Construire et aménager le territoire sur le pergélisol dans l Arctique. Michel Allard Centre d études nordiques Université Laval

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Edmond Martineau
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1 Construire et aménager le territoire sur le pergélisol dans l Arctique Michel Allard Centre d études nordiques Université Laval

2 1 ère partie Le pergélisol (définitions) Les moteurs du développement (le réchauffement climatique, le prix des ressources, l expansion démographique, la souveraineté et le développement socio-économique). Le pergélisol au Centre d études nordiques

4 Pergélisol: sol ou roc qui demeure à une température égale ou inférieure à 0 C pour au moins deux années consécutives. En fait, il peut durer des siècles et des milléraires. Il contient de la glace sous diverses formes et le terrain supporte des cryosols et des formes caractéristiques. Sa persistance requiert des températures moyennes en surface du sol égales ou inférieures à 0 C: donc, elle dépend du climat.

5 Exemples de formes et types de glace propres au pergélisol Ice Coin wedge de glace Polygones Polygons Lithalsas Lithalses Glace Segregation de ségrégation ice

6 Profondeur Surface du sol TMAS Plafond du pergélisol Couche active Réchauffement en surface + température de l air + neige anthropique Gel pérenne Amp. 0 C Gradient géothermique Pergélisol Base du pergélisol Non gelé Everdingen 1985, modifié par Allard

7 Raglan Salluit Iqaluit Kuujjuaq Chouinard et al., 2008 Mine dans le pergélisol Mine Raglan, Nunavik

8 Atmosphere chaleur neige Toundra couches organiques Couche active pergélisol

9 Ceinture de Wakeham-Bay Cape-Smith, Ni Ressources minérales de l Arctique

10 Besoin de 1000 unités de logement, au Nunavik seulement Besoins en logement, bâtiments de service, infrastructures municipales, aéroports et ports + 10% en 5 ans Salluit

11 Études sur le pergélisol au Centre d études nordiques Études fondamentales: ( Nunavut, Nunavik, Alaska, Yukon) Suivi climatique et géothermique par un réseau instrumental et la télédétection. Modélisation régionale. Études de l origine de la glace du sol (nouvelles technologies, ex. scanner, foreuse portable, isotopes stables) Études de processus géomorphologiques (modèles de fonctionnement) Reconstitution de climats anciens (datation; enregistrements fossiles) Étude de la dynamique des écosystèmes (végétation, couvert de neige, changements topographiques) Transferts de chaleur (conduction, convection) Thermokarst et impacts ( relâchement de carbone dans les écosystèmes) Études appliquées Infrastructures de transports (routes et aéroports) Développement des communautés et stratégies d adaptation. Compilation géographique d information en appui aux décisions publiques Études de processus en milieu industriel (mines)

12 Réseau SILA de stations climatiques et de câbles à thermistances Raglan Ward Hunt Island

13 Active layer thickness T C 4 mètres T C 20 mètres Réchauffement observé sur tout le territoire du Nunavik

14 2 e partie Les constructions sur pergélisol Principes: 1 er : préservation du sol gelé. Les radiers et les chevalets Les pilotis Les thermosiphons

15 Répandu Au Nunavik Types de fondations Source: Frozen Ground Engineering Andersland and Ladanyi, 2004

16 Construction sur radier et chevalets au Nunavik Erreur! SHQ, années 1980 KSB, années 2000 Makivik, années 2000

17 Les constructions sur chevalets (en vert) conservent le sol à la même température que le milieu naturel. Elles ont résisté à l approfondissement de la couche active de 1992 à Mais une mise à niveau annuelle est requise.

18 Thermosyphons Construction sur pilotis adaptées au relief

19 Iqaluit Pangnirtung Étapes de la construction sur pieux au Nunavut

20 Thermosiphons Arctic Foundations Inc.

21 Station: eau chaude Conduites; école Centre commercial; sol réfrigéré Urbanisme planifié Autres pays: Longyearben, Svalbard, Norvège

22 Restauration du pergélisol après démolition d une vieille maison Depth (cm) -4,5-4 -3,5-3 -2,5-2 -1,5-1 -0,5 0 0, F1 17/10/2008 F1 17/10/2009 F1 Initial depth Temperature ( C) -450 Pour la récupération d emplacements de maisons dans la communauté (Giberyen, Ph. D. in prep.) Regel et refroidissement du pergélisol

23 3 e partie La cartographie du pergélisol et la planification des projets Exemples de cartographie pour la planification de communautés inuites Exemple d adaptation d une piste d atterrisage

25 What s next? Characterization of permafrost Nunavut Landscape Hazard Mapping and Permafrost Survey Pangnirtung. Flood and catastrophic thermal erosion, June Pangnirtung permafrost survey ~10m

26 Kangirsuk

27 Kangirsuk

28 Cartographie et SIG en appui au développement communautaire (Salluit) Géologie de surface

29 Roc Coins de glace et sol humide Pergélisol dans des dépôts glaciaires

30 Conditions de pergélisol

31 Orientations dans les prises de décisions publiques CEN Aires de développement futures retenues par la communauté

32 Les projets de construction du Centre d études nordiques de l Université Laval Port de Matane Ile Ward Hunt-Ellesmere Ile Bylot Emplacement à Salluit, octobre 2010 Whapmagoostui/Kuujjuarapik

33 Aéroports du Nunavik Photo: Emmanuel L Hérault

34 Salluit Diagnostique Plan d intervention

35 Conclusions Considérant le changement climatique et l importance des investissements publics et privés, une planification méticuleuse du développement sur pergélisol est devenue indispensable. La plupart des techniques de construction demandent une préparation des fondations au moins un an d avance pour stabiliser le pergélisol de façon avantageuse. Pour les communautés inuites, le besoin est urgent et il représente une augmentation importante des superficies urbanisées sur le pergélisol. Or, il faut adapter les types de fondations aux types de terrain. La logistique (ex. plans, transport, mouvements de personnel, etc.) demande aussi de la planification.

36 Nakurmimarialuk! Merci beaucoup! SILA

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