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Development of design tools for convection mitigation techniques to preserve permafrost under northern transportation infrastructure

Kong, Xiangbing 08 January 2020 (has links)
Les infrastructures de transport jouent un rôle majeur dans le développement socio-économique des régions nordiques. La construction de remblais combinés aux changements climatiques engendrent des impacts négatifs sur le pergélisol sous-jacent, causant la dégradation des infrastructures. Des techniques de mitigation ont été proposées et testées pour limiter la dégradation du pergélisol. Toutefois, il y a peu d'informations disponibles sur les procédures de conception ou sur des lignes directrices. Le but de cette recherche est de développer des outils d'ingénierie améliorés pour les techniques de stabilisation convectives, se concentrant sur le remblai à convection d'air (ACE) et le drain thermique. Plus spécifiquement, l'approche du bilan thermique est proposée pour déterminer la condition thermique de remblais conventionnels et pour permettre la sélection de la technique de mitigation la plus appropriée pour extraire la chaleur en excès transmise au sol, si le système est actuellement instable, ou pour donner un facteur de sécurité considérant une instabilité future estimée. Quatre modèles thermiques ont été développés et calibrés à partir de données mesurées sur des sites expérimentaux. Un abaque de bilan thermique pour les remblais conventionnels ainsi que plusieurs abaques de capacité d'extraction de chaleur pour l'ACE et le drain thermique ont été développés et validés utilisant, respectivement, des simulations numériques et les données de sites d'essais du Yukon et du Nord du Québec, Canada. Ces abaques permettent aux concepteurs et ingénieurs de concevoir des remblais à convection d'air et des drains thermiques optimisés pour limiter, ou même éviter, le dégel du pergélisol à des sites spécifiques. / Transportation infrastructure plays a vital role in the social and economic development of northern regions. The construction of embankments and climate change can lead to negative impacts on the underlying permafrost, causing degradation of the infrastructure. Mitigation techniques have been proposed and tested to limit permafrost degradation. However, there is limited information on the design procedures or guidelines. The purpose of this research is to develop improved engineering tools for convective stabilization techniques, focussing on air convection embankment (ACE) and heat drain. More specifically, the heat balance approach is proposed to determine the thermal condition of conventional embankments and to allow the selection of suitable mitigation techniques to extract the amount of extra heat flowing into the foundation, if the system is currently unstable, or give a safety factor considering estimated future instability. Four thermal models have been built and calibrated with field data from experimental sites. One heat balance chart for conventional embankments and, several heat extraction capacity charts for ACE and heat drain have been developed using numerical simulations and have been validated using data from test sites in Yukon and Northern Quebec, Canada. These charts allow designers and engineers to design optimized ACE and heat drain to limit or even avoid the thawing of permafrost at specific sites.
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Enjeux psychosociaux des grandes infrastructures de transport

Lopez, Alexia 01 July 2013 (has links)
Cette thèse s'inscrit dans le champ des psychologies environnementale et sociale. Elle est introduite par une réflexion épistémologique promouvant le paradigme de la Pensée Complexe (Morin, 1977) et questionnant la place de la psychologie environnementale sur la scène scientifique. Les travaux exploratoires portent sur l'appréhension psychosociale des infrastructures de transport, une question pertinente au regard des revendications des populations vis-à-vis de l'aménagement du territoire. Les représentations sociales (Moscovici, 1961), l'implication personnelle (Rouquette, 1997) et les dimensions de la relation Homme-Environnement que sont le sens du lieu (Jorgensen & Stedman, 2001) et l'appropriation de l'espace sont mises en perspective avec les attitudes en vue d'analyser les paramètres suscitant l'accueil favorable des aménagements par les populations. La thèse présente plusieurs développements méthodologiques : la traduction d'une échelle de sens du lieu (Jorgensen & Stedman, 2001) et l'élaboration d'une échelle d'appropriation de l'espace ; puis fait état de quatre études de cas menées dans des régions françaises où des infrastructures de transport étaient en projet ou récemment mises en service. Enfin, une modélisation rassemblant l'ensemble des données a été réalisée. Ces différentes analyses ont révélé l'aptitude de l'implication personnelle, de l'appropriation de l'espace, et des éléments représentationnels revêtant un enjeu spécifique, à expliquer les attitudes. La discussion pose les jalons d'une bonne intégration des infrastructures dans le contexte socio-économique des régions, en montrant un recul critique vis-à-vis du concept « NIMBY ». / This thesis was conducted within the fields of environmental and social psychologies. It is introduced by an epistemological reflection promoting the Complex Thought paradigm (Morin, 1977), and questioning the position of environmental psychology on the scientific arena. After that, we expose a work dealing with psychosocial apprehension of transport infrastructures, a pertinent question according to populations' demands towards landscape planning. Social representations (Moscovici, 1961), personal implication (Rouquette, 1997) and some Man-Setting relationship dimensions, among which sense of place (Jorgensen & Stedman, 2001) and space appropriation (Vidal & Pol, 2005) were put in perspective with attitudes, in the aim of analyzing parameters enabling social acceptance of these infrastructures. The thesis presents several methodological developments: the translation of a sense of place scale (Jorgensen & Stedman, 2001), and the elaboration of a space appropriation scale. Then, it describes four case studies which were carried out in French regions where transport infrastructures were either in project, or recently put in service. Finally, a model gathering all the data was realized. These different analyses revealed the capacity of personal implication, space appropriation and representational elements with a specific stake, to explain attitudes. Discussion exposes some conditions for a good integration of transport infrastructures in the social and economic context of the studied regions, taking some critical distance with the “NYMBY” concept.
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Un modèle d'équilibre général multi-échelles spatialisé appliqué aux USA et à la France / A Multi-Scale Spatial General Equilibrium Model Applied to the USA and France

Faucheux, Laurent 20 December 2018 (has links)
La création du groupe C40 Cities Climate Leadership (C40) en 2005 illustre bien le fait que l'échelle urbaine est dorénavant considérée comme comportant des leviers d'action importants afin d'atténuer les émissions de CO2. Il n'y a cependant toujours pas adéquation entre cette prise de conscience et le nombre d'outils de modélisation capables de quantifier cette marge de manœuvre de manière spatialement explicite et intégrée. Cette thèse vise à combler cette lacune. L'objet produit consiste en un modèle d'équilibre général spatialisé et multi-échelle, pensé de sorte à être relié à toute architecture de modélisation préexistante. Cette thèse s'articule autour de trois chapitres, i.e. la présentation du modèle, sa calibration et son application à la France et aux USA.Dans le premier chapitre, nous décrivons le modèle, baptisé GEMSE, dont l'objectif est d'étudier les interactions entre les dimensions agrégées et locales de l'activité économique tout en quantifiant les émissions de GES associées à la mobilité. Le modèle s'appuie sur l'Economie Urbaine et la Nouvelle Economie Géographique en vue de modéliser sur plusieurs échelles spatiales le développement économique de régions urbanisées en interaction.Dans le deuxième chapitre, nous décrivons les données et calibrons le modèle en utilisant, pour certains paramètres, des techniques d'économétrie spatiale. Nous proposons notamment une méthode pour spécifier la matrice de poids spatial, laquelle méthode est opérationnalisée en utilisant un outil numérique développé à ces fins, PyOKNN, indépendant de GEMSE. Appliqué au Grand Paris, l'outil identifie de façon tangible des éléments clés de sa structure spatiale, et génère pour les paramètres étudiés des valeurs similaires à celles de la littérature.Dans le troisième chapitre, nous appliquons le modèle à la France et aux Etats-Unis. Nous y analysons le scénario de référence, puis les impacts de deux politiques de transport. La première mesure – la baisse des limitation de vitesse des véhicules privés – stimule l'activité économique de manière pro-environnementale en réduisant le PIB dans un premier temps, mais en lui permettant ensuite d'atteindre des niveaux plus élevés, aboutissant à un jeu à somme positive. L'autre mesure simule la mise en place d'une taxe CO2 pour les véhicules privés dont les recettes servent à financer l'augmentation des vitesses des transports publics. Il en résulte qu'un prix de 100€ par tonne de CO2eq n'a qu'un faible effet incitatif car ne représente presque rien par kilomètre-voyageur. Ces deux mesures, le changement de norme ou le recyclage de la taxe, poussent à l'utilisation de modes de transport moins couteux et moins polluants qui stimule une croissance à plus faible intensité carbone.Dans l'ensemble, ces conclusions plaident en faveur de politiques qui internalisent les effets distorsifs, e.g. les changements dans les habitudes de mobilité, la réorientation des demandes, les déséquilibres du marché du travail via les délocalisations des personnes et des changements induits en matière d'économies d'échelle externes. Les résultats ne sont dans leur ampleur que peu généralisables dans l'espace et montrent la nécessité de considérer les spécificités locales et le cadre dans lequel elles s'insèrent en terme d'interactions / The creation of the C40 Cities Climate Leadership group (C40) in 2005 is a noteworthy example that the urban scale is considered as a major leeway to mitigate CO2 emissions. Nevertheless, the adequacy between this recent awareness and the number of modeling tools capable of quantifying this leeway in a spatially explicit integrated way is still missing. This thesis aims at bridging this gap. The outcome consists of a model that incorporates general equilibrium theory with an explicit representation of space at multiple scales. The model is designed as an autonomous numerical entity connectable to any pre-existing modeling architecture. This thesis hinges around three chapters, i.e. the presentation of the model, the calibration of the model and its application to France and the USA.In the first chapter, we describe our so-called GEMSE model whose aim is to investigate the interplays between aggregate and local dimensions of economic activity while quantifying GHG emissions associated to mobility. The model is based on Urban Economics and the New Economic Geography to model on multiple spatial scales the economic development of urban areas in interaction.In the second chapter, we describe the data and calibrate the model by using, for some parameters, spatial econometric techniques. Notably, we propose a new method to specify the spatial weight matrix, operationalized by using a numerical tool developed on purpose, namely PyOKNN, independent of GEMSE. Applied to Greater Paris, the tool identifies in a tangible way some key elements of its spatial structure, and yields values for the parameters under study that are similar to those of the literature.In the third chapter, we run simulations of our model for both France and the USA. We analyze the baseline case and the impacts of two transport policies on several relevant dimensions for the long-term development of urban areas. The first measure – the decrease in private vehicle speed limitation – stimulates economic activity in a pro-environmental fashion by contracting GDP in a first phase but then allowing it to reach higher levels, resulting in a positive sum game. The second measure is the implementation of a CO2 tax to private vehicles whose collected revenues are used to finance an increase in public transport speeds. The main policy insight is that setting a price of 100€ per tonne of CO2eq represents virtually nothing once converted per commuter-kilometer and deters only marginally the use of cars. These two measures, the change in speed limitation or the recycling of the tax, encourage the use of cheaper and less polluting modes of transport, which induces a low-carbon growth.Overall, these conclusions call for policy designs that internalize distortive effects, e.g. changes in mobility habits, the reorientation of demands, unbalances in labor markets via people’s relocations and firms’ improvements in terms of economies of scale. The results can rarely be generalized in terms of magnitude from one region to another, which shows the necessity to consider local specificities as well as the framework within which they interact
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Enjeux psychosociaux des grandes infrastructures de transport

Lopez, Alexia 01 July 2013 (has links) (PDF)
Cette thèse s'inscrit à la fois dans le champ de la psychologie environnementale et de la psychologie sociale. Elle est introduite par une réflexion épistémologique promouvant le paradigme de la Pensée Complexe (Morin, 1977) dans les travaux de recherche et questionnant la place de la psychologie environnementale sur la scène scientifique. Les travaux exploratoires relatés ensuite portent sur l'appréhension psychosociale des infrastructures de transport, une question pertinente au regard des revendications des populations vis-à-vis de l'aménagement du territoire et du dessein sociétal de développement durable. Les représentations sociales (Moscovici, 1961), l'implication personnelle (Rouquette, 1997) et certaines dimensions de la relation Homme-Environnement dont le sens du lieu (Jorgensen & Stedman, 2001) et l'appropriation de l'espace ont été mises en perspective avec les attitudes. En somme, il s'agissait d'analyser les différents paramètres qui font l'acceptabilité (ou non) des aménagements de grande ampleur. La thèse présente plusieurs développements méthodologiques : la traduction d'une échelle de sens du lieu (Jorgensen & Stedman, 2001) et l'élaboration d'une échelle d'appropriation de l'espace. Elle fait ensuite état de quatre études de cas menées dans différentes régions françaises où des infrastructures de transport étaient en projet ou récemment mises en service. Chacune de ces études a permis de mettre en exergue la saillance du contexte local (économique, environnemental) au sein des représentations sociales. Il a également été observé que les éléments représentationnels revêtant un enjeu spécifique étaient les plus à même d'expliquer les attitudes. Une synthèse des quatre études a permis une modélisation des différentes variables. On constate que l'appropriation de l'espace et l'implication personnelle contribuent également à la construction des attitudes. La discussion pose les jalons d'une bonne intégration des infrastructures de transport dans le contexte socio-économique des régions concernées, en montrant un recul critique vis-à-vis des conceptions de type " NIMBY ". On y développe un certain nombre de conclusions dont la proximité avec les résultats de travaux réalisés en géographie sociale révèlent un potentiel interdisciplinaire intéressant.
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Integrating ecosystem services in the evaluation of transport infrastructure projects / L'intégrataion des services écosystémiques dans l'évaluation des projets d'infrastructures de transport

Tardieu, Léa 11 July 2014 (has links)
L'objectif de cet article est d'introduire la prise en compte des Services Écosystémiques (SE), c'est-à-dire les bénéfices que la société retire du fonctionnement des écosystèmes, dans le cadre des procédures d'évaluation des projets d'infrastructures de transport terrestres. La prise en compte des SE dans les outils d'évaluation de projet, l'étude d'impact environnemental et le bilan socio-économique, peut sensiblement améliorer les décisions publiques. Pour montrer cela, nous commençons par mettre en lumière les différents défis associés à l'intégration des SE dans les décisions en matière d'implantation d'infrastructures de transport. L'intégration ne peut être faite que si l'estimation des SE, en termes de changements d'offre, de demande et de valeurs associées à ces changements, est faite de manière spatialement explicite. Nous illustrons ce point, dans un premier temps, à travers l'étude de la perte d'un service : la régulation du climat global engendrée par la construction d'une ligne grande vitesse dans l'ouest de la France. Puis, nous approfondissons la question de la combinaison de la perte directe et de la perte indirecte de services due aux impacts de l'infrastructure sur la connectivité des entités spatiales. Pour les deux types d'impacts nous intégrons des seuils potentiels sur la fourniture de services en proposant une méthode de prise en compte des effets sur des écosystèmes particulièrement sensibles.Nous appliquons cette méthode au même cas de projet d'infrastructure et comparons différentes options de tracé afin de donner un exemple de la manière dont les choix pourraient être améliorées en cartographiant les pertes directe et indirecte de SE. Enfin, nous tentons de montrer l'intérêt de la prise en compte des SE dans l'étude d'impact et le bilan socio-économique de manière à mesurer l'information supplémentaire donnée par une telle intégration. Une attention particulière est portée au caractère applicable de l'analyse aux cadres réglementaires actuels entourant ces deux outils. Nous montrons que ce type d'analyse peut éclairer et orienter différentes étapes d'un projet d'infrastructure: des études préliminaires, à l'étude du tracé final. Dans le cas des études d'impact, l'intégration de ces considérations peut permettre de mesurer la perte de services engendrée par chaque tracé d'infrastructure et d'intégrer ces pertes en tant que nouveau critère de choix de tracé. Concernant le bilan socio-économique, la perte de services exprimée en termes monétaires peut permettre de donner une indication quant à la perte sociale engendrée par le tracé final en matière de capital naturel. Plus spécifiquement ce type d'étude peut permettre une meilleure identification des mesures d'insertions les plus appropriées, en élargissant le types d'impacts pris en compte et en donnant des indications quantitatives des coûts engendrées par les différentes options d'implémentation. Ceci peut permettre aux parties prenantes du projet de mieux appréhender les différents effets engendrés par le projet, à une plus grande échelle, leur permettant de sortir des strictes frontières du projet et des contrôles règlementaires. / The purpose of this thesis is to broaden the assessment process of terrestrial transport infrastructure into the field of Ecosystem Services (ES), i.e., the benefits people derive from ecosystems. Taking into account ES in an ex-ante assessment of public infrastructure projects can be of critical importance for the improvement of transportation decision-making tools, such as environmental impact assessment and cost-benefit analysis. To achieve this, we first review the major challenges to integrate the ES approach into transport infrastructure decisions. This inclusion is only possible if changes in ES, involved by the project, are explained in a spatially explicit way. We illustrate this point, in a first step, by assessing the loss of a global climate regulation service due to the soil sealing caused by a infrastructure construction, using the example of a high-speed rail in Western France.We further deepen the issue of combining direct loss of ES with indirect loss due to impacts of the infrastructure on landscape connectivity. For both direct and indirect effects we also integrate potential threshold effects on ES loss. We compare implementation options, for the same case of infrastructure project, to provide an example of how choices can be improved by mapping ES loss associated with a combination of direct and indirect impacts. Finally, we provide a test of the usefulness of the ES consideration into environmental impact assessment and cost benefit analysis in order to assess the additional information it may bring. Attention is paid to the applicable character of methods to the real legal framework within which they must be conduced. We show that this type of analysis can enlighten and provide guidance at different stages of transport project: from preliminary studies to the study of the final implementation option. For environmental impact assessment, the integration of an ES based approach opens the possibility of measuring a loss in ES supply (and its economic value) providing a means of selecting among different route option for the infrastructure. For cost-benefit analysis, since the ES loss induced by the selected route option is expressed in monetary terms, it can be integrated as a standard social cost in the analysis, permitting a more efficient control of natural capital loss. More specifically, this type of analysis can help designing appropriate environmental measures by expanding the types of impacts assessed, and provide a quantitative assessment of the cost related to the final chosen option. Then, it may help project stakeholders to apprehend the effects on a broader (ecosystem) scale instead of staying confined into project boundaries and regulatory check-lists.
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Investissement en infrastructure publique et croissance en Tunisie : une analyse en équilibre général calculable

Bayoudh, Mohamed 18 April 2018 (has links)
Nous proposons dans un premier essai de développer un modèle d’équilibre général calculable dynamique séquentiel avec l’infrastructure publique comme externalité positive sur la productivité totale des facteurs. Les résultats des simulations démontrent que, globalement, l’augmentation des investissements publics en infrastructures produit des effets positifs sur les différents agrégats macroéconomiques. Toutefois, en Tunisie la meilleure façon de financer ces infrastructures serait à travers l’aide internationale. Dans le deuxième essai, nous proposons d'étendre le modèle présenté dans le premier essai, afin de prendre en compte la dimension temporelle liée aux choix du consommateur et du producteur. Nous présentons un modèle dynamique d’équilibre général intertemporel. Nous essayons de comparer les résultats des simulations obtenus par le modèle intertemporel avec les résultats du modèle dynamique séquentiel. Nos résultats démontrent que dans les deux scénarios envisagés (crédit et taxe de vente), la quantité de la valeur ajoutée est plus élevée dans le modèle intertemporel, par contre, en valeur c’est plutôt le contraire. Contrairement aux deux autres essais où nous considérons les infrastructures au sens large, nous proposons dans le troisième essai de désagréger les infrastructures publiques. Nous considérons trois types d’infrastructures, deux types d’infrastructures économiques (les infrastructures agricoles, et les infrastructures des transports et des communications) le troisième type est les infrastructures sociales. Nos résultats démontrent que dans les deux scénarios de financement de l’augmentation des investissements publics en infrastructures (crédit et taxe de vente), l’augmentation la plus importante est enregistrée dans le cas des infrastructures des transports et des communications. Pour l’économie tunisienne, il serait plus rentable de consacrer la plus grande partie des investissements publics pour les réseaux des transports et des télécommunications.
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Adaptation des infrastructures de transport du MTQ au Nunavik : bilan de la performance et validation de la méthode de conception thermique

Baron Hernandez, Maria Fernanda 14 February 2020 (has links)
Depuis plusieurs années, les changements climatiques ont une grande influence sur la dégradation du pergélisol, laquelle impacte directement la stabilité des infrastructures. Le Nunavik est la partie nord de la province de Québec où il n'y a pas de routes ou de voies ferrées reliant les villages. Le transport aérien et maritime est donc essentiel pour assurer la communication entre les villages et le reste de la province. La construction de remblais de transport affecte inévitablement le régime thermique du sol et peut entraîner une dégradation thermique du pergélisol sous-jacent, ce qui entraîne une perte importante des capacités structurelles et fonctionnelles de l'infrastructure. Pour réduire les impacts du dégel du pergélisol sur les infrastructures de transport, plusieurs techniques de protection ont été développées. Ces différentes techniques sont basées sur la réduction de l’apport de chaleur sous l’infrastructure et sur l’augmentation de l’extraction de chaleur du remblai. Ce document présente l’’analyse des résultats d'un suivi à long terme de trois sites adaptés en utilisant des données climatologiques et des données sur la température du sol présentées graphiquement avec des analyses détaillées et la validation de la stabilité thermique avec des abaques de conception. À Tasiujaq les trois méthodes de mitigation qui ont été installées dans la pente du remblai de la piste d’atterrissage sont le remblai à pente douce, le remblai à convection d'air et le drain thermique, et les résultats de l’analyse démontrent comment la pente douce a la meilleure performance, dans les conditions de climat à Tasiujaq. À la piste d'atterrissage de Puvirnituq, le projet étudie un remblai à convection d'air, et conclue que la hauteur actuelle du remblai permet de garantir la stabilité thermique en laissant une marge de sécurité pour les futurs changements climatiques. Sur la route menant à l’aéroport de Salluit, la méthode de mitigation du pergélisol à l'étude est un drain thermique selon les analyses effectuées, la stabilisation thermique n'était pas nécessaire, mais elle a été bénéfique en offrant une grande marge de sécurité à cette importante infrastructure. / For several years now, climate change has had a major influence on the degradation of permafrost, which has a direct impact on infrastructure stability. Nunavik is the northern part of the province of Quebec where there are no roads or railways connecting the villages. Air and marine transportation are therefore essential to ensure communication between the villages and the rest of the province. The construction of transportation embankments inevitably affects the thermal regime of the ground and can lead to thermal degradation of the underlying permafrost, resulting in a significant loss of structural and functional capacity of the infrastructure. To reduce the impacts of permafrost thawing on transportation infrastructure, several protection techniques have been developed. These different techniques are based on reducing the heat input under the infrastructure and increasing the heat extraction from the embankment. The analysis of the results of a long-term monitoring of three test sites is presented in this document. In Tasiujaq, the three mitigation methods that have been installed in the slope of the airstrip embankment are a gentle slope embankment, an air convection embankment and a heat drain, and the results of the analysis demonstrate how the gentle slope performs best under Tasiujaq's climate conditions. At the Puvirnituq airstrip, the project is studying an air convection embankment, finding that the current height of the embankment provides thermal stability by leaving a one-metre safety margin for future climate change. On the road to the Salluit airport, the permafrost mitigation method under study is a heat drain, which, according to the analyses performed, was not necessary in terms of heat balance, but was beneficial in generating a large safety margin for this important infrastructure.
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Expérimentation de techniques de mitigation des effets de la fonte du Pergelisol sur les infrastructures de transport du Nunavik : Aéroport de Tasiujaq

Ficheur, Alban 18 April 2018 (has links)
Trois techniques de mitigation, un remblai à convection d'air, une section à drain thermique et une section à pente adoucie, ont été mises en place dans l'épaulement du remblai de la piste d'atterrissage de l'aéroport de Tasiujaq afin de valider, par des essais en conditions réelles d'exploitation, leurs efficacités respectives. Ces trois techniques favorisent l'évacuation de la chaleur contenue dans le sol, afin de préserver l'intégrité du pergélisol présent sous la piste. Cette étude présente les résultats des trois années de suivi des données thermiques. Par ailleurs, des simulations numériques effectuées avec le logiciel GéoStudio, ont permis de reproduire ce que pourrait être le comportement d'une section de référence sans les écoulement d'eau qui perturbent grandement la section de référence instrumentée à Tasiujaq. Enfin une étude économique des différentes techniques de mitigation a été réalisée sous l'approche coût / bénéfice technique.
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Stabilisation thermique des remblais construits sur le pergélisol sensible au dégel à l'aide d'une approche de conception tenant compte de l'accumulation de la neige

Lanouette, Florence 22 June 2021 (has links)
Dans les régions nordiques, l'accumulation préférentielle d'un couvert neigeux isolant en bordure des infrastructures de transport linéaires limite l'extraction de la chaleur en hiver. En terrain pergélisolé, cette modification de l'équilibre thermique peut être une cause importante de la dégradation du pergélisol sous-jacent affectant grandement les propriétés structurales de la chaussée. Puisque les transferts de chaleur dans le manteau neigeux sont essentiellement gouvernés par le mécanisme de conduction, son effet isolant peut être contré en diminuant l'épaisseur de neige présente sur les pentes et aux pieds du remblai. Pour ce faire, l'adoucissement de la pente des talus favorise un écoulement laminaire du vent qui souffle plus facilement la neige loin du remblai et minimise son accumulation. Les présents travaux de recherche ont pour objectif de mettre au point une méthode de conception visant la stabilisation thermique des infrastructures de transport linéaires construites sur le pergélisol en optimisant la géométrie du remblai de façon à prendre en compte l'accumulation de neige préférentielle. L'approche générale de l'étude repose sur l'utilisation d'un modèle bidimensionnel, réalisé à l'aide du logiciel de modélisation géothermique TEMP/W, qui simule l'effet du couvert neigeux sur le sol sous-jacent. L'instrumentation d'un transect de la piste d'atterrissage de Tasiujaq, au Nunavik, a permis d'y documenter le régime thermique du sol et l'évolution du couvert neigeux. À partir de ces données, le facteur n de gel a pu être exprimé en fonction de la hauteur de neige suivant une équation logarithmique. Cette relation empirique sert de condition limite à la surface du modèle géothermique. Le modèle, calibré et validé à l'aide de températures collectées au site d'essai de Tasiujaq, permet de quantifier l'impact de la géométrie du remblai sur le gradient de température dans le sol d'infrastructure. Ce dernier est calculé à partir de la température à l'interface entre le remblai et le sol et celle à la profondeur de variation d'amplitude annuelle nulle. Un gradient de température nul ou négatif est visé afin de préserver le pergélisol. Un tel régime thermique est obtenu en corrigeant la température à l'interface. Ainsi, afin d'obtenir les températures à l'interface correspondantes, des simulations numériques sont effectuées pour six pentes de talus variant de 45 à 14% (11H : 5V à 7H : 1V), et ce, pour trois hauteurs de remblai. Ultimement, ces résultats sont présentés sous la forme d'un outil de calcul de la pente requise pour assurer la stabilité thermique d'un remblai en fonction de la hauteur du remblai pour des sites où le vent et l'orientation favorise l'accumulation de neige. / In northern regions, preferential accumulation of an insulating snowpack along linear transportation infrastructures prevents the extraction of heat in winter. In permafrost terrain, this thermal equilibrium modification can be a significant cause of the underlying permafrost degradation, which affects the structural properties of the roadway. Since heat transfers through the snowpack are essentially controlled by the mechanism of conduction, its insulating effect can be counteracted by decreasing the thickness of snow on the slopes and at the toe of the embankment. To achieve this goal, the gentle slope promotes a laminar wind flow that blows snow away easily and, therefore, minimizes its accumulation. The main objective of this research project is to develop a design method aiming for thermal stabilization of linear transportation infrastructures built on permafrost by optimizing the embankment geometry to consider the preferential accumulation of snow. The general approach of the study relies on the use of a 2D model (produced with the modeling software TEMP/W) simulating the snowpack effect on the underlying ground. The monitoring of a transect at Tasiujaq airstrip, in Nunavik, documents the thermal regime in the ground and the evolution of the snowpack. Based on those data, the freezing n-factor was expressed as a function of the snow thickness following a logarithmic equation. This empirical relation is used as an upper boundary of the geothermal model. Once calibrated and validated with the data collected at theTasiujaq test site, the model allows to quantify the impact of the embankment geometry on the temperature gradient in the natural subgrade ground. This gradient is calculated from the temperature at the interface between the embankment and the ground and the temperature at the depth of zero annual amplitude. A temperature gradient of zero or less is aimed to preserve the permafrost. This ground thermal regime is obtained by correcting the temperature at the interface. Therefore, numeric simulations are run for six slopes between 45 and 14% and for three embankment thickness. Finally, these results are presented through an engineering tool calculating the slope needed to assure the thermal stability of the infrastructure depending of the embankment height.

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