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