Programme de surveillance des transports du GTNO

À l’été 2016, la deuxième phase du Programme de surveillance des transports des Territoires du Nord-Ouest (PSTTNO), appuyé par Transports Canada, a été approuvée. Cette phase du programme avait pour objectif de poursuivre la recherche actuelle et d’en lancer de nouvelles sur les effets des changements climatiques sur le pergélisol et les infrastructures de transport. La phase 2 du programme comprend quatre éléments situés à l’échelle des Territoires du Nord-Ouest. Il s’agit notamment de deux sections d’essais situées le long de la route nouvellement construite reliant Inuvik à Tuktoyaktuk afin de surveiller la stabilité structurale des remblais routiers, de l’installation de 24 thermisteurs le long de deux sections de la route nouvellement construite et aux emplacements de droit de passage, de la surveillance des structures de cours d’eau de rechange à divers endroits le long de la route reliant Inuvik à Tuktoyaktuk et de la route d’hiver de la vallée du Mackenzie ainsi que de quatre sections différentes le long de la route 3 pour la mise à l’essai et la surveillance de nouvelles techniques de réfection des routes construites sur du pergélisol discontinu dans des conditions de réchauffement. La phase précédente du programme de surveillance a commencé en 2015 et comprenait une étude sur le pergélisol de la route reliant Inuvik à Tuktoyaktuk ainsi que des projets de développement, une section de remblai en profondeur renforcée d’un géotextile et la mise en œuvre d’une structure de rechange d’un ponceau de drainage en plastique. Les éléments du programme, qui s’appuient sur de solides renseignements publics, seront explorés davantage ci-dessous. Ceux-ci comprennent deux sections d’essais le long de la route nouvellement construite reliant Inuvik à Tuktoyaktuk ainsi qu’un réseau à la fine pointe de la technologie pour la surveillance des températures du sol le long du corridor Dempster et de la route reliant Inuvik à Tuktoyaktuk (RIT).

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Comprendre et évaluer les impacts

Le gouvernement des Territoires du Nord-Ouest, avec le soutien du Programme de l’initiative d’adaptation des transports dans le Nord de Transports Canada (PIATN), a appuyé de nombreux projets visant à comprendre la manière dont le réchauffement climatique dans le nord du Canada contribue au dégel du pergélisol et aux problèmes d’infrastructures. Ces projets incluent la mise en œuvre d’un programme de recherche appliquée sur le pergélisol pour le corridor Dempster et la route reliant Inuvik à Tuktoyaktuk (RIT), qui sert de précurseur aux mesures d’adaptation en produisant un réseau de surveillance de la température du sol à la fine pointe de la technologie. Les autres projets de recherche incluent les éléments suivants : comprendre la formation d’aufeis (engel) sur la RIT, étudier les glissements de terrain attribuables au dégel le long de l’infrastructure linéaire des Territoires du Nord-Ouest et examiner la performance thermique et mécanique des remblais de l’Arctique suivant la construction hivernale de la RIT. En ce qui concerne l’examen de la performance thermique et mécanique des remblais, des modèles sur les changements climatiques à court et à long terme ont été envisagés dans le cadre du projet ainsi qu’une perspective plus élargie liée à la hausse des températures nordiques, comme le décrit le cinquième rapport d’évaluation du Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (GIEC).

Déterminer les actions

Tout d’abord, du point de vue du Programme de l’initiative d’adaptation des transports dans le Nord, il n’y avait pas suffisamment de recherches sur les effets des changements climatiques sur les infrastructures du Nord en date de 2010, comme en témoigne l’existence de seulement deux universités canadiennes qui s’intéressent au domaine de l’ingénierie du pergélisol. Ce sondage préliminaire a probablement influé sur les actions notées dans le document « Mise en œuvre d’un programme de recherche appliquée sur le pergélisol : étude du corridor Dempster-ITH », notamment la création d’un carrefour de recherche appliquée sur le pergélisol. Des chercheurs de l’Université Laval et de l’Université du Manitoba ainsi qu’un consultant privé ont entrepris un examen exhaustif de la documentation existante afin d’éclairer les mesures prises dans le cadre de leur étude sur la stabilité structurale des remblais routiers le long de la RIT. Cet examen documentaire a donné deux résultats. Premièrement, il a permis de comprendre clairement les défis généralement associés à la construction de routes dans l’Arctique, notamment la non-disponibilité fréquente de matériaux idéals, comme le gravier. Deuxièmement, l’examen de la documentation a permis de constater qu’il existait une mine d’informations sur la performance des remblais dans le contexte de la dégradation du pergélisol, mais que peu de travaux avaient été menés sur le dégel des sols gelés utilisés pour la construction de remblais et sur la façon dont cela influence la performance. L’étude vise ensuite à combler cette lacune grâce à des résultats de surveillance recueillis sur une période de trois ans afin de déterminer la performance thermique et mécanique de sections de remblais en hauteur construites dans l’Arctique sur des sols gelés en conditions hivernales.

Mise en oeuvre

Comme il a été mentionné dans la courte description ci-dessus, le Programme de surveillance des transports des Territoires du Nord-Ouest a permis d’entreprendre et de mettre en œuvre bon nombre de mesures depuis son lancement en 2015, allant de la construction d’un ponceau de rechange en plastique à des programmes de surveillance des structures de cours d’eau de rechange. Compte tenu du nombre important de mesures et d’initiatives ainsi que de l’information disponible, la présente section soulignera deux séries de mesures, soit celles liées à l’introduction du géotextile tissé dans la construction des remblais routiers ainsi que la création d’un carrefour de recherche appliquée sur le pergélisol. L’introduction du géotextile tissé découle des efforts décrits dans l’étude sur la stabilité structurale des remblais routiers le long de la RIT. Dans le cadre de ce projet, deux sections d’essais de 20 mètres près du kilomètre 80 ont été créées le long de la route reliant Inuvik à Tuktoyaktuk. L’une des deux sections a servi de contrôle, tandis que l’autre a été traité avec un géotextile. La construction des deux sections et l’installation d’instruments de surveillance aux deux endroits se sont déroulées en avril 2015. Le document « Mise en œuvre d’un programme de recherche appliquée sur le pergélisol : étude du corridor Dempster-ITH » décrit l’établissement de nombreux sites de surveillance des températures du sol depuis 2013 sur près de 140 km de la route reliant Inuvik à Tuktoyaktuk, ce qui vient compléter un ensemble de produits géotechniques et de cartographie pour la conception, la construction et l’entretien de la route.

Résultats et suivi des progrès

L’étude sur la stabilité structurale des remblais routiers le long de la RIT a permis de tirer trois conclusions distinctes. Premièrement, les capteurs de température ont indiqué une tendance de réchauffement dans les remblais et les sols de fondation. Cela s’explique par le réchauffement des températures de l’air et par la chaleur emprisonnée dans les remblais durant les mois d’hiver, alors que les pentes de remblais sont couvertes de neige. Le dégel du sol gelé précédemment compacté peut entraîner une réduction de la résistance au cisaillement permettant de résister à la charge de la circulation et l’augmentation de la profondeur du dégel saisonnier au niveau du pied pourrait aussi entraîner une perte de support et causer de l’instabilité sur les pentes de remblais. Deuxièmement, les déplacements latéraux les plus importants ont été enregistrés pendant l’été, suivant la construction des remblais. Ceux-ci sont attribuables au dégel du sol gelé des pentes. Finalement, l’ajout du géotextile tissé avec effet de mèche comme fonction secondaire à son objectif principal de renforcement a réduit les déplacements latéraux lors du gel et du dégel saisonniers des pentes de remblais. La surveillance du site se poursuit afin d’établir des tendances à long terme de manière plus confiante. L’introduction d’un réseau de sites de surveillance des températures du sol ainsi que les efforts déployés dans le cadre de la « Mise en œuvre d’un programme de recherche appliquée sur le pergélisol : étude du corridor Dempster-ITH » ont permis de créer une base de données sur le pergélisol des TNO. L’information sera mise à la disposition du public afin de contribuer à la prise de décisions éclairées, à l’adaptation aux changements climatiques et à la gestion des risques.

Prochaine(s) étape(s)

L’équipe du projet associée à l’étude sur la stabilité structurale des remblais routiers le long de la RIT indique que les résultats de surveillance sur le terrain ainsi que les résultats d’essais en laboratoire visant le sol et le géotextile seront utilisés pour étalonner un modèle thermique-mécanique couplé afin d’étudier les mécanismes de fonctionnement qui contribuent à la performance à court et à long terme des sections d’essais de remblais. Finalement, les résultats de cette recherche en cours contribueront à l’élaboration de lignes directrices améliorées pour la conception, la construction et l’entretien des remblais routiers dans les régions de l’Arctique construits en conditions hivernales. Les auteurs du document « Mise en œuvre d’un programme de recherche appliquée sur le pergélisol : étude du corridor Dempster-ITH » indiquent qu’un site Web offrant un meilleur accès à la base de données sur le pergélisol des TNO est à venir.

Ressources

Lien vers l’étude de cas complète (en anglais seulement)

Ressources additionnelles: