Contexte
Depuis le XIXe siècle, la traversée du Saint-Laurent à la hauteur de Québec repose sur les traversiers et, l'hiver, sur le pont de glace. La construction d'un lien ferroviaire fixe entre la rive nord et la rive sud est perçue comme essentielle au développement économique de la ville et à son intégration au réseau ferroviaire nord-américain.
La Compagnie du pont de Québec, constituée à la fin du XIXe siècle, porte le projet. Le site retenu se trouve à l'endroit où le fleuve se rétrécit, entre Sainte-Foy, sur la rive nord, et le secteur de Saint-Romuald, sur la rive sud. Ces territoires font aujourd'hui partie respectivement de la ville de Québec, dans la région de la Capitale-Nationale, et de la ville de Lévis, dans la région de Chaudière-Appalaches.
Le choix se porte sur un pont de type cantilever, structure en porte-à-faux dans laquelle deux bras s'avancent au-dessus du fleuve depuis les piliers principaux pour soutenir une travée centrale suspendue. L'ouvrage doit franchir une portée principale qui en ferait le plus long pont de ce type au monde.
Conception et construction
La conception et la fabrication de la charpente d'acier sont confiées à la Phoenix Bridge Company, entreprise établie à Phoenixville, en Pennsylvanie. L'ingénieur new-yorkais Theodore Cooper, réputé pour son expertise en ponts métalliques, agit comme ingénieur-conseil de la Compagnie du pont de Québec et supervise le projet à distance, sans se rendre régulièrement sur le chantier.
Au cours de la conception, la portée centrale est allongée afin de réduire la profondeur des fondations des piliers et la durée des travaux dans le fleuve. Cette modification accroît considérablement le poids propre de la structure, sans que les calculs des contraintes soient entièrement repris en conséquence. Les membrures inférieures du bras d'ancrage sud doivent ainsi supporter des charges supérieures à celles prévues.
Les travaux d'érection de la charpente commencent du côté sud. Au cours de l'été 1907, le bras d'ancrage et une partie du bras en porte-à-faux sud sont montés. Plusieurs semaines avant l'accident, des ingénieurs sur place constatent des déformations dans certaines membrures comprimées. Ces observations donnent lieu à des échanges entre le chantier, l'entrepreneur et l'ingénieur-conseil, mais les travaux se poursuivent.
Effondrement du 29 août 1907
Le 29 août 1907, alors que les déformations s'aggravent, l'ingénieur-conseil demande que l'on cesse d'ajouter de la charge sur la structure. Le message n'est cependant pas transmis à temps aux équipes du chantier, qui poursuivent leur travail.
En fin d'après-midi, peu avant la fin du quart de travail, les membrures inférieures du bras d'ancrage sud cèdent. En quelques secondes, l'ensemble de la charpente sud, soit le bras d'ancrage et le bras en porte-à-faux déjà érigés, s'écrase dans le fleuve et sur la rive. Le bruit de l'effondrement est entendu jusqu'à Québec.
Les ouvriers qui se trouvent sur la structure sont précipités dans le fleuve ou écrasés sous l'acier. Certains restent prisonniers des débris à marée montante. Les secours, organisés par les habitants des environs et les travailleurs épargnés, ne permettent de sauver qu'un petit nombre de personnes.
Le bilan s'établit à 76 morts. L'effondrement constitue l'un des pires accidents de chantier de l'histoire du Canada et l'une des défaillances structurales les plus marquantes de l'histoire de l'ingénierie.
Victimes et communauté de Kahnawake
Parmi les 76 ouvriers morts, 33 sont des Mohawks de Kahnawake, communauté située sur la rive sud du Saint-Laurent, près de Montréal. Depuis la fin du XIXe siècle, de nombreux hommes de Kahnawake travaillent comme monteurs de charpentes d'acier, un métier dans lequel ils ont acquis une réputation d'habileté pour les travaux en hauteur.
La perte simultanée d'un si grand nombre d'hommes frappe durement la communauté, privant de nombreuses familles de leur soutien. La tragédie occupe depuis une place importante dans la mémoire collective de Kahnawake, où les victimes sont commémorées.
À la suite de la catastrophe, les familles de Kahnawake auraient souhaité que les monteurs ne travaillent plus en grand nombre sur un même chantier, ce qui a contribué à la dispersion des équipes mohawks sur différents projets, notamment aux États-Unis, où ils ont participé à l'érection de nombreux gratte-ciel et ponts au XXe siècle.
Les autres victimes sont, pour la plupart, des ouvriers canadiens-français et des travailleurs venus des États-Unis.
Commission royale d'enquête
Le gouvernement fédéral institue une commission royale chargée de faire la lumière sur les causes de l'accident. Elle remet son rapport en 1908.
La commission conclut que l'effondrement résulte de la rupture des membrures inférieures comprimées du bras d'ancrage sud, mal dimensionnées. Elle relève plusieurs défaillances :
- des erreurs de conception et de calcul, notamment le fait que le poids propre de la structure n'a pas été correctement réévalué après l'allongement de la portée ;
- une sous-estimation des charges réelles supportées par les éléments principaux ;
- une supervision inadéquate du chantier, l'ingénieur-conseil dirigeant le projet à distance ;
- l'absence d'un pouvoir de décision clair sur place, qui a empêché l'arrêt des travaux malgré les signes d'alerte.
La responsabilité est attribuée principalement aux ingénieurs chargés de la conception et de la surveillance plutôt qu'aux ouvriers. Le rapport souligne aussi les limites des connaissances de l'époque sur le comportement des grandes membrures d'acier soumises à la compression.
Reprise des travaux et seconde catastrophe de 1916
Après l'accident, le gouvernement du Canada prend en charge le projet. Une nouvelle conception, plus robuste et plus lourde, est adoptée, et la construction est confiée à une nouvelle entreprise.
Le 11 septembre 1916, une seconde catastrophe survient. La travée centrale, assemblée dans l'anse de Sillery puis amenée sur des barges sous le pont, est en cours de levage lorsqu'elle s'effondre dans le fleuve. Treize ouvriers meurent et quatorze sont blessés. La Ville de Québec attribue l'accident à un défaut dans le moulage d'un support. La travée repose encore au fond du fleuve.
Une nouvelle travée centrale est construite et hissée avec succès en septembre 1917, ce qui permet l'achèvement du pont. Au total, les deux effondrements ont coûté la vie à 89 personnes.
| Événement | Date | Morts |
|---|---|---|
| Effondrement de la charpente sud | 29 août 1907 | 76 |
| Chute de la travée centrale | 11 septembre 1916 | 13 |
| Total | 89 |
Mémoire et héritage
La catastrophe de 1907 est devenue un cas d'étude classique dans la formation des ingénieurs en Amérique du Nord. Elle illustre l'importance de la vérification des calculs lors d'une modification de conception, de la présence d'une autorité technique sur le chantier et de la prise en compte des signaux d'alerte.
L'événement est souvent associé à l'anneau de fer que portent les ingénieurs diplômés au Canada lors du rituel de l'engagement de l'ingénieur, instauré dans les années 1920 pour rappeler la responsabilité éthique et professionnelle de la profession. La croyance selon laquelle les premiers anneaux auraient été façonnés à partir de l'acier du pont effondré relève toutefois de la légende.
Le pont de Québec, achevé en 1917, demeure le pont cantilever possédant la plus longue portée principale au monde. Il a été reconnu lieu historique national du Canada. Les victimes des deux effondrements font l'objet de commémorations, notamment à Kahnawake et sur les rives du fleuve, à proximité de l'ouvrage.