Supervision par :

Jean-Pascal Bilodeau (Membre régulier.ère (co-chercheur.euse))

Co-supervision par :

Guy Doré (Membre régulier.ère (co-chercheur.euse))

Description du projet de recherche

Évaluation à long terme des techniques d'atténuation utilisées pour la stabilisation thermique du pergélisol sur le site expérimental de Beaver Creek (YK).

Introduction

La construction d'infrastructures de transport sur le pergélisol dans les environnements nordiques, combinée au changement climatique, modifie l’équilibre thermique des sols et conduit à la dégradation du pergélisol, entrainant ainsi une perte de la capacité structurelle et fonctionnelle de l’infrastructure. Les méthodes de conception des remblais doivent être adaptées pour éviter le dégel du pergélisol pendant la construction et la durée de vie de l'infrastructure, comme dans le cas de la route de l'Alaska dans le Nord du Canada.

Objectifs

Analyser l’évolution thermique de 6 sections du site expérimental de Beaver Creek sur une période de 10 ans afin de déterminer l’impact des techniques de mitigation appliquées. Évaluer l’efficacité des techniques d’atténuation à une profondeur de 15 mètres, en se concentrant sur la capacité des méthodes utilisées à minimiser le dégel du pergélisol profond. •Réaliser des études en laboratoire sur le verre cellulaire pour tester son potentiel en tant que technique de protection thermique et de stabilisation du pergélisol, en examinant ses performances dans différentes configurations expérimentales.

Sites d'études

En 2008, sur la route de l'Alaska près de Beaver Creek, au Yukon, 12 sections ont été construites et instrumentées avec des câbles à thermistances positionnées dans le remblai et dans le sol naturel sous-jacent permettant de mesurer les températures du sol. Ces sections ont été conçues avec différentes méthodes de stabilisation thermique, telles que le drain thermique, diverses configurations de remblais à convection d'air, l’abri neige/soleil, les remblais végétalisés, les conduits d’air longitudinaux et un revêtement avec granulats de couleur claire.

Matériel et méthodes

La méthodologie proposée comprend une revue de connaissances complète afin de recueillir des informations sur la problématique et les méthodes d'atténuation du dégel du pergélisol. Les données de température du sol naturel et du remblai routier recueillies au site expérimental seront analysées, et l’efficacité à long terme des méthodes d’atténuation appliquées sera évaluée en utilisant une approche basée sur le différentiel de température dans le sol. Des essais en environnements contrôlés en laboratoire sur des remblais de taille réduite seront réalisés en complément, notamment pour tester différentes répartitions granulaires de verre cellulaire, un matériau isolant et au potentiel convectif, comme nouvelle technologie de mitigation. Les données obtenues seront analysées statistiquement pour évaluer l'efficacité des différentes méthodes sur le maintien de l’équilibre thermique du pergélisol.

Résultats attendus

Les résultats attendus comprennent l'identification de méthodes efficaces à long terme (10 ans) d'atténuation des risques de dégel du pergélisol, et des recommandations pour la conception et la construction d'infrastructures de transport durables dans les environnements de pergélisol, incluant l'utilisation de granulats de verre cellulaire comme solution de protection thermique.

Coordonnées des sites de recherche