Développement d’une méthodologie sur la gestion
des eaux de surface et souterraines pour les
infrastructures de transport en milieux pergélisolés
Julie Malenfant Lepage et Guy Doré : Civil and Water engineering Department, Laval
University
Daniel Fortier: Geography Department, University of Montreal
Thomas Ingeman-Nielsen: Civil engineering Department, Technical University of
Denmark
L'eau stagnante le long des infrastructures de transport est un
problème commun à de nombreux endroits dans le nord canadien
Alaska Highway, Yukon
Inukjuaq, Nunavik
Kangiqsualujjuak, Nunavik
Akulivik, Nunavik
Dommages liées à l'eau
Rotation des épaulements
Développement de thermokarst Érosion thermique
Tassements dû au dégel sur la route d’accès de
Salluit
Rupture de ponceaux
A B C
E D
Méthodes d'ingénierie pour la conception des
systèmes de drainage
Deux principales « école de pensée »
1. Approche avec faibles impacts
• Absence de fossé
• Système d’écoulement d’eau:
- Remblais perméables
- Ponceaux aux points d’élévation
les plus bas par rapport au profil de
terrain naturel
Embankment without ditch with several culverts
Méthodes d'ingénierie pour la conception des
systèmes de drainage
2. L'approche du fossé d'interception
Éloigner l’eau de la base des talus routiers
Système de drainage (ponceaux isolés)
Objectifs du projet
Développer une méthode pratique pour concevoir des systèmes de drainage pour les infrastructures de transport linéaire en tenant
compte de la chaleur transférée au pergélisol
Le projet implique:
1. Le profil de température du sol en fonction du débit de l'eau
2. La modélisation thermique et des essais en laboratoire à petite échelle
3. L'élaboration de critères afin de calculer la quantité de chaleur admissible pouvant être transférée
au pergélisol par l’eau de surface et souterraine (en fonction de la sensibilité du pergélisol).
4. Développement d'indices mécaniques et de fonctions de transfert de chaleur pour convertir les
flux d'eau (approche hydrologique) en transfert de chaleur potentiel par unité de longueur de
l'infrastructure.
5. Développement d'une méthode d'ingénierie pratique pour les systèmes de drainage à faibles
impacts sur le pergélisol.
Développement d'une méthode de conception
1. Calcul des débits sur le terrain (approche hydrologique) 2. Sélection d’une stratégie de drainage
• Basé sur le contexte du site et la sensibilité au dégel du pergélisol • Fossé et ponceau vs approche avec faibles impacts
3. Calcul de facteurs de transfert de chaleur (basé sur le contexte du site et les processus de transfert de chaleur
4. Conception des systèmes de drainage • Profondeur et distance des fossés d’interception (si sélectionné) • Nombre de passages pour l’écoulement d’eau
5. Évaluation de la nécessité d’utiliser des techniques d’atténuation de la fonte du pergélisol
• Contrôle de la thermo-érosion (protection de fossé avec un empierrement ou avec une membrane; diffuseur d’écoulement)
• Isolant
Travaux de terrain
Beaver Creek, Yukon Territory
• Suivi du régime thermique autour
du ponceau et du fossé
d'interception
• Évaluer l'impact thermique du fossé
d'interception (données thermiques
disponibles dans le talus de la route
avant et après la construction du
fossé d’interception)
May 2012 October 2010
Travaux de terrain
Salluit, Nunavik
• Suivi de la performance d'un
système de drainage à «faible
impact» construit à l'été 2012
(régime thermique autour de
ponceaux et autour des
canaux de drainage)
• Une analyse détaillée du bassin versant
Protection avec empierrement
Diffuseur
Travaux de terrain Autoroute #3, Northwest Territories
Sisimiut, Greenland
• Suivi de régime thermique autour de ponceaux sur la route n ° 3 dans les Territoires du Nord-Ouest
• Développer une méthode géophysique pour identifier les réseaux d’écoulement d’eau sous les infrastructures de transport
Merci à nos partenaires et
collaborateurs
Development of a methodology for the design of low-impact drainage systems along transportation
infrastructure in permafrost environments
Julie Malenfant Lepage et Guy Doré : Civil and Water engineering Department, Laval University Daniel Fortier: Geography Department, University of Montreal
Thomas Ingeman-Nielsen: Civil engineering Department, Technical University of Denmark