Propriétés des matériaux de barrages (PCI-1.1)
Problématique a) Noyau de tills compactés
Le noyau d’un barrage ayant pour principale fonction de restreindre l’écoulement de l’eau à travers l’ouvrage, les matériaux constituants le noyau doivent avoir, après mise en place, une perméabilité très faible tout en étant suffisamment rigide pour réduire les déformations verticales et latérales lors de la mise en eau du réservoir. La stabilité des particules du noyau sous les forces d’écoulement doit être assurée tout au long de la vie du barrage afin d’éviter la formation de chemins d’écoulement préférentiels pouvant conduire à la rupture du barrage. Les conditions de mise en place des tills jouent un rôle prépondérant sur leurs propriétés. Il a été montré que les tills compactés à des teneurs en eau inférieures à la valeur déterminée par l’essai Proctor normal adoptent une texture hétérogène (structure agrégée ou en nid d’abeilles). Ces discontinuités reflètent la présence de macro pores par lesquels l’eau s’écoule à des débits significativement plus élevés que dans un matériau constitué de micro pores. De plus, ce réseau de macro pores pourra favoriser la migration de particules fines. La variabilité dans la distribution granulométrique à l’intérieur même du fuseau spécifié peut également influencer les caractéristiques d’écoulements et de rigidités des matériaux de noyaux.
Problématique b) filtre en sable
La zone de filtre en sable a deux fonctions principales soit ; empêcher la migration des particules fines du noyau et drainer rapidement les eaux percolant à travers le noyau. Cette zone doit être construite avec des matériaux beaucoup plus perméables que les matériaux du noyau tout en offrant une porométrie assez fermée pour retenir les particules fines du noyau. Le filtre doit aussi être suffisamment rigide et peu déformable pour offrir un bon support au noyau. Les matériaux du filtre doivent également répondre aux critères de stabilité interne pour éviter les phénomènes de renard. La variabilité dans les granulométries influencera considérablement les propriétés hydriques et mécaniques des matériaux de filtre de même que les conditions de mise en place.
Problématique c) transition en sable et gravier
Comme son nom l’indique, la zone de transition en sable ou en sable et gravier agit comme transition entre la zone de filtre et la zone d’épaulement en enrochement. Elle doit retenir les particules fines de la zone de filtre et offrir un support adéquat au filtre pour réduire la concentration de contrainte découlant de la mise en eau et minimiser les déformations différentielles.
L’objectif principal de ce projet est d’établir l’effet de la variabilité des granulométries et des conditions de mise en place des matériaux utilisés dans la construction des barrages en remblai sur ; la conductivité hydraulique, la stabilité interne ainsi que la rigidité et la déformabilité, et ce, pour des états humide et quasi-saturé des matériaux.
Les sous-projets:
-Caractérisation de la porométrie et de l'arrangement particulaire des matériaux en général (Équipe)
-Caractérisation de la porométrie et de l'arrangement particulaire des tills (MSc1)
-Caractérisation des propriétés hydrauliques et de l'érosion interne des tills (MSc2 et PhD1)
-Caractérisation des propriétés mécaniques et de déformation des tills (MSc3)
-Caractérisation des propriétés hydrauliques, de l'érosion interne et de la porométrie de sable, de mélanges de sable et gravier et de pierre concassée (MSc4 et MSc5)
-Caractérisation des propriétés mécanique et de déformation ainsi que l'arrangement granulaire de sable, de mélanges de sable et gravier et de pierre concassée (MSc6 et MSc7)