CAN/BNQ 2501-500/2017 : Études géotechniques pour les fondations de bâtiments construites dans les zones de pergélisol

En 2017, le Conseil canadien des normes (CCN) et le Bureau de normalisation du Québec (BNQ) ont annoncé la publication d’une nouvelle norme nationale du Canada (NNC) qui veillera à ce que les infrastructures construites dans le Nord du Canada soient adéquatement préparées pour affronter les incertitudes d’un climat changeant. La norme CAN/BNQ 2501-500, Études géotechniques pour les fondations de bâtiments construites dans les zones de pergélisol, est la cinquième norme élaborée dans le cadre de l’Initiative de normalisation des infrastructures du Nord (ININ). Elle établit une méthodologie uniforme pour la réalisation d’études géotechniques afin que les résultats puissent être utilisés pour la conception des fondations de bâtiments en accordant une attention particulière – selon un cadre de travail de gestion des risques – aux conditions existantes au site de construction, y compris les caractéristiques uniques du pergélisol, les conditions climatiques saisonnières et interannuelles ainsi que les projections climatiques au cours du cycle de vie des fondations de bâtiments. À long terme, on prévoit que cette norme contribuera à réduire les problèmes de maintenance qui peuvent entraîner des dommages permanents aux structures en raison des changements climatiques ou de l’évaluation inappropriée du site. Les normes de l’ININ abordent les circonstances uniques dans le Nord du Canada, offrant des mécanismes pour contribuer à l’adaptation et à la réduction des vulnérabilités des infrastructures nordiques aux impacts des changements climatiques. En misant sur le succès de la phase 1 de l’ININ, le CCN a entrepris la deuxième phase qui continuera d’aborder les principaux enjeux pertinents dans le Nord du Canada dans le contexte d’un climat changeant. Ensemble, ces normes aideront les propriétaires et les exploitants de bâtiments ainsi que les personnes responsables des infrastructures publiques et communautaires à bâtir et à maintenir des infrastructures résilientes dans un climat changeant. En mobilisant des communautés et des experts partout dans le Nord, le CCN fournit des solutions normalisées qui abordent efficacement les impacts des changements climatiques sur les infrastructures nordiques ainsi que la planification et la gestion de ces infrastructures. Par la même occasion, nous contribuons à protéger la santé et le bien-être de la population canadienne ainsi que des communautés et de l’économie du Canada.

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Comprendre et évaluer les impacts

Au cours des dernières décennies, de 1961 à 2010, le Nord s’est réchauffé beaucoup plus que toute autre région au Canada et plus que la plupart des régions sur la planète. De récentes études révèlent qu’une grande partie du réchauffement a commencé dans les années 1970 et les projections des plus récents modèles de changements climatiques indiquent que ces changements se poursuivront ou s’accéléreront à l’avenir. Ce réchauffement climatique modifie le régime thermique du sol ainsi que les propriétés du pergélisol. Dans de nombreuses régions, le pergélisol commence à dégeler et la couche active du sol, qui gèle et dégèle chaque année, se creuse à mesure que les températures du sol et de l’air se réchauffent. Cela entraîne des conditions de sol peu fiables et des défaillances de construction. Même s’il n’y a pas un événement précis qui a mené à l’élaboration de la norme, une série de problèmes liés aux infrastructures a été observée au fil des ans dans le Nord. Par exemple, une école au Yukon a eu des problèmes touchant des parties importantes des infrastructures qui ont fait défaut peu de temps après leur construction en raison d’une caractérisation inadéquate du pergélisol. Cela a fait ressortir le besoin d’être systématique lors de l’évaluation des risques touchant le pergélisol tout au long des étapes du cycle de vie des infrastructures, de la planification à la conception et à la construction. Même s’il n’y avait pas de séries de données climatiques précises ou de projections utilisées dans le cadre de l’élaboration de la norme, le Model Code of Practice : Principles of Climate Change Adaptation for Engineers (modèle de code de pratique : principes de l’adaptation aux changements climatiques pour les ingénieurs) de la Fédération mondiale des organisations d’ingénieurs (FMOI) a été utilisé pour orienter l’élaboration de la norme en tenant compte des impacts des changements climatiques sur les infrastructures et les bâtiments. Cette ligne directrice provient d’un document d’orientation préparé par Ingénieurs Canada et les deux documents reconnaissent que l’accès à de l’information appropriée sur les conditions météorologiques, le climat et les changements climatiques est essentiel et que les ingénieurs doivent travailler en collaboration avec des spécialistes du climat et des conditions météorologiques pour cerner les types de données climatiques nécessaires pour la conception.

Déterminer les actions

Le Conseil canadien des normes (CCN) est une société de la Couronne, qui fait partie des organismes d’Innovation, Sciences et Développement économique Canada, qui dirige et facilite l’élaboration et l’utilisation de normes nationales et internationales ainsi que de services d’agrément en vue d’améliorer le caractère concurrentiel et le bien-être du Canada. Depuis 2011, le CCN travaille avec des communautés, des organismes d’élaboration de normes et des experts partout dans le Nord du Canada pour soutenir l’élaboration de normes qui tiennent compte des impacts des changements climatiques dans le cadre de la conception, de la planification et de la gestion des infrastructures nordiques. Ces normes, élaborées dans le cadre de l’Initiative de normalisation des infrastructures du Nord (ININ), aident les propriétaires et les exploitants de bâtiments ainsi que les personnes responsables des infrastructures publiques et communautaires à bâtir et à maintenir les infrastructures dans le contexte d’un climat changeant. La norme CAN/BNQ 2501-500, Études géotechniques pour les fondations de bâtiments construites dans les zones de pergélisol, est la cinquième norme élaborée dans le cadre de l’Initiative de normalisation des infrastructures du Nord (ININ). Le processus d’élaboration a fait appel à des consultations avec des experts menées au moyen d’entrevues auprès des principaux intervenants, praticiens et groupes de clients importants qui commandent des travaux de développement d’infrastructures dans des zones de pergélisol. Ces discussions ont fait ressortir l’enjeu touchant l’instabilité des zones de pergélisol, avec des questions comme les suivantes :

  • Lors du développement d’infrastructures dans une zone de pergélisol continu ou intermittent, comment devons-nous prendre des décisions concernant la manière de réaliser une étude géotechnique?
  • Dans quelle mesure ces études doivent-elles être variées sur le plan spatial et temporel pour améliorer l’exactitude?
  • Combien de carottes sont suffisantes pour assurer une diligence raisonnable en ce qui concerne notre compréhension de la qualité et du type de pergélisol.

Après ces discussions, une demande de propositions (DP) a été publiée à l’intention des organismes d’élaboration de normes et le Bureau de normalisation du Québec (BNQ), un organisme d’élaboration de normes agréé par le CCN, a été sélectionné en février 2015 pour élaborer la norme.

Mise en oeuvre

La norme CAN/BNQ 2501-500/2017 : Études géotechniques pour les fondations de bâtiments construites dans les zones de pergélisol a été publiée en février 2017 à titre de nouvelle norme nationale du Canada (NNC). Cette norme s’applique à l’évaluation des conditions spécifiques au site dans le cadre d’études géotechniques. Les principes décrits dans cette norme visent précisément les études de sites géotechniques réalisées pour appuyer la conception des fondations de bâtiments. Ils pourraient s’appliquer à d’autres types d’infrastructures situées dans des zones de pergélisol. Il revient à l’utilisateur d’évaluer la pertinence de ce document dans ces cas-ci. La norme vise principalement les consultants géotechniques. Elle est également conçue pour être utilisée par les propriétaires et les concepteurs de bâtiments, les entrepreneurs et les responsables de la réglementation. Cette norme a été élaborée afin d’établir une méthodologie uniforme pour les études géotechniques, comprenant la collecte et l’évaluation de données, la déclaration des conditions du site en tenant compte des conditions climatiques saisonnières et interannuelles ainsi que des projections climatiques au cours du cycle de vie de la fondation. La norme a été élaborée dans l’optique que les études de sites géotechniques fournissent l’information qui permettra la conception et la maintenance d’un bâtiment dans un délai et à des coûts raisonnables, tout en tenant compte des contraintes spécifiques du Nord et de la nature diversifiée des projets de construction. Chaque projet est réalisé selon un cadre de travail de gestion des risques qui permet d’accorder des niveaux de risque selon la sensibilité du pergélisol aux changements climatiques et les conséquences associées à la défaillance des fondations de bâtiments. Le niveau de l’étude géotechnique dépendra de la sensibilité; une étude plus poussée sera nécessaire pour les projets dont les risques sont modérés à élevés, tandis qu’une étude moins poussée sera menée lorsque les risques sont faibles.

Résultats et suivi des progrès

La gestion de l’ensemble du cycle de vie des infrastructures dans le Nord requiert une compréhension approfondie des défis et des risques uniques découlant des conditions climatiques difficiles dans le Nord. La quatrième édition du document Pratiques exemplaires de construction d’installations nordiques, publiée en mars 2021, souligne les complexités pouvant survenir lors de la planification, de la conception, de la construction et de la maintenance des infrastructures dans des régions éloignées à climat froid. L’objectif de ce guide de conception consiste à présenter une compilation de pratiques exemplaires recommandées qui ont été établies au cours de nombreuses décennies d’expérience dans des régions à climat froid, tout en intégrant des technologies et des méthodes modernes et efficaces touchant tous les aspects des infrastructures nordiques. Le guide de conception donne un aperçu des nouveaux codes et des nouvelles normes, et comprend de nouvelles sections sur les règlements environnementaux; les changements climatiques; les évaluations de matériaux de construction dangereux ainsi que des considérations civiles, environnementales et géotechniques. La norme du BNQ a été incluse comme chapitre de caractérisation de site dans le présent document d’orientation, sous la rubrique « évaluation géotechnique ». Cela montre comment utiliser la norme pour effectuer les tâches suivantes :

  • Une étude de site préliminaire : cette étude est fondée sur l’examen et l’interprétation de l’information disponible, comme les rapports géotechniques antérieurs visant la même zone, les publications géologiques, les photos aériennes et les images satellites, ainsi que les données climatiques d’Environnement Canada. Les objectifs consistent à caractériser les conditions géotechniques, hydrologiques et climatiques du site.
  • Une étude de site : cela comprend une certaine forme d’enquête de la sous-surface pour déterminer l’étendue, les caractéristiques et les propriétés du sol et du substrat rocheux dégelé et gelé; la présence de glace de sol; la présence d’eau souterraine et le régime thermique du sol sur le site de construction.

Il est important de noter que cette norme ne s’applique pas à la surveillance des conditions du site du bâtiment après la construction, car un document différent, c’est-à-dire la norme CAN/CSA-S501 : Modérer les effets de la dégradation du pergélisol sur les fondations de bâtiments existants, régit cet aspect.

Prochaine(s) étape(s)

Les changements climatiques continuent de toucher les communautés nordiques et celles-ci ont besoin d’outils pour s’adapter. À ce jour, treize normes et guides techniques ont été financés dans le cadre de l’ININ pour appuyer la construction dans des zones de pergélisol; composer avec des conditions météorologiques extrêmes (comme des vents forts); concevoir des plans qui tiennent compte des changements climatiques et des risques connexes, et soutenir la conception de systèmes communautaires, notamment des sites de déchets solides et des systèmes de drainage. L’ININ offre des solutions pratiques sur le terrain qui sont rédigées par des experts et spécifiquement conçues pour le Nord. Les normes ont été rédigées dans le but de reconnaître l’isolement géographique, la nature difficile sur le plan climatique de la région ainsi que la nécessité de l’efficacité et de la résilience. Dès que de nouvelles normes sont publiées, le CCN travaille avec ses partenaires de projets pour offrir des formations en classe gratuites et des guides faciles à comprendre, ainsi que des modules de formation en ligne, dont des webinaires, pour présenter les normes aux résidents du Nord.

Ressources

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Ressources supplémentaires :