Conception et de caractérisation thermo-hydrique des infrastructures dans le contexte des changements climatiques

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Les changements climatiques au Canada, actuellement observés, et anticipés pour les prochaines décennies tendent vers un réchauffement généralisé des régions nordiques du Canada, alors que les régions plus densément peuplées au Sud verront une augmentation de la fréquence et de l'amplitude des événement météorologiques extrêmes. Une première problématique émerge des conséquences de la construction des remblais sur pergélisol qui tend à détériorer lors que la surface est modifiée de même que sous l'effet des changements climatiques en régions froides. Une deuxième problématique est liée à l'augmentation de la fréquence et de l'amplitude des cycles de gel/dégel en période hivernale et de leurs effets sur les infrastructures routières en régions modérément froides et sur le comportement des sols supports soumis à des conditions thermiques plus près du point de congélation favorisant la formation de lentille de glace. Finalement, l'augmentation de la fréquence et de la magnitude des inondations à proximités de plans d'eau en régions modérément froides constitue un problème majeur sur les infrastructures existantes. Dans ce contexte, la gestion et la construction des infrastructures de génie civil nécessitent une très bonne connaissance du comportement thermique et hydrique des sols et géomatériaux ainsi que le développement de solutions et concepts novateurs. De plus, l'intensification des activités minières dans le Nord apportent des défis environnementaux beaucoup plus complexes qu'en milieux tempérés.à long terme, le programme vise à une meilleure compréhension des phénomènes de transfert de chaleur et de masse dans les sols et géomatériaux, à l'intégration systématique des analyses thermiques dans la conception des infrastructures et au développement de méthode de conception thermo-hydrique innovantes pour les infrastructures construites en milieux nordiques. Les objectifs à court terme du présent projet se déclinent en deux volets. Volet A Optimiser la conception des remblais pour mitiger les effets du gel/dégel et des changements climatiques sur les routes : a) optimiser/minimiser les effets de convection et de radiation interparticulaire des remblais en matériaux très grossiers soumis aux conditions de gel/dégel saisonnier ; b) caractériser les propriétés de transfert et rétention des matériaux grossiers et étalés (naturels, concassés et recyclés) ; c) concevoir des remblais très perméables en régions froides et modérément froides. Volet B Déterminer et modéliser la teneur en eau non gelée à l'aide d'une technique inédite basée sur la mesure de la conductivité thermique: a) développer et calibrer une sonde de très petite dimension (1 à 2 mm3) pour mesurer la conductivité thermique des sols gelés ; b) développer une nouvelle méthode de détermination de la teneur en eau non gelée des sols et matériaux fins sous 0C à partir de la conductivité thermique.