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Études de cas en montage et gestion de projets d’aménagement Titre de l’article 2008 article X0000 Université de Montréal, Montréal, Canada PROLONGEMENT DU METRO DE MONTREAL VERS LAVAL (Ligne Orange) EL HARRAQUI Akram ([email protected]) GOHIER Malo ([email protected]) VIALA Arnaud ([email protected]) Le prolongement de la ligne orange du métro de Montréal vers Laval fait partie des grands projets entrepris au Québec. Il a pour fonction d’offrir aux usagers une ligne qui relie la station Henri-Bourassa à la station Montmorency en passant par les stations Cartier et De La Concorde. L’enjeu majeur de ce projet a été d’ordre technique car il a dû répondre à deux contraintes : une première géologique et une deuxième infrastructurelle. Cet enjeu a eu de grandes influences sur tous les aspects de la gestion du projet (temps, coûts, etc.). Le projet devait répondre à une gestion très précise étant donné que le tracé passe sous la rivière des Prairies, sous la nouvelle station Cartier, puis se poursuit jusqu’à la station De La Concorde, jumelée à la ligne de train de banlieue de Blainville. Enfin, le tunnel se situe à proximité de l’autoroute des Laurentides et de plusieurs complexes immobiliers près de différentes structures (chantiers, sorties de secours, stations de pompage et locaux d’équipements techniques). Malgré le contexte environnemental, l’équipe de gestion, a su surmonter les contraintes du projet grâce à une stratégie adéquate. Cette stratégie devait réduire le plus possible les risques liés au tracé d’où l’obligation d’utiliser deux méthodes pour le forage du massif rocheux. Dans un premier temps un dynamitage classique a été utilisé pour permettre l’excavation des roches les plus friables. Dans un second temps c’est l'utilisation d'un tunnelier-fraiseur européen pour les couches sédimentaires les plus épaisses qui a permis l’atteinte des résultats escomptés.

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Etude des techniques de gestion de projetdans le cadre du cours Montage et Gestion de Projet de la formation Montage et Gestion de Projets d'Aménagement de Maitrise de l'Université de Montréal

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Études de cas en montage et gestion de projets d’aménagement Titre de l’article 2008

article X0000

Université de Montréal, Montréal, Canada

PROLONGEMENT DU METRO DE MONTREAL VERS LAVAL

(Ligne Orange) EL HARRAQUI Akram ([email protected]) GOHIER Malo ([email protected]) VIALA Arnaud ([email protected]) Le prolongement de la ligne orange du métro de Montréal vers Laval fait partie des grands projets entrepris au Québec. Il a pour fonction d’offrir aux usagers une ligne qui relie la station Henri-Bourassa à la station Montmorency en passant par les stations Cartier et De La Concorde. L’enjeu majeur de ce projet a été d’ordre technique car il a dû répondre à deux contraintes : une première géologique et une deuxième infrastructurelle. Cet enjeu a eu de grandes influences sur tous les aspects de la gestion du projet (temps, coûts, etc.). Le projet devait répondre à une gestion très précise étant donné que le tracé passe sous la rivière des Prairies, sous la nouvelle station Cartier, puis se poursuit jusqu’à la station De La Concorde, jumelée à la ligne de train de banlieue de Blainville. Enfin, le tunnel se situe à proximité de l’autoroute des Laurentides et de plusieurs complexes immobiliers près de différentes structures (chantiers, sorties de secours, stations de pompage et locaux d’équipements techniques). Malgré le contexte environnemental, l’équipe de gestion, a su surmonter les contraintes du projet grâce à une stratégie adéquate. Cette stratégie devait réduire le plus possible les risques liés au tracé d’où l’obligation d’utiliser deux méthodes pour le forage du massif rocheux. Dans un premier temps un dynamitage classique a été utilisé pour permettre l’excavation des roches les plus friables. Dans un second temps c’est l'utilisation d'un tunnelier-fraiseur européen pour les couches sédimentaires les plus épaisses qui a permis l’atteinte des résultats escomptés.

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1. DESCRIPTION DU PROJET ET DE SON CADRE ORGANISATIONNEL

1.1. Présentation générale du projet et de ses principales caractéristiques L’idée d’un prolongement du métro orange vers le nord date de 1967. La Ville de Laval était alors divisée en 18 municipalités distinctes. Chacune d’elle avait un pouvoir et un budget trop peu important pour supporter un tel projet d’infrastructure de transport, c’est pourquoi celui-ci fut abandonné. Ce n’est qu’en 1998 que le gouvernement du Québec décide de reprendre les études pour répondre à un besoin en transports collectifs. Après une période d’études de faisabilités techniques et économiques les travaux ont commencé en 2002 pour s’achever en 2007. Le nouveau tunnel qui relie la station Montréalaise d’Henri-Bourassa à Montmorency (passant par Cartier et De La Concorde) s’étend sur une longueur de 4,9 kilomètres ou 5,2 kilomètres si l’on prend en compte le tronçon arrière du terminus. Le coût initialement prévu des travaux était de 345 millions de dollars, mais c’est un montant de 745 millions de dollars (soit 143 millions de dollars par kilomètre) qui sera au final dépensé jusqu’à l’inauguration le 16 avril 2007. Ce chiffre est légèrement inférieur aux coûts habituellement rencontrés en Amérique du Nord. C’est le gouvernement du Québec qui a financé en totalité le projet. Cette ligne est gérée par la STM (Société des Transport de Montréal) qui en est devenue propriétaire une fois la réalisation terminée par l’AMT (Agence Métropolitaine de Transport). Avec ce prolongement, la ligne orange totalise une longueur d’environ 30 kilomètres comprend 31 stations et transporte environ 750,000 passagers par jour.

Figure 1 Plan du métro de Montréal

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1.2. Présentation du cadre organisationnel

Figure 2: Diagramme organisationnel

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1.3. Présentation du gérant du projet et des principaux intervenants. Les trois stations de métro de Laval ainsi que les tronçons de tunnel les rejoignant ont été conçus et réalisés par une seule et même équipe de gestion de projet (les chiffres situés entre parenthèses font référence au diagramme organisationnel Fig.2).

• Ministère des Transports du Québec (1) Il est responsable de l’exécution du projet devant l’Assemblée nationale. Le Ministère des transports du Québec finance le projet. Il est en charge d’autoriser les budgets et d’approuver les concepts. Il s’assure que le suivi du projet soit fait selon ses règles. Il a également à sa charge d’appliquer les modalités du Programme d’aide au transport en commun.

• L’agence Métropolitaine des Transports (AMT) (2) L’AMT comprend deux entités au sein de l’équipe organisationnelle. La première est le conseil d’administration qui approuve les orientations, les objectifs, scénarios, choix, contrats, budgets et échéanciers. Elle se charge de faire les recommandations requises au MTQ. La deuxième entité, constituée de la Présidente Directrice Générale (PDG), doit préparer les orientations, les objectifs, le plan directeur et le cadre de réalisation. De plus, elle contrôle l’atteinte des résultats et objectifs. Elle facilite les arbitrages au sein de la firme responsable du projet soit Snc-Lavalin, GMAT, Tecsult et Muni-Consultt. La PDG est également responsable des consultations et communications publiques. Pour finir, elle transmet au ministre des transports du Québec les recommandations du Conseil d’administration.

• Le Comité d’orientation (3) Le comité d’orientation est composé d’organismes publics, comme par exemple les pompiers de la Ville, la police de Laval et autres. Il a pour rôle de donner des avis sur les orientations, les concepts finaux et les budgets.

• Le Directeur de projet (4) Son rôle principal est de préparer le plan directeur général, les contrats et les appels d’offres : plans, devis et la gestion de construction en IAGC (Ingénierie Approvisionnement Gestion de la Construction). Il administre les contrats (suivi et contrôle budgétaire, contrôle de la qualité, etc.). Il planifie également les comités ad hoc et les consultations et étapes d’analyse de la valeur. De plus, le directeur de projet a pour charge de coordonner les activités, de contrôler les résultats et l’avancement du projet. Enfin, il prépare les dossiers pour le conseil d’administration de l’AMT et prépare les dossiers pour l’autorisation finale du MTQ.

• La Firme: SGTM (5) L’acronyme SGTM symbolise le regroupement d’un certain nombre d’intervenants qui constituaient le noyau pour la conception du projet. Chaque lettre représente un intervenant. Le terme « Firme » était utilisé dans le devis administratif pour identifier ce regroupement de plusieurs firmes. Le S signifie la firme d’ingénieurs SNC-Lavalin (réf 6 de la fig. 2) qui agissait à titre de directeur d’étude responsable de la gestion du projet. SNC-Lavalin était en contact direct avec l’ensemble des intervenants. Ils étaient en charge d’évaluer les conditions

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contractuelles, de diriger l’équipe technique, d’établir les appels d’offre auprès des entrepreneurs, etc. Leur contrat était du type IAGC. Le G identifie la firme GMAT (réf 7 de la fig. 2) qui était responsable du tracé et de la conception du tunnel à partir de critères établis par la firme Muni-Consult. Le T représente la firme TECSULT (réf 8 de la fig. 2) qui avait pour responsabilité de fournir toute l’ingénierie des stations, c'est-à-dire l’infrastructure, la mécanique, l’électrique, etc. et cela pour toutes les phases du projet. Enfin, le M symbolise Muni-Consult (réf 9 de la fig. 2) qui est une filiale de la firme Daniel Arbour et Associés. Elle était responsable de la gestion des firmes d’architecture soit : Guillermo et Farregut (réf 10 de la fig. 2), Martin Maurice Marcotte (réf 11 de la fig. 2), Bisson Fortin et Associés (réf 12 de la fig. 2) et DAA Paysage (Division paysage de la firme Daniel Arbour et Associés, réf 13 de la fig. 2). Dans les faits, celle-ci devait récupérer toutes informations utiles provenant des intervenants externes (ex : Société des Transports de la Communauté Urbaine de Montréal) puis établir à partir de ces données une base au projet. Par la suite cette base était reprise par chacun des architectes de chacune des stations pour l’adapter à son concept. Les firmes d’architectes devaient rapporter à Muni-Consult tout problème ou litige lors des réunions hebdomadaires du consortium. Muni-Consult était également responsable de l’insertion urbaine et de la localisation de chaque station. Cela incluait l’établissement du plan fonctionnel de tous les équipements urbains de surface, par exemple pour la station Montmorency, le terminus et le stationnement incitatif. Finalement cette firme était en charge d’établir la communication entre les intervenants externes (Ville de Montréal, Ville de Laval, etc.) et la Firme.

• Société des Transports de la Communauté Urbaine de Montréal STCUM – Bureau de projet (réf 14 de la fig. 2)

La STCUM que l’on appelle aujourd’hui la Société des Transports de Montréal (STM) avait pour rôle de réaliser les plans et devis des équipements fixes, comme un sous-traitant de la Firme. Elle réalisait aussi les activités d’approvisionnement et de gestion de la construction des équipements fixes. D’autre part, elle devait agir comme intermédiaire entre l’exploitant et la Firme et ainsi transmettre les besoins d’exploitation, d’entretien, de performance et de niveau de service. Finalement d’autres intervenants externes ont été nécessaires au bon déroulement du projet (réf 15 de la fig. 2). Ces derniers comprenaient des organismes publics tels que : la STL (Société des Transports de Laval), les pompiers de la Ville de Laval, la Police de Laval et autres. Leur intégration au projet était cependant d’ordre informationnel seulement.

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2. PLANIFICATION DU PROJET

2.1. Cycle de vie du projet

Le prolongement de la ligne de métro est un projet d’envergure. Les prouesses techniques auxquelles il était confronté ont fait que son déroulement soit différent de tout autre projet. Le cycle de vie du projet et la courbe des revenus injectés le long du cycle de vie rendent la courbe atypique. En effet, le projet était dès le départ soumis à d’importantes médiatisations et politisation. Dès son annonce, le projet aura dû faire face à plusieurs obstacles en raison de son importance. Le Ministère des Transports du Québec ayant annoncé le projet, celui-ci n’avait donc autre choix que d’aboutir. Ainsi, un budget dérisoire, bien en deçà des besoins de ce projet, a été alloué et approuvé. Il aura fallu plusieurs études pour déterminer et faire approuver un budget final réaliste, d’où le ralentissement du projet au niveau de la 1ère phase. Lors de la troisième phase du projet la problématique fut d’ordre géologique. Les techniques et procédés utilisés pour creuser ce tunnel ont été complexes et longs. Le projet fut donc de nouveau ralenti au moment de la phase de construction du tunnel qui devait précéder la construction des stations. Finalement, la courbe du cycle de vie montre que les revenus ont été très élevés vers la fin du projet. En effet, les dernières étapes étant des installations d’équipements extrêmement onéreuses. La « cloche » de la courbe du cycle de vie se retrouve décalée et proche de la phase de lancement.

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2.2. Les phases du projet Le projet est décomposé en différentes étapes auxquelles correspondent un ou plusieurs livrables:

Figure 3: Phasage du projet Plusieurs autorisations ont été nécessaires de la part des différents acteurs (AMT, MTQ) pour passer d’une étape à l’autre. Afin d’obtenir ces approbations des rapports ont été remis à la fin de chaque étape ou phase. Ceux-ci étaient étudiés par les décideurs afin de valider la poursuite du projet. Voici quelques dates d’événements importants du projet : Tableau 1: dates importantes du projet DATE DOCUMENTS / EVENEMENTS CONTENU

1998 Dépôt du mandat par le maître d’ouvrage (MOA)

Volonté de créer de deux stations (Cartier + Montmorency)

Juillet 2000 Autorisation du MOA pour réaliser le projet

Choix de réaliser le projet avec une structure en IAGC

Septembre 2000 Choix de l’équipe d’ingénieurs Doit préparer le plan directeur et les documents d’appel d’offre

6 juin 2001 Fin appel d’offre public Choix du groupement SGTM pour réaliser le projet + définition du phasage

Février 2002 Dépôt du rapport d’avant projet Création d’une 3ème station (De La Concorde)

14 février 2002 1er appel d’offre de construction

12 mars 2002 1er contrat de construction Début des travaux d’excavation du site de la future station Montmorency

Mars 2004 Livraison du tunnel sous la rivière des Prairies

Eté 2004 Fermeture de la station Henri-Bourassa

Raccordement entre le nouveau tunnel et l’ancien

Hiver 2005 – printemps 2006 Travaux d’architecture 3 stations Eté et automne 2006 Aménagements extérieurs 3 stations

16 avril 2007 Inauguration

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2.3. Faisabilité technique et économique du projet La complexité technique du projet vient du fait que c’est une structure souterraine située sous un milieu urbain. Les travaux doivent avoir le moins d’impacts possible sur les constructions existantes en surface. De plus, des contraintes naturelles comme le passage sous la rivière ou encore les différents types de sols rencontrés accroissent les difficultés du parcours. Ainsi pour la phase des travaux sous la rivière, il a fallu solidifier le massif rocheux afin d’éviter les infiltrations d’eau. La présence d’un sol aux caractéristiques hétérogènes a obligé l’utilisation de deux méthodes de creusement du tunnel. La première est le dynamitage. L’excavation à l’explosif est utilisée pour le forage de sols cohérents qui ne nécessitent pas de soutènement. C’est une méthode efficace et rapide se révélant dangereuse et créant des nuisances. La deuxième méthode fut l’utilisation d’un tunnelier importé d’Europe pour creuser dans les terrains difficiles (instabilité, présence d’eau). Les matériaux issus de ces différents forages représentent un volume d’environ 400,000 m3. Un autre point technique a été l’obligation de dévier une rivière souterraine. Celle-ci était située sur le tracé et augmentait grandement le risque d’infiltration d’eau dans le tunnel au moment de la construction mais aussi lors de la mise en service. Pour ce faire, une conduite d’environ sept mètres de diamètre a été installée pour la détourner. Au final, on peut dire que le prolongement du métro est techniquement faisable car les techniques de construction ont déjà été éprouvées. Le manque de projet comparable et la faible expertise technique ont tout de même créé un environnement incertain.

Figure 4: Profil en long du tracé du prolongement

Du point de vu économique un métro est toujours un équipement de transport qui coûte cher. De plus, les différentes contraintes techniques vues précédemment ne font qu’accroitre le budget de construction. Pour connaître la rentabilité du projet et donc savoir si le risque de le faire est justifié, l’objectif est de trouver les différents coûts et bénéfices monnayables et non monnayables pour l’AMT. Tableau 2: coûts et bénéfices

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3. ANALYSE DES OUTILS DE GESTION

3.1. La gestion du temps Le plan directeur envisageait de mettre en service la ligne de métro en 2006, planifiant un délai de 57mois. Cette période était découpée en 2 phases : La première, d’une durée de 9 mois, comprenait les 3 étapes définies dans l’appel d’offres (études complémentaires, plans et devis (7 mois) ; l’ingénierie de la valeur (1 mois) et l’approbation par l’AMT et le MTQ (1 mois)). La seconde phase, amorcée en février 2002 et d’une durée de 48 mois, comprenait l’ingénierie détaillée, l’approvisionnement, la construction et la mise en service. La fin de la phase I et le début de la phase II se sont chevauchées car l’étape 3 (l’approbation) s’est superposée avec le début de la phase II qui s’est amorcée prématurément. L’échéancier a par la suite été révisé mensuellement pour tenir compte des aléas techniques (massif rocheux), des approbations tardives et des interruptions de service dues aux modifications du concept originel (rajout de quai, raccordements…). Au final ces changements ont créé un retard de 18 mois pour la mise en service (soit en 2007).

3.2. La gestion des coûts En 2000, le budget préliminaire avait été estimé à 345,3 M$ (avant taxes) par le Groupement SGTM. Après le lancement de la phase I, l’estimatif fut revu à la hausse en raison des coûts additionnels (changements dans les concepts, prévisions faussées, honoraires non pris en compte). En 2002, le montant annoncé fut de 553 M$ (avant taxes, contingences et en oubliant des facteurs importants). Comme les coûts dépassaient largement l’estimation, l’AMT effectua des avances d’honoraires sur la base des heures travaillées plutôt que selon l’avancement des travaux, tel que le stipulait le contrat. Cela permit de continuer le projet tout en outre passant les approbations gouvernementales ralentissant les travaux. Lors du lancement de la phase II, d’autres changements sont survenus (marché de la construction du Québec fluctuant, retards, changements conceptuels) créant de surcroit une hausse des coûts du projet. En 2004, une dernière estimation de 803 M$ fut annoncée. C’est un comité d’expert mis en place sur le projet qui réalisa la dernière estimation intégrant toutes les réalités du projet. Tableau 3: prévisions des coûts totaux selon les dates importantes du projet

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Tableau 4: modifications des coûts selon le temps

3.3. La gestion de la qualité La nouvelle ligne répond à une norme internationale de construction rendue obligatoire depuis l’incendie dans le tunnel du Mont Blanc de 1999, qui exige des sorties de secours tous les 750 mètres. Les tunnels répondent également à des normes de constructions permettant une meilleure utilisation et une maintenance plus uniforme. La conception des tunnels doit rendre le chantier puis l’usage sûr (cf. figure ci-dessous). C’est pourquoi la qualité des matériaux, des moyens de renforcements et des membranes d’étanchéités ont été inclus tout au long du parcours afin de garantir une robustesse à l’usage. La gestion de la qualité a donc été abordée comme principe de caractéristiques de performance.

Figure 5: Coupe type d'un tunnel foré dans le roc

La ligne a également été dotée de nouvelles technologies de télécommunication à fibre optique qui utilise une technologie avant-gardiste (1er mondiale dans le secteur du transport urbain). De plus, le système de transmissions des données (téléphonie, surveillance, télémétrie…) permit la modernisation sur tout le réseau. Ce dernier point montre une volonté d’améliorer la qualité des réseaux de télécommunication qui étaient inefficaces depuis quelques années. Enfin, une norme ISO 20000 a été utilisée dans la gestion de la qualité informatique permettant la conservation et la traçabilité de tous les documents importants et nécessaires à l’exécution du chantier.

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3.4. La gestion des ressources Le projet touchant au dynamitage et le travail étant assimilé à celui d’un ouvrier minier, son développement a pris en compte des équipes de sauveteurs pour répondre efficacement aux dangers. Le Code de sécurité pour les travaux de construction sollicite une équipe de sauvetage formée de trois professionnels. Pour le chantier du métro, c’est une équipe de 6 personnes qui était prévue en cas de besoins. C’est la SST qui se chargeait de coordonner sur ce point tous les intervenants au chantier.

3.5. La gestion des risques Les risques du projet tournaient principalement autour de deux points de l’excavation du tunnel dans une région sédimentaire de la ville. Le premier point était le risque d’effondrements induis par l’utilisation du dynamitage et des moyens de forage. Le second point était le risque d’incendie par l’utilisation de matériel et de produits (essence, chalumeaux, électricité…) à proximité de poches de méthane. Cette situation fit ralentir le projet à cause de la mise en application de toutes les règles de sécurités (détecteur de gaz, renforcement des structures). Une bonne planification et une bonne coordination de tous les acteurs (SST, 911, Urgences, la Sécurité publique du Québec, etc.) a été nécessaire pour pallier aux dangers. Il a fallu mettre en évidence tous les risques inhérents d’un tel procédé. Le chantier a été lancé à un rythme devant assurer une bonne maîtrise de la situation. Des retards justifiés engendrés par ces aléas ont été pris en considération. Tableau 5: exemple d'analyse de risque

Risques Réactions/mesures

Effondrement du site pouvant mettre fin au projet (anticipée par la Ville).

Augmentation de la limite budgétaire ; Planification importante des travaux ; Adaptation et gestion du danger ; Techniques de renforcement des structures.

Incendie du site pouvant mettre fin au projet (anticipée par la Ville).

Politique de protection des travailleurs. Détecteur de gaz, gestion des risques.

Dépassement de l’échéancier (non anticipé par la Ville).

Chevauchement des phases. Conflits, redéfinitions des rôles et responsabilités

Dépassement des coûts (non anticipé par la Ville).

Contingences très importantes (+ 500 M$). Conflits et redéfinitions des contributions. Renégociations des montants

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3.6. Les interfaces de communication Certains intervenants étaient liés par des contrats écrits, d’autres par des liens informels. La complexité de ce projet rendait les liens informels très importants étant donné que les firmes en charge de la conception et de la réalisation du projet avaient besoin d’un apport d’informations constant de l’extérieur. Ces composantes, appelées périphériques durant le projet, étaient d’une extrême diversité ce qui rendait la tache encore plus difficile car il était, au final, nécessaire de comprendre différents langages en même temps. Bien qu’a l’origine du projet, la firme Snc-Lavalin était responsable du consortium, c’est au final Muni-Consult qui intégrera dans ses activités la coordination et la communication entre tous les intervenants extérieurs issus de liens informels. En effet, la vocation d’urbaniste de Muni-Consult favorisait une compréhension globale des différentes composantes du projet contrairement à Snc-Lavallin, firme d’ingénieurs. Au départ, un système de réunions statutaires de l’exécutif indépendant était organisé avec en parallèle une réunion d’architectes pour appliquer les mêmes normes, partager l’information, appliquer des principes communs et donc gagner du temps. Cependant, très vite, ces réunions ont été remplacées par des réunions de représentation et une autre réunion plus techniques, impliquant toutes les disciplines. Au final, trois réunions étaient organisées de façon hebdomadaire ce qui compliquait la communication. Muni-consult a donc dû réorganiser ces réunions pour les condenser en une réunion organisée tous les lundis. L’AMT imposait à tous les intervenants un système ISO 2000 qui implique une parfaite traçabilité des documents mais qui engendre aussi un nombre important de documents. Ce système permettait toutefois de trouver et gérer l’information de façon efficace en plus de faciliter les changements et modifications.

4. CONCLUSION Au final nous pouvons dire que le projet fut une réussite. Au niveau technique toutes les contraintes liées au sol et à l’environnement ont été surmontées. Certes cela a provoqué une augmentation des coûts généraux de construction mais il faut prendre en compte que ceux-ci étaient irréalistes dès le début et qu’à la fin tout à été approuvé par le ministère des transports du Québec. Les communications ont été bien gérées malgré l’archivage qui compliquait l’ensemble du fonctionnement. Le seul point négatif a été le retard par rapport à l’échéancier prévu au départ, mais vu l’ampleur des difficultés à surmonter celui-ci n’aura pas aussi important qu’il aurait pu l’être. On peut donc dire que l’équipe de gestion a bien fait son travail pour tenter de respecter le mandat du maître d’ouvrage.

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