Pavillon Adrien-Pouliot
1065 avenue de la Médecine
Université Laval
Québec
Québec, Canada
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L’environnement froid dans lequel les opérations minières prennent place dans le nord du Canada peut être profitable aux conceptions d’ingénierie. Si l’infrastructure peut maintenir son état de gèl, les propriétés des sols gelés peuvent être bénéfique pour la construction d’ouvrages de retenue. La conductivité hydraulique diminue significativement sous le point de congélation d’un sol et atteint de valeurs minimales lorsque la teneur en glace est maximale. Donc, de faibles teneurs en eau non gelée dans les composantes gelées des barrages sont souhaitées lors de la conception de barrages en régions froides. Cependant, l’hétérogénéité des sols est négligée lors de la conception. Cette hétérogénéité peut causer des variations en teneur en eau non gelée, ce qui provoque des conductivités hydrauliques inégales et dynamiques.
L’objectif du projet est de mieux comprendre les écoulements à travers des composantes de barrages miniers gelés et partiellement gelés et de quantifier l’impact de l’hétérogénéité granulométrique et de la teneur en eau non gelé des sols sur la perméabilité de ces composantes.
Données en provenance de divers barrages miniers avec composantes gelées opérés en zone de pergélisol continu, généralement situé au Nunavut. Les données sont utilisées pour la modélisation numérique, les propriétés et les conditions des matériaux.
Une revue de la littérature sur les connaissances théoriques sur les écoulements à travers les barrages et les composantes de barrage gelées ainsi que sur les pratiques d’ingénierie utilisées lors de la conception de ces infrastructures pourrait permettre de déterminer les paramètres à inclure dans les modèles numériques. Une analyse paramétrique sera réalisée. Des volumes de sol à petite échelle représentant les écoulements théoriques à travers un milieu hétérogène seront analysés numériquement. Une procédure pour déterminer les conductivités hydrauliques globales de milieux poreux hétérogènes et complexes sera alors proposée selon les résultats de l’analyse paramétrique. Finalement, la méthode de simplification permettant de déterminer les conductivités hydrauliques globales de sols hétérogènes sera validée numériquement avec les données d’un véritable barrage minier gelé. Les modélisations thermohydrauliques seront effectuées avec GeoStudio, plus précisément, TEMP/W et SEEP/W.
Il est attendu que la teneur en eau non gelée, donc les endroits partiellement gelés, joue un rôle significatif dans les écoulements à travers les composantes gelées de barrage. Les résultats devraient inclure une méthode ou une procédure pour déterminer la conductivité hydraulique globale d’un volume de sol complexe et hétérogène. Cette procédure de simplification permettant d’obtenir une conductivité et un flux hydraulique équivalent pourrait être validée dans une modélisation numérique à plus grande échelle. Si concluant, les résultats du projet permettaient de réaliser des analyses de flux hydrauliques à travers les barrages et les barrages avec composantes gelées tout en considérant l’hétérogénéité des conditions et des propriétés des sols.