obstruction. Sous l'effet du tourbillon, le lit de la rivière s'érode autour du pied de l'obstruction. Lorsque le sédiment disparaît autour de la base à un rythme plus rapide que le dépôt des sédiments dans la même zone, une fosse d'affouillement se crée.

Inspections du pont Bonnybrook

L'inspecteur de ponts affecté à la division de Calgary du CP était chargé d'inspecter tous les ans le pont Bonnybrook et de mener au moins 3 inspections brèves par mois de ce pont. Des inspections étaient aussi menées chaque fois que des travaux d'entretien et de réparation avaient lieu sur le pont. Le superviseur des ponts dans cette division était également un inspecteur de ponts pleinement qualifié qui avait suivi une formation et possédait une grande expérience.

La dernière inspection tactile détaillée connue du pont Bonnybrook a eu lieu en 1987. La dernière grande crue de la rivière Bow a eu lieu en juin 2005. Conformément au PGSP du CP, une inspection visuelle des fondations du pont Bonnybrook a été menée après la crue lors de l'inspection annuelle en période d'étiage. Les résultats de l'inspection menée après la crue de 2005 ont indiqué qu'aucun affouillement n'avait eu lieu.

Bien que plusieurs inspections visuelles concernant les écarts de surface et d'alignement aient été menées entre le 20 et le 24 juin, la dernière inspection annuelle du pont Bonnybrook avant l'accident avait eu lieu le 13 septembre 2012. L'état de chaque composant du répertoire des ponts a été évalué à l'aide de l'échelle des cotes illustrée au tableau 2.

Tableau 2. Échelle des cotes utilisée pour évaluer l'état des composants du pont
Cote de l'état des composants Description de l'état
0 Sans objet
1 Très bon
2 Bon
3 Satisfaisant
4 Mauvais
5 Très mauvais
9 Nécessite une attention immédiate

Au cours de l'inspection de septembre 2012, l'affouillement du pont était coté à 2 (c'est-à-dire « bon »). On n'a relevé aucune autre anomalie. Cette cote d'affouillement a été attribuée à la suite de l'examen du lit de la rivière à proximité du pilier et des culées lorsque le niveau d'eau était bas. Aucune mesure concernant l'infrastructure n'a été recommandée par suite de l'inspection de 2012.

Examen du pont Bonnybrook effectué après l'accident

Des photos prises après l'accident, le 4 septembre 2013, lorsque le niveau de la rivière avait baissé, montrent que le prolongement en amont de 1912 s'est détaché du pilier d'origine en pierre (Photo 7 et Photo 8). On peut également voir la plaine alluvionnaire sur ces photographies. Pendant certains mois secs (comme le mois de septembre), les fondations du pilier numéro 2 peuvent se trouver complètement hors de l'eau.

Photo 7. La flèche montre l'appareil d'appui non soutenu de la travée (débit de la rivière de droite à gauche)
Image qui montre l'appareil d'appui non soutenu de la travée
Photo 8. Détachement du prolongement de pilier de 1912 du pilier d'origine en pierre
Image du détachement du prolongement de pilier de 1912 du pilier d'origine en pierre

La photo 9 (prise en septembre 2013) montre une barre rocheuse qui s'est déposée en aval sous le pont Ogden Road. Certains morceaux de l'assise qui s'étaient déposés à cet endroit provenaient probablement de la partie inférieure et du pourtour du pilier numéro 2 du pont Bonnybrook.

Photo 9. Dépôt de morceaux de l'assise et de gravats sous le pont Ogden Road, en aval du pont Bonnybrook
Image du dépôt de morceaux de l'assise et de gravats sous le pont Ogden Road, en aval du pont Bonnybrook

Inspection sous l'eau du pont Bonnybrook après la crue

Pendant la crue, il était impossible d'effectuer une inspection sous l'eau du pilier numéro 2 du pont Bonnybrook à cause du volume et du débit élevés des eaux de crue silteuses. Toutefois, le 28 juin 2013 (après l'accident), on a réalisé un levé bathymétriqueNote de bas de page 13. Le levé a permis de détecter une fosse d'affouillement en aval du pilier numéro 2. Les images du levé ont indiqué qu'un affouillement de plus de 1 m avait eu lieu en aval du pilier numéro 2, et qu'il y avait un affouillement beaucoup moins important autour des autres piliers.

Un levé bathymétrique subséquent a eu lieu à la fin du mois d'août 2013, lorsque le niveau d'eau avait baissé et que le débit était revenu à son niveau normal. On a aussi réalisé un relevé par sonar (acoustique) du lit de la rivière et du côté ouest du pilier numéro 2 (Photo 10 et Photo 11). On a eu recours à un plongeur pour évaluer l'étendue de l'affouillement. On a établi que la crue de juin avait créé une importante fosse d'affouillement du côté ouest (c'est-à-dire à l'extrémité en aval) du pilier numéro 2 et dans le chenal de la rivière, entre les piliers numéros 2 et 3.

Photo 10. Image sonar du côté ouest du pilier numéro 2 montrant l'étendue de l'affouillement
Image sonar du côté ouest du pilier numéro 2 montrant l'étendue de l'affouillement
Photo 11. Points de chute pour les coupes transversales par sonar du côté ouest du pilier numéro 2
Images des points de chute pour les coupes transversales par sonar du côté ouest du pilier numéro 2

Le tableau 3 résume les résultats du relevé par sonar au pilier numéro 2. Les images sonar pour les points de chute numéros 2, 3 et 4 sont présentées à l'annexe B.

Tableau 3. Étendue de l'affouillement du côté ouest du pilier numéro 2
No du point de chute du sonar Profondeur jusqu'au lit de la rivière au creux de l'affouillement (m) Profondeur de subduction* (m) Longueur de subduction (m)
2 4,748 0,984 1,647
3 4,726 0,962 1,219
4 5,026 1,305 1,112

* Profondeur de dégagement ou d'érosion

L'affouillement ou le dégagement du pilier numéro 2 représentait de 33 % à 49 % de la largeur du prolongement de 3,353 m du pilier.

Intervention d'urgence à la suite de l'effondrement du pont et du déraillement

Après l'effondrement du pont et le déraillement, les activités d'intervention d'urgence suivantes ont été déclenchées :

Le bulletin de composition du train remis par le chef de train contenait des renseignements sur le numéro des wagons, leur position, le type de wagon d'après l'Association of American Railroads (AAR), la marchandise transportée, le numéro UN des marchandises dangereuses, l'état vide ou chargé, l'expéditeur, le destinataire et les codes unifiés des marchandises (Standard Transportation Commodity Codes). Les membres de l'équipe de train et les intervenants d'urgence pour les marchandises dangereuses possédaient une copie du Guide des mesures d'urgence publié par TC, guide destiné aux premiers intervenants au cours de la phase initiale d'un incident de transport mettant en cause des marchandises ou des matières dangereuses. Dans le bulletin de composition, le contenu des wagons 65 à 68 était désigné par le numéro de code NA 1993, liquide inflammable n. s. a. (non spécifié ailleurs). Le numéro d'identification du produit à 4 caractères, connu sous le nom de « numéro UN (Nations Unies) ou NA (nord-américain) », et la catégorie de danger indiquée sur la plaque des wagons regroupent beaucoup de produits et peuvent comprendre différents hydrocarbures ayant une composition chimique semblable mais nécessitant une intervention différente. Les feuilles de route condensées remises par l'expéditeur, Imperial Oil, indiquaient que le produit était du distillat de pétrole.

Le service d'incendie de Calgary n'a communiqué ni avec le CANUTECNote de bas de page 14 ni avec le CHEMTRECNote de bas de page 15 pour obtenir des renseignements sur les produits contenus dans les wagons déraillés. Le produit des wagons-citernes a rapidement été identifié dès que le CP a transmis la fiche de données de sécurité. Celle-ci confirmait que les wagons 65 à 68 contenaient du distillat intermédiaire de craquage catalytique, communément appelé « essence naturelle ». L'identification de la concentration de sulfure d'hydrogène a été un peu plus longue; on a pris connaissance de cette information lorsque l'équipe du service d'incendie de Calgary chargée des marchandises dangereuses a communiqué avec le laboratoire de raffinerie.

Dès qu'on a établi que le pont s'était stabilisé, le CP et les intervenants d'urgence de la ville se sont concertés afin de déterminer comment retirer les wagons du pont en toute sécurité. On a retiré les wagons comme suit :

L'ordre d'évacuation a été annulé à 2 h 15 le 28 juin, et la circulation ferroviaire a repris à 3 h 45 sur le pont de 1969 qui restait en place.

Analyse

Lors de l'événement, la conduite du train n'a pas été considérée comme un facteur. Rien n'indiquait qu'une anomalie mécanique liée au matériel roulant aurait entraîné l'accident. L'analyse portera donc sur l'effondrement du pont, son inspection, son entretien, l'affouillement et l'intervention d'urgence.

L'accident

Tandis que le train 292 se dirigeait vers l'est et traversait le pont Bonnybrook, ce dernier s'est effondré sous le train, provoquant le déraillement de 6 wagons. Cet effondrement est attribuable à l'affouillement qui a entraîné une perte du support de la fondation du pilier numéro 2. Par suite de l'effondrement de la fondation, le prolongement en béton construit en aval en 1912 s'est complètement détaché du pilier d'origine en blocs de pierre.

Les fondations du pilier d'origine en blocs de pierre et des 2 prolongements de 1912 en béton, en aval et en amont, reposaient sur des semelles de fondation placées sur le schiste et le grès du fond de la rivière. Les semelles de fondation avaient été mises en place conformément aux techniques de construction d'alors. La majeure partie des fondations du prolongement de pilier reposait sur l'assise de schiste ou de grès, et une petite partie de l'extrémité en aval des fondations du prolongement de pilier se trouvait sur un gisement d'argile. Le pont avait subi plusieurs crues majeures au cours des 100 dernières années. Cette fois, cependant, la crue intense et sans précédent a attaqué la fondation en schiste, en grès et en argile du pilier en l'érodant et en l'affouillant. L'affouillement du pont s'est poursuivi jusqu'à ce que le prolongement de pilier de 1912 en béton, en aval, perde son support, se détache du pilier d'origine en pierre sous le train 292, et tombe dans la rivière.

La semelle du prolongement en béton qui était reliée à l'aide de barres de renfort à une fausse semelle placée autour du pilier d'origine avait probablement jusque-là empêché le prolongement de pilier de 1912 en béton, en aval, de tomber. L'absence de clavettes ou de dispositifs d'ancrage entre le pilier d'origine en blocs de pierre et le prolongement de 1912 en amont a entraîné une rupture nette de ce dernier sans autre dommage au pilier de pont de 1969.

Le pilier numéro 2 reposait sur du schiste, et une petite partie de l'extrémité en aval s'appuyait sur de l'argile. Bien que le schiste et l'argile ne soient pas des matériaux de fondation idéaux, ils peuvent constituer une fondation solide ou efficace s'ils sont continus et enserrés. Le pilier numéro 2 datait d'environ 1897 et avait été prolongé en 1912. L'assise de schiste et de grès qui le soutenait est restée efficace et enserrée pendant plus d'un siècle avant de se rompre sous la force exercée par la crue.

Inspection et entretien du pont

Les ponts sont des éléments essentiels de l'infrastructure ferroviaire qui nécessitent des inspections et des entretiens fréquents et complets. Les protocoles ordinaires d'inspection et d'entretien du Programme de gestion de la sécurité des ponts ferroviaires (PGSP) du Chemin de fer Canadien Pacifique (CP) correspondent fidèlement au Manuel de référence sur la gestion de la sécurité des ponts de Transports Canada (TC). Les inspections menées sur le pont Bonnybrook ont dépassé les exigences réglementaires pendant la crue.

Des inspections visuelles de routine des fondations du pilier au débit d'étiage avaient eu lieu dans le cadre des inspections annuelles. Lors des inspections visuelles récentes du pont Bonnybrook, il n'y avait aucun signe d'affouillement des fondations.

Le CP a pris des mesures pendant la crue pour veiller à ce que le pont soit stable en plaçant des wagons chargés sur le tablier et en augmentant les inspections visuelles à partir du niveau du sol. Les observations visuelles des écarts relatifs à l'alignement ou à la surface des rails et de la voie auraient permis de constater le tassement progressif d'un pilier de pont. Elles n'auraient cependant pas nécessairement alerté les inspecteurs d'un effondrement imminent de l'ouvrage.

Les inspections sous l'eau pendant la crue étaient impossibles en raison du volume élevé des eaux troubles au débit rapide. On n'a pu déterminer l'étendue complète de l'affouillement qu'environ 2 mois après l'effondrement du pont, lors d'inspections visuelles et de relevés par sonar. Pendant la crue, le CP croyait que l'exploitation ferroviaire sur le pont était sécuritaire, car la géométrie du pont n'avait pas changé et que ce dernier n'avait jamais connu de problème d'instabilité ou d'affouillement.

Même avant l'événement, la vitesse était limitée à 10 mi/h sur le pont, sur les 3 voies non principales, et à 25 mi/h sur la voie principale P1. Moins d'une heure et demie avant son effondrement, un train chargé de potasse avait emprunté la voie P1 sur le pont sans problème. Le pont s'est effondré à cause de l'étendue de l'affouillement et de la perte du support de fondation causées par les eaux de crue que les inspecteurs du pont ignoraient cependant.

Ponts munis de semelles de fondation

La plupart des ponts du CP dans le sud de l'Alberta, y compris ceux munis de semelles de fondation, datent de plusieurs décennies et ont résisté aux grandes crues passées. La protection contre les dommages causés par les inondations et les emportements par les eaux est essentielle pour maintenir un service fiable et éviter les coûts importants de remplacement et de remise en état des ouvrages endommagés. La mise en place d'enrochements sert généralement à éviter l'affouillement local aux piliers et aux culées de pont. Si aucune mesure n'est prise pour empêcher l'affouillement local, en particulier aux ponts comportant des fondations munies de semelles, les crues risquent davantage d'entraîner l'effondrement du pont.

Intervention en cas d'urgence

Lorsqu'un train transportant des marchandises dangereuses déraille dans une zone rurale, le CP prend normalement le contrôle de l'intervention d'urgence. En pareil cas, le personnel du CP a plus d'expérience et de connaissances techniques pour prendre des mesures à l'égard des marchandises dangereuses en question que les petits services d'incendie ruraux qui sont généralement dotés d'employés bénévoles.

L'événement de Bonnybrook s'est produit à Calgary, une ville importante ayant toutes les ressources nécessaires en intervention d'urgence. Pour cette raison, le service d'incendie de la ville s'est chargé du commandement général de l'intervention, même si ses ressources avaient été largement disséminées par l'état d'urgence déclaré par la ville à cause de l'inondation. Le centre de commandement unifié mis en place par le service d'incendie de Calgary s'est avéré efficace, y compris dans son interaction avec le CP, et a permis de sécuriser le site, et d'élaborer et de mettre en œuvre le plan de retrait sécuritaire des wagons déraillés du pont.

Faits établis

Faits établis quant aux causes et aux facteurs contributifs

  1. Tandis que le train 292 se dirigeait vers l'est et traversait le pont Bonnybrook, le pilier numéro 2 s'est effondré sous le train, provoquant le déraillement de 6 wagons.
  2. Le pont Bonnybrook s'est effondré à cause de l'affouillement de l'extrémité en aval et de la perte du support de fondation du pilier numéro 2.
  3. La crue intense et sans précédent avait attaqué l'assise schisteuse et en argile du pilier en l'érodant et en l'affouillant.
  4. L'affouillement du pont s'est poursuivi jusqu'à ce que le prolongement de pilier de 1912 en béton, en aval, perde son support, se détache du pilier d'origine en pierre sous le train 292, et tombe dans la rivière.

Faits établis quant aux risques

  1. Si aucune mesure n'est prise pour empêcher l'affouillement local, en particulier aux ponts comportant des fondations munies de semelles, les crues risquent davantage d'entraîner l'effondrement du pont.

Autres faits établis

  1. Les protocoles ordinaires d'inspection et d'entretien du Programme de gestion de la sécurité des ponts ferroviaires du Chemin de fer Canadien Pacifique correspondent fidèlement à ceux du Manuel de référence sur la gestion de la sécurité des ponts de Transports Canada.
  2. Les inspections menées sur le pont Bonnybrook ont dépassé les exigences réglementaires pendant la crue.
  3. Les observations visuelles des écarts relatifs à l'alignement ou à la surface des rails et de la voie auraient permis de détecter les écarts et le tassement progressif d'un pilier de pont. Elles n'auraient cependant pas nécessairement alerté les inspecteurs d'un effondrement imminent de l'ouvrage.
  4. L'absence de clavettes ou de dispositifs d'ancrage entre le pilier d'origine en blocs de pierre et le prolongement de 1912 en amont a entraîné une rupture nette de ce dernier sans autre dommage au pilier de pont de 1969.
  5. Le centre de commandement unifié mis en place par le service d'incendie de Calgary a permis de sécuriser le site, et d'élaborer et de mettre en œuvre le plan de retrait sécuritaire des wagons déraillés du pont.

Mesures de sécurité

Mesures de sécurité prises

Le 28 juin, Transports Canada (TC) a envoyé une injonction ministérielle au Chemin de fer Canadien Pacifique (CP) conformément à l'article 33 de la Loi sur la sécurité ferroviaire. L'injonction ordonnait au CP de répertorier les ponts munis de semelles de fondation et situés dans le bassin des rivières Saskatchewan Sud, Oldman, Bow et Red Deer, et de limiter à 10 mi/h la vitesse des trains sur ces ponts. La vitesse des trains sur un pont ne devait être augmentée que si ce dernier avait été inspecté par un ingénieur professionnel ou un inspecteur de ponts qualifié sous la supervision d'un ingénieur professionnel et si l'on avait établi qu'il était sécuritaire pour l'exploitation ferroviaire. Dans les 48 heures suivant le retrait de la limite de vitesse, le CP a été prié de confirmer à TC par écrit que le passage des trains sur le pont était sécuritaire d'après l'évaluation de l'inspecteur de ponts qualifié et la décision de l'ingénieur professionnel. L'injonction est restée en vigueur jusqu'au 28 décembre 2013.

De plus, TC

TC met à jour son Manuel de référence sur la gestion de la sécurité des ponts et sa Ligne directrice sur la gestion de la sécurité des ponceaux. Il traitera des dangers liés à l'affouillement, à l'érosion et à la stabilité sous l'effet des courants, y compris ceux qui ont trait aux semelles de fondation. En juin 2014, TC a rencontré des représentants de l'industrie ferroviaire pour discuter des révisions proposées. La révision du manuel et de la ligne directrice devrait être terminée en décembre 2014.

Le CP a répertorié 56 ponts munis de semelles de fondation dans les bassins des rivières désignées. Une limite de vitesse de 10 mi/h a été imposée sur les ponts situés au point milliaire 0,30 de la subdivision Brooks en raison de l'affouillement, et au point milliaire 27,3 de la subdivision Macleod en raison de l'effondrement du mur en aile. Le CP a indiqué que les travaux de réparation avaient été réalisés au cours de l'été 2013. Des inspections sous l'eau et tactiles des ponts situés aux points milliaires 19,8 et 74,9 de la subdivision Crowsnest et au point milliaire 51,8 de la subdivision Laggan ont été menées.

De plus, le CP

Le présent rapport met fin à l'enquête du Bureau de la sécurité des transports sur cet événement. Le Bureau a autorisé la publication de ce rapport le Il est paru officiellement le

Annexes

Annexe A – Débits de pointe estimésNote de bas de page 17

m³/s = mètre(s) cube(s) par seconde

Rivière Bow à Banff
Débit de pointe estimé en 2013 : 439 m³/s
Débit de pointe en 2012 : 268 m³/s
Débit de pointe en 1923 : 399 m³/s

Rivière Bow à Calgary
Débit de pointe estimé en 2013 : 1740 m³/s (21 juin 2013)
Débit de pointe en 2005 : 791 m³/s
Débit de pointe en 1932 : 1520 m³/s

Rivière Crowsnest à Frank
Débit de pointe estimé en 2013 : 133 m³/s
Débit de pointe en 1998 : 75 m³/s
Débit de pointe en 1995 : 135 m³/s

Rivière Elbow à Bragg Creek
Débit de pointe estimé en 2013 : 959 m³/s
Débit de pointe en 1932 : 836 m³/s
Débit de pointe en 1929 : 489 m³/s

Rivière Oldman à Lethbridge
Débit de pointe estimé en 2013 : 2670 m³/s
Débit de pointe en 1995 : 4670 m³/s

Rivière Red Deer à Drumheller
Débit de pointe estimé en 2013 : environ 1300 m³/s (vers minuit le dimanche 23 juin 2013)

Rivière Sheep à Black Diamond
Débit de pointe estimé en 2013 : 720 m³/s
Débit de pointe en 2005 : 380 m³/s

Rivière Sheep à Okotoks
Débit de pointe estimé en 2013 : plus de 1000 m³/s
Débit de pointe en 2005 : 769 m³/s

Rivière Saskatchewan Sud à Medicine Hat
Débit de pointe estimé en 2013 : 5300 m³/s (début de matinée le lundi 24 juin 2013)

Annexe B – Images sonar de l'affouillement

Figure 5. Image sonar du point de chute no 2 (Image disponible en anglais seulement)
Image sonar du point de chute no 2, en anglais seulement
Figure 6. Image sonar du point de chute no 3 (Image disponible en anglais seulement)
Image sonar du point de chute np 3, en anglais seulement
Figure 7. Image sonar du point de chute no 4 (Image disponible en anglais seulement)
Image sonar du point de chute no 4, en anglais seulement
Figures 5, 6 et 7 - Légende
Anglais Français
Waterline Ligne d'eau
Depth to riverbed at base of pier Profondeur jusqu'au fond de la rivière à partir du pied du pilier
Depth of subduction Profondeur de la subduction
Length of subduction Longueur de la subduction
Pier Pilier
Riverbed Fond de la rivière
Water depth at base of pier Profondeur d'eau au pied du pilier