Les axes de recherche
Les travaux de recherche sont orientés selon trois axes :
- Écoulements et érosion
La plus grande cause de rupture des barrages en remblai est l'érosion par submersion, aussi appelé surverse et de nombreuses études ont établi les conditions menant à l'érosion des matériaux granulaires constituant le barrage.
La seconde cause de rupture est l'érosion interne dans les sols naturels et les matériaux de remblai. Une mise en place adéquate des matériaux de noyau assure une conductivité hydraulique faible et réduit les risques d'érosion. Les récents critères d'initiation de l'érosion interne doivent être adaptés pour des conditions de mise en place non optimales, afin d'évaluer le potentiel d'initiation/continuation de la problématique dans les ouvrages plus anciens et dont les capacité de retenu seront revus à la hausse. L'érosion interne peut également survenir dans les sols de fondation.
- Mécanique et sismique
Jusqu'à récemment, la conception de nombreux barrages en remblai reposait sur des approches et analyses obsolètes ne considérant pas les sollicitations sismiques qui peuvent entraîner la rupture par liquéfaction des fondations ou des déformations permanentes des barrages. Les déformations dues aux séismes peuvent réduire les marges de sécurité vis-à-vis des niveaux d'eau d'opération et conduire à la surverse du barrage. Des méthodes empiriques ont été développées récemment pour tenir compte de l'effet des séismes sur la déformation en fonction de la fréquence de résonnance des barrages en remblai. En parallèle, de récentes études ont reliées les effets de vallée (3D) et le type de fondations à la fréquence de résonnance des barrages en remblai. Aussi, la technique de mesure des bruits ambiants, récemment développée, qui permet de caractériser la fréquence de résonnance des barrages en l'absence de séisme sera appliquée sur plusieurs barrages couvrant différents types de vallées et de fondations.
De récents travaux de doctorat menés à l'Université Laval ont permis d'améliorer les performances du modèle de comportement cyclique des sols NorSand afin de tenir compte du cheminement des contraintes et de la génération des pressions interstitielles (NorSandUL). NorSandUL intègre l'approche de mécanique des sols à l'état critique là où une compréhension poussée du comportement cyclique est nécessaire, par exemple pour des applications impliquant des sols au comportement complexe et méconnu, notamment les argiles varvées ou des conditions de sollicitations peu étudiées (e. : vibration des machines). Le projet tirera avantage de l'acquisition récente d'une cellule triaxiale à cylindre creux qui assure un contrôle des trois contraintes principales permettant d'établir certains paramètres de NorSandUL ne pouvant être déterminés à l'aide d'appareils de laboratoire conventionnels.
- Gestion de la végétation
Une récente revue de la littérature révèle une division dans les différentes communautés scientifiques au sujet de la présence de végétation sur les ouvrage de retenue (sécurité versus qualité de l'environnement ; effets stabilisateurs vs déstabilisateurs). Le Québec pratique un contrôle rigoureux de la végétation sur les barrage majeurs, mais des ouvrages anciens ou en zones urbaines ont été colonisés allant jusqu'au développement d'arbres matures. Comme les phytocides sont proscrits par les municipalités, l'arrachement constitue une solution acceptable pour l'enlèvement permanent des arbres matures, mais nécessite une évaluation des volumes de remblayage. À l'aide de techniques d'imagerie 3D (photogrammétrie et LiDAR), le programme de recherche permettra de quantifier le dommage causé lors de l'arrachement.