Évolution des températures du sol: maximales, minimales et moyennes

À Tasiujaq, une des sections sert de point de référence pour évaluer la performance des techniques de stabilisation thermique mises en œuvre. Cette section a été perturbée par un écoulement et une accumulation d'eau qui ont considérablement réchauffé le sol au pied du remblai, exacerbée par

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l'accumulation de neige qui limite l'extraction de la chaleur en hiver. Cependant, cette section a un comportement thermique constant permettant tout de même des comparaisons avec les sections adaptées.

À 0,14 m sous l’interface remblai/sol naturel (Figure 36) les températures minimales et moyennes ont tendance à être stables sauf pour l’année 2010 où elles augmentent respectivement de 2°C et 1°C. Les températures maximales présentent une augmentation significative de près de 5°C en 2011 par rapport à celle de 2010. Elles sont significativement plus chaudes de 2011 à 2014. A cette profondeur, les températures sont influencées non seulement par les conditions de température extérieure mais aussi par l'écoulement de l'eau qui perturbe la section, ce qui pourrait expliquer pourquoi les températures maximales de cette section sont beaucoup plus chaudes que celles des autres sections.

À une profondeur de 5 m (Figure 37), où se trouve la dernière thermistance, toutes les températures enregistrées présentent un comportement stable sauf pour la période entre 2014 et 2016, où les températures maximales présentent une diminution de moins de 1°C. Bien que les températures maximales soient beaucoup plus basses que celles à 0,14 m sous l’interface remblai/sol naturel, les températures minimales ne dépassent pas -1°C.

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Figure 36. Températures maximales, minimales et moyennes sous l’interface remblai/sol naturel pour la section de référence.

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Section pente douce

Les données de température de la section en pente douce ont montré une bonne performance thermique de cette technique d’adaptation.

À 0,34 m sous l’interface remblai/sol naturel (Figure 38) les températures minimales ont tendance à diminuer avec le temps. Tout comme à la section de référence pour la période 2010-2014, il y a un changement dans le comportement de toutes les températures. En 2010, les températures minimales augmentent et les maximales diminuent. Puis, elles diminuent toutes de 2011-2014, pour ensuite être plutôt stable, ce qui peut expliquer l'épaisseur uniforme de la couche active à la fin de la période de suivi.

À une profondeur de 4,1 m (Figure 39), toutes les températures enregistrées sont négatives. Les températures minimales à cette profondeur varient de -0,8°C à -4,6°C et les températures maximales varient de -0,3°C à -1°C, comparativement à la section de référence où les températures à 5 m de profondeur varient à peine pendant la période d'étude. L'année de suivi 2014 montre les températures minimales et maximales les plus basses, cela pourrait être dû au début de la stabilisation du système en tenant compte également l’influence de l'indice de gel, qui était d'environ 770°C plus élevé qu'en 2013.

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Figure 38. Températures maximales, minimales et moyennes sous l’interface remblai/sol naturel pour la section pente douce

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Section remblai à convection d’air

La section ACE de Tasiujaq est un système à convection d’air ouvert, c'est-à-dire qu’il y a un système de ventilation composé de deux cheminées d'entrée d'air et de deux cheminées de sortie d'air a été ajouté pour permettre la circulation d’air sous le couvert de neige. Ce système devrait prolonger la circulation de l’air même durant les périodes où la couverture de neige est importante. Malgré l'installation de ce système de ventilation, l'efficacité thermique de l'ACE n'a pas répondu aux attentes. L'inefficacité du système de ventilation ou d'évacuation de la chaleur, parce que les cheminées étaient complètement recouvertes de neige pendant l'hiver, a entraîné une accumulation de chaleur près de la surface du remblai et une perte d'efficacité du système.

À 0,16 m sous l’interface remblai/sol naturel (Figure 40), les températures maximales et minimales montrent des variations qui pourraient être dues à certaines périodes hivernales où l'extraction de la chaleur était suffisante pour stimuler l’extraction de chaleur. Les températures maximales sont significativement chaudes sans toutefois atteindre la même amplitude que celles de la section de référence. Les températures minimales varient entre -0,6°C et -3,5°C. La valeur maximale enregistrée est imposée par l'hiver chaud de 2010 et le phénomène affecte également les autres sections. Outre ces variations, les températures moyennes ont un comportement plutôt stable.

À 5,10 m de profondeur (Figure 41) les températures minimales sont stables et les maximales ont un comportement variable. Toutes les années de suivi montrent des températures maximales positives sauf pour l'année 2014, où les températures montrent un refroidissement considérable par rapport à la dernière année avec données disponibles (2012). Il faudrait disposer des données pour les années suivantes pour pouvoir affirmer si ce refroidissement est progressif ou ponctuel.

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Figure 40. Températures maximales, minimales et moyennes sous l’interface remblai/sol naturel pour la section ACE

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Section drain thermique

À 0,15 m sous l’interface remblai/sol naturel (Figure 42) les températures sont au moins 3° C plus froides que les températures à l’interface de la section de référence au cours du 2008, montrant un effet significatif. Ceci continue à augmenter au cours de la période de suivi. En 2010, les températures minimales augmentent de façon importante, ce qui correspond à la tendance observée dans toutes les sections pour cette année.

À une profondeur de 5,20 m (Figure 43), toutes les températures enregistrées sont négatives et les températures maximales varient de -0,3°C à -0,6°C avec des variations totales inférieures à 1°C. La variation la plus notable pour les températures maximales et minimales se produit de 2012 à 2014, mais elle n'affecte pas les températures moyennes qui restent plutôt stables. Les températures minimales à cette profondeur sont comprises entre -0,8°C et -1,1°C. Ce qui montre une plage de variation assez étroite.

Le manque de données après 2014 ne nous permet pas de conclure sur le comportement à la fin de la période de suivi, c'est-à-dire de savoir si les températures sont restées stables.

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Figure 42. Températures maximales, minimales et moyennes sous l’interface remblai/sol naturel pour la section drain thermique

Figure 43. Températures maximales, minimales et moyennes à 5,20 m pour la section drain thermique

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