Le plan de durabilité du projet a été élaboré conformément aux spécifications contractuelles selon lesquelles tout élément structural principal ne pouvant être réparé ni remplacé sans l’interruption du service du réseau (notamment les unités de fondation composées de pieux caissons, de piles et de chevêtres ainsi que la superstructure) devait être conçu pour une durée de 100 ans. À cet effet, les travaux de conception de durée de vie des unités de fondation et de la superstructure de la voie surélevée ont été effectués sur la base des principes du guide de la fédération internationale du béton (fib) - Bulletin No. 34. Ils se sont inscrits dans une démarche combinant les critères de plusieurs approches proposées par ce dernier guide, soit l'approche probabiliste, celle des considérations minimales normatives et le principe prescriptif d'évitement des mécanismes de détérioration.
Deux catégories de bétons incluant 7 formules et plusieurs variantes destinées aux éléments coulés en place et préfabriqués ont été conçues à travers un vaste programme expérimental au laboratoire de manière à satisfaire aux exigences normatives de durabilité en fonction des conditions d’exposition réelles le long du tracé du réseau. Le rapport eau-liant des formules de béton variait entre 0,34 et 0,42 pour des classes de résistance allant de 35 à 60 MPa selon le type d’élément. La particularité des formules était l’utilisation des liants prémélangés binaires et ternaires conventionnels en combinaison avec un ajout cimentaire additionnel pour produire des liants quaternaires et ternaires modifiés pouvant contenir jusqu’à 43% d’ajouts cimentaires. Ce pourcentage élevé de remplacement de ciment visait à réduire le potentiel de dégagement de chaleur du béton dans les éléments massifs tels que les colonnes, les chevêtres et les pieux caissons dont la dimension la plus faible pouvait dépasser 2 m. L’incorporation de quantités accrues d’ajouts cimentaires dans les formules de béton avait également pour but de diminuer l’empreinte carbone liée à l’utilisation du ciment sur des volumes très élevés de béton produit dans ce projet d’envergure.
Les résultats de laboratoire ont servi de données d’entrée pour des simulations numériques réalisées à l’aide d’un modèle multi-ioniques compatible avec l’approche probabiliste proposée par le guide susmentionné afin de qualifier les mélanges de béton pour des éléments structuraux situés en milieux chimiquement agressifs. Cette qualification consistait à prédire, en fonction des conditions d’exposition identifiées et des paramètres environnementaux connus à travers le réseau, le moment de dépassivation des barres d’acier du premier rang d’armature des éléments principaux causée par la pénétration des ions chlorures à travers l’enrobage de béton et par la carbonatation de ce dernier. Ainsi, la durée de vie potentielle des éléments principaux a été déterminée sur la base du temps d’initiation à la corrosion (dépassivation) des barres d’acier d’armature.
Le choix judicieux des matériaux (type de béton, de barre d’acier, de protection de surface) en combinaison avec des paramètres adéquatement considérés tels que l’épaisseur de l’enrobage des barres d’armature et les conditions d’exposition bien identifiées ont permis d’obtenir une durée de vie simulée supérieure à 100 ans.
