Les défis de gestion et de développement d infrastructures de transport en milieu nordique De la recherche à l application Symposium international sur le développement nordique 2015 Atelier H - Infrastructures 25 février 2015
Contexte Infrastructures de transport du MTQ dans l Arctique québécois Territoire arctique du Québec (Nunavik) au nord du 55 e parallèle Communautés isolées (14 villages nordiques et 1 village cri) Desserte aérienne (personnes, marchandise périssable, évacuations médicales, etc.) et maritime (marchandises pondéreuses) Infrastructures MTQ dans l Arctique québécois: o 13 aéroports (gravier) et routes d accès (revêtement) o Construction entre 1984 et 1991 Présence de pergélisol Réchauffement climatique au Nunavik: o Entre 1990 et 2010: + 2 o C o Entre 2012 et 2050: + 3 o C Aucune perspective de réchauffement climatique lors de la construction Pergélisol considéré comme une fondation stable
Impacts du dégel du pergélisol sur les infrastructures de transport Tassements en bordure des remblais, fissuration et perturbation du système de drainage en pied de remblai Tasiujaq Salluit Tassements localisés sur toute la largeur de l infrastructure Salluit Umiujaq Quaqtaq Glissement de terrain en bordure d une infrastructure Soulèvement de clôture Salluit Aupaluk Tasiujaq
Enjeux et défis Adapter la gestion des infrastructures de transport nordiques aux changements climatiques Identifier les infrastructures de transport du MTQ vulnérables au dégel du pergélisol. Déterminer les facteurs qui induisent une vulnérabilité pour les infrastructures sur pergélisol (changements climatiques, accumulation d eau et de neige, conception, etc.). Développer des connaissances sur les techniques d adaptation efficaces et durables dans le contexte géophysique de l Arctique québécois. Investir dans l acquisition de données afin d appuyer la prise de décision et maximiser les interventions (conditions du pergélisol, performance de solutions d adaptation, etc.). Intégrer les notions liées aux CC dans la démarche d analyse de vulnérabilité pour les infrastructures sensibles afin de réévaluer le niveau de risque. Adapter l approche de gestion (planification et priorisation) et la conception des infrastructures ainsi que la réalisation des travaux d adaptation (multidisciplinarité).
Acquisition de données et monitoring Adapter la gestion des infrastructures de transport nordiques Identifier et suivre l évolution des dégradations causées par le dégel du pergélisol (tassements et fissurations du remblai, déformation d un ponceau, etc.). Documenter les modifications du milieu physique (conditions d enneigement, état des coins de glace, dégradation du pergélisol, etc.). Suivre le comportement des remblais (observations, plaques de tassement et inclinomètre). Suivre l évolution du régime thermique du pergélisol (thermistance et fibre optique). Stations d acquisition de données thermiques sur le pergélisol à l aéroport de Tasiujaq Enneigement en bordure d une piste atterrissage, Kangiqsualujjuaq Coins de glace, Akulivik
Outils de gestion et suivi Adapter la gestion des infrastructures de transport nordiques Développer de nouveaux outils d inspection et registres de suivi. Revisiter la méthodologie des inspections des ouvrages visant à documenter les nouveaux paramètres liés au dégel du pergélisol et aux CC.
Recherche et innovation Adapter la conception des infrastructures de transport nordiques Aménagement de sites expérimentaux pour suivre la performance des techniques d adaptation sur les infrastructures de transport à Salluit et Tasiujaq (remblai en pente douce, remblai à convection, remblai muni d un drain thermique, surface pâle) Drain thermique Remblai à convection Site expérimental, Tasiujaq Remblai en pente douce
Recherche et innovation Adapter la démarche d évaluation de la vulnérabilité des infrastructures de transport nordiques Développement d une démarche pour évaluer la vulnérabilité des infrastructures de transport sur pergélisol dans un contexte de CC. Travaux d investigation du pergélisol (relevés géophysiques, forages profonds avec échantillons intacts & essais en laboratoire). Modélisation géothermique du pergélisol à partir de projections climatiques (prise en compte des conditions d enneigement). Relevés géophysiques Carte synthèse des dépôts de surface, Kangirsuk Travaux de forage, Puvirnituq Sol riche en glace, Salluit
Recherche et innovation Adapter les infrastructures de transport nordiques Développement de stratégies d adaptation pour les infrastructures de transport vulnérables au dégel du pergélisol. Utilisation de nouvelles technologies pour stabiliser thermiquement (drain thermique) le pergélisol sous la route et pour détecter linéairement (fibre optique) la dégradation du pergélisol sous une infrastructure vulnérable aux CC.
De la recherche à l'application Stratégie d adaptation pour les infrastructures de transport du MTQ au Nunavik Contrepoids et remblai à convection & amélioration du réseau de drainage de la piste d atterrissage à Puvirnituq Clôture résistante aux mouvements de sol sensible au dégel à Inukjuak 10
De la recherche à l application Stratégie d adaptation pour les infrastructures de transport du MTQ au Nunavik Remblai avec drain thermique et pente adoucie sur la route d accès de l aéroport à Salluit 11
Enseignement L acquisition de données est essentielle pour valider les hypothèses sur l impact des CC sur les infrastructures et sur la performance des solutions d adaptation à long terme. La prise en compte des CC et des investigations géotechniques approfondies du pergélisol sont indispensables pour concevoir et évaluer le niveau de risque des infrastructures de transport nordiques. Les techniques d adaptation expérimentées ont généralement démontré une bonne performance, mais elles peuvent s avérer coûteuses et complexes à mettre en place. Les critères de conception et les pratiques d entretien doivent être revus et adaptés. Malgré les techniques d adaptation performantes qui ont été développées, l intensification de l entretien sera l option à privilégier dans certains cas.
Enseignement L implication d intervenants multidisciplinaires pour le développement de stratégies d adaptation est incontournable. L intégration systématique de la connaissance développée en adaptation aux CC dans les projets d infrastructures demeure un défi. Les coûts initiaux d entretien et de réhabilitation des infrastructures nécessitant une conception adaptée aux CC ont augmenté; Reste à évaluer les coûts globaux sur le cycle de vie des infrastructures (LCCA)
Conclusion Questionner les pratiques éprouvées au Sud; Réinventer la gestion des infrastructures nordiques à la lumière des connaissances développées en adaptation aux CC. Poursuivre l acquisition de données et évaluer le potentiel d utilisation de nouvelles technologies pour optimiser les interventions. Évaluer la performance des solutions d adaptation à l échelle réelle afin de valider les hypothèses et d orienter les recherches ultérieures. Accentuer les efforts de transfert de connaissances sur les CC pour assurer leur prise en compte. Réfléchir à l adaptation des cursus académiques afin d y intégrer les notions sur les risques induits par les CC. Adapter les méthodes de conception et d entretien des infrastructures nordiques.
Conclusion Poursuivre le développement et promouvoir les outils d aide à la décision sur les bonnes pratiques de gestion et de conception dans un contexte de CC pour assurer le développement durable des infrastructures de transport nordiques. Développer la connaissance sur l impact des CC sur l accès aux infrastructures de transport nordiques afin d assurer la pérennité et la sécurité de la desserte des communautés nordiques isolées.
Merci beaucoup!