Chaire de recherche en partenariat sur l’optimisation du cycle de vie des barrages en remblai
Chaires de recherche en partenariat
Domaine(s):
- Sciences et génie
Jean Côté
Professeur titulaire
Faculté des sciences et de génie
Jean Côté est professeur au Département de génie civil et de génie des eaux depuis 2009. Son expertise porte sur le comportement hydraulique et thermique des infrastructures de génie civil. Il a notamment développé des modèles de comportement hydraulique basés sur les conditions de mise en place et les caractéristiques physiques des matériaux. Il travaille au développement et à l’adaptation de modèles permettant de prédire l’initiation et la progression de la suffusion et de l’érosion interne de conduit de même que l’érosion de surface en cas de surverse.
Expertises du titulaire
Géotechnique
Barrage en remblai
Écoulement
Érosion interne
Surverse
Transferts de chaleur
Caractérisation
Modélisation
Variabilité spatiale
Objectifs
- Apporter une compréhension plus complète des phénomènes d’érosion interne régressive de fondation et par suffusion pour le développement d’approches de modélisation du comportement en fonction des conditions spécifiques de terrain et de mise en place des matériaux.
- Développer des méthodes d’analyse des bases de données quantitatives et qualitatives à l’aide des approches de type géostatistique et apprentissage machine.
- Développer une méthodologie de caractérisation de l’érosion de surface en support à la gestion des surverses contrôlées pour la planification des brèches sécuritaires, la remise à la nature et l’opération des déversoirs en enrochement dans le but de favoriser les écoulements de surface.
- Développer des outils pratiques d’analyse dynamique des barrages en remblai qui intègreront les approches récentes basées sur la fréquence fondamentale, les modes de vibrations, l’orientation des sollicitations et les effets de site.
- Améliorer le modèle de comportement cyclique NorSandUL pour les analyses de déformation des grands ouvrages, des problématiques de liquéfaction de la fondation de barrages ou de risque de rupture causée par les charges vives de la machinerie opérant sur des matériaux offrant des résistances très variables.
- Quantifier les dommages possibles dus aux racines de la végétation arborée, pendant la vie et lors de l’enlèvement de l’arbre, de sa souche et de ses racines. Ce projet vise également à développer une approche de réhabilitation des barrages fortement affectés par la présence de végétation arborée.
Les barrages en remblai comptent pour environ 80% de l’ensemble des barrages dans les aménagements hydrauliques. Récemment, les changements climatiques ayant engendré des crues plus importantes et fréquentes ont eu un impact majeur sur l’opération et la sécurité des barrages. De plus, les sollicitations sismiques de conception imposées par les normes ont été augmentées dans la version 2020 du Code national du bâtiment en raison de la réévaluation à la hausse de l’aléa sismique. Au Québec, la Loi sur la sécurité des barrages et son règlement d’application obligent les propriétaires de barrages à se conformer aux normes minimales de sécurité en ce qui concerne les résistances aux crues et la résistance aux séismes. Les propriétaires doivent assurer une surveillance et un entretien réguliers de leurs ouvrages.
Mission
La Chaire vise à accroitre l’expertise dans l’évaluation, la mise à niveau et la réhabilitation des barrages en remblai. Cette expertise permettra l’élaboration de solutions efficaces et viables pour les ouvrages nécessitant des travaux d’entretien et de réhabilitation pour : a) maintenir leur niveau de service et/ou augmenter leur capacité, b) augmenter leur résilience face aux changements climatiques, c) répondre aux exigences en hausse des sollicitations sismiques de conception et d) faire une meilleure planification stratégique des opérations à réaliser sur les parcs d’aménagements hydriques.
Retombées
La Chaire permettra d’accroitre l’expertise dans le domaine en améliorant les connaissances des problématiques liées aux changements climatiques et aux exigences de plus en plus strictes en matière de sécurité sismique. Elle développera de nouvelles méthodes d’évaluation et de conception en exploitant les capacités des nouvelles technologies (imageries, apprentissage machine). La chaire a permis l’engagement d’un nouveau professeur dans le domaine du comportement mécanique des barrages en remblai.
La formation d’un total de 19 étudiants et étudiantes (10 maîtrises, 9 doctorats et 1 postdoctorat) contribuera grandement à l’effort de formation de la FSG dans un domaine où la demande en personnel hautement qualifié est très forte.
La Chaire augmentera la synergie entre les grands propriétaires des barrages (HQ et MELCC) et les firmes qui leur offrent des services de génie-conseil. Les ateliers de discussion et de transferts technologiques qui seront organisés par l’équipe de la Chaire contribueront de plus à l’échange d’idées nouvelles, à orienter la recherche vers les besoins de tous les partenaires tout en facilitant l’intégration des nouvelles connaissances et solutions d’ingénierie.
Chaire de recherche en partenariat sur l’optimisation du cycle de vie des barrages en remblai
Département de génie civil et de génie des eaux
Pavillon Adrien-Pouliot
Université Laval
1065, avenue de la Médecine
Québec (Québec) G1V 0A6