Dans cette section, les résultats sont analysés en trois sections. D’abord, les résultats concernant le choix d’un emplacement pour la production du GRO sont analysés. Puis, les résultats de l’ensemble du volet de l’évaluation de la cinétique de consommation de la silice réactive sont analysés. Finalement, les résultats du volet de l’évaluation de la concentration en alcalis solubles sont analysés.
5.1. Production du matériel réactif d’origine
Dans les pages qui suivent, les résultats de l’ensemble des examens pétrographiques présentés à la section 4 sont analysés dans l’optique de sélectionner l’emplacement idéal pour la production du GRO selon les critères de sélection présentés à la section 3.1.3.
Tel qu’expliqué dans le Chapitre 3, tout au long du processus de sélection d’un emplacement pour la production du GRO, le granulat fin n’a pas été considéré. Cette décision de ne pas rechercher un granulat fin d’origine est basée sur le fait que le sable granitique présent dans le béton du barrage est non réactif à la RAS. En effet, tel que représenté par les résultats des examens pétrographiques sur plaque polie décrits à la section 4.1.1, le sable ne présente aucun indice de réactivité à la RAS. La fissuration contourne systématiquement les particules du granulat fin, tandis qu’un sable réactif à la RAS présente typiquement de la fissuration intra-granulaire (Fournier et coll., 2010a). De plus, les particules du sable ne présentent pas d’auréoles de réaction, ce qui est un indice courant lorsque ce matériau démontre un certain degré de réactivité à la RAS. Ainsi, sur la base de ces observations, le granulat fin présent dans le béton du barrage a été considéré comme non réactif. Un volet expérimental comportant des essais d’expansion sur barres de mortier contenant le granulat fin récupéré de carottes de béton du barrage a malgré tout été réalisé et a en effet confirmé le caractère non réactif du granulat fin (voir section 4.2.3 et la discussion de la section 5.2.4).
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5.1.1. Distribution et réactivité des différents faciès dans le béton du barrage et dans les échantillons de terrain
Les résultats des examens pétrographiques réalisés sur les échantillons de béton provenant du barrage sont analysés par rapport à la distribution et à la présence d’indice(s) de réactivité alcaline des différents faciès du gros granulat. La provenance des carottes de béton, soit la centrale ou la prise d’eau, est également prise en compte dans cette analyse. Puis, les résultats des examens pétrographiques des échantillons provenant de la campagne de terrain sont comparés avec ceux des examens pétrographiques du béton du barrage. De cette façon, il est possible de conclure quant à la représentativité des différentes localisations échantillonnées sur le terrain par rapport à la nature du gros granulat présent dans le béton du barrage.
Pétrographie des échantillons de béton du barrage
À la lumière des résultats présentés à la section 4.1.1, il semble que le gros granulat est principalement constitué d’un métagrauwacke à matrice fortement siliceuse (faciès 1 à 4 – 93,7 %) et, dans une moindre mesure, de gabbro (faciès 5 – 1,9 %) et de particules composées de fragments de quartz/épidote (faciès 6 – 4,4 %). Mis à part à part les faciès 1 et 2, les distributions des différents faciès du gros granulat dans les échantillons de béton sont assez similaires. Il s’avère que les faciès 1 et 2 correspondent tous deux à un faciès d’origine méta-sédimentaire s’apparentant à un métagrauwacke, variant dans ses proportions de chlorite et de biotite, dans l’alignement des minéraux et dans la dimension des minéraux/grains le constituant.
L’impact de la variation de la distribution des faciès selon la provenance des échantillons sur la réactivité à la RAS du béton a pu être vérifié par une comparaison de l’importance de la présence d’indices de réactivité à la RAS des différents faciès. Tel que présenté au Tableau 4.2 et au Tableau 4.3 de la section 4.1.1, les faciès du métagrauwacke (faciès 1 à 4) présentent tous des indices de réactivité à la RAS dans des ordres de grandeur similaires. Ces résultats suggèrent que les variations de composition (biotite/chlorite), d’alignement des minéraux et de dimension des grains/minéraux ont une influence négligeable sur la réactivité alcaline potentielle
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des différents faciès du métagrauwacke (faciès 1 à 4). De cette façon, même si la distribution des faciès 1 et 2 est variable entre les localisations 660 et 734, le « degré » de réactivité à la RAS devrait être peu influencé, du moins tant que la proportion globale de particules de granulats appartenant aux faciès 1 à 4 demeure similaire.
En ce qui concerne les faciès 5 (gabbro) et 6 (fragments de quartz/épidote), les rares auréoles de réaction et fissures qui ont été observées proviennent fort possiblement d’une altération de surface des particules de granulats et d’un endommagement lors des processus d’excavation et de concassage du socle rocheux. Ces deux faciès sont considérés non réactifs à la RAS.
Bien que la distribution des faciès du métagrauwacke ait vraisemblablement un impact négligeable sur la réactivité à la RAS du béton, une différence dans l’importance des indices de réactivité à la RAS a été observée dans les échantillons provenant de la centrale (localisation 660) et de la prise d’eau (localisation 734). En effet, même si des proportions similaires d’auréoles de réaction ont été observées pour les deux localisations (89,7 % pour la centrale et 88,0 % pour la prise d’eau), il en est autrement pour les fissures pénétrantes (46,8 % pour la centrale et 61,7 % pour la prise d’eau) et jusqu’à un certain point, pour les fissures ouvertes (73,4 % pour la centrale et 78,8 % pour la prise d’eau).
Si des différences dans la distribution des faciès des gros granulats ne permettent pas d’expliquer cet écart, une explication pourrait toutefois être trouvée dans des différences quant aux conditions d'exposition prévalant aux deux endroits prélevés. En effet, le béton d’où proviennent les échantillons de la prise d’eau (localisation 734) est vraisemblablement exposé à des conditions favorisant davantage la RAS que le béton provenant de la centrale (localisation 660). L’hypothèse pouvant être raisonnablement posée est que le béton de la prise d’eau ait un apport d’humidité plus important que celui de la centrale, ce qui aurait permis à la RAS de se développer davantage dans le béton de la prise d’eau.
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Pétrographie des échantillons provenant de la cartographie de terrain
Les examens pétrographiques sur les échantillons provenant de la campagne de terrain ont permis de constater que la nature des échantillons est similaire pour les huit localisations considérées. En effet, les échantillons prélevés aux différentes localisations contiennent en grande majorité un métagrauwacke, variant dans son contenu en biotite/chlorite, dans la dimension des grains/minéraux et dans l’intensité de son altération métamorphique. Les altérations se situent principalement à proximité de veines de quartz/épidote qui traversent le métagrauwacke. Des fragments de gabbro ont aussi été échantillonnés dans une moindre mesure à quelques localisations. Bien que les huit localisations échantillonnées soient constituées d’un matériel assez similaire d’un point de vue géologique, il importe de s’assurer que la composition des échantillons provenant des différents sites sur le terrain est semblable à celle des gros granulats présents dans le béton du barrage.
Comparaison entre la nature du gros granulat du béton du barrage et des échantillons provenant de la cartographie de terrain
La nature du gros granulat du béton du barrage et des échantillons provenant de la cartographie de terrain est semblable. D’abord, les faciès d’origine s’apparentant à un métagrauwacke (faciès 1 à 4) observés dans le béton du barrage sont similaires au métagrauwacke observés dans les échantillons provenant de la campagne de terrain. Dans les deux cas, le métagrauwacke est le principal constituant du matériel granulaire. Il présente une plage de variation dans son contenu en biotite/chlorite, dans l’intensité de l’alignement des minéraux ainsi que dans la dimension des grains/minéraux. La variation de la distribution des différents faciès du métagrauwacke (faciès 1 à 4 du béton du barrage) n’a pas été étudiée pour les différentes localisations échantillonnées sur le terrain. En effet, bien que certains faciès puissent être présents de façon plus importante à une localisation donnée, puisqu’aucun faciès du métagrauwacke ne présente davantage d’indices de réactivité à la RAS qu’un autre, la réactivité à la RAS de l’ensemble de ces faciès a été considérée similaire. De cette façon, tant que le matériel est essentiellement constitué du métagrauwacke, l’appartenance à l’un de ces quatre faciès importe peu. C’est ce qui justifie la décision de ne pas caractériser les échantillons de la
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campagne de terrain selon les quatre faciès du métagrauwacke observés dans le béton du barrage, mais plutôt de s’en tenir à leur composition générale (métagrauwacke, gabbro ou fragments de quartz/épidote).
Le faciès 5 du béton du barrage (gabbro) a aussi été identifié dans certaines localisations échantillonnées. Ce dernier provient possiblement d’intrusifs gabbroïques situés à proximité. Ces intrusifs pourraient avoir contribué à développer un gradient métamorphique dans le grauwacke. Des indices d’un tel gradient ont été observés : une altération plus ou moins forte de la biotite et son remplacement par la chlorite ou bien une intensité variable de l’alignement des minéraux.
En ce qui concerne les fragments de quartz/épidote, ils ont été observés dans le béton du barrage (faciès 6) ainsi que dans les échantillons provenant de la campagne de terrain. Sur le terrain, des veines ont été observées à des dimensions grossières (~ pluri-décimétriques) ou bien à des dimensions plus fines (~ pluri- millimétrique à centimétrique). Les veines plus grossières pourraient expliquer la présence des particules de granulats du béton du barrage appartenant au faciès 6 tandis que les veinules plus fines pourraient correspondre à celles retrouvées en intrusion dans certaines particules des faciès de métagrauwacke contenues dans le béton du barrage. La présence de ces veines dans la roche encaissante (le métagrauwacke) pourrait avoir généré du métamorphisme dans cette dernière par circulation de fluides hydrothermaux. Ce métamorphisme pourrait avoir générer les différentes plages de variation observées dans le métagrauwacke, tant dans le béton du barrage que dans les échantillons provenant de la campagne de terrain.
En bref, les faciès examinés lors des examens pétrographiques des échantillons de béton du barrage ont pu être identifiés dans les échantillons de la campagne de terrain. La composition des échantillons provenant de la campagne de terrain est sensiblement la même, invariablement de la localisation échantillonnée. Ainsi, les huit localisations échantillonnées lors de la campagne de terrain sont jugées représentatives du gros granulat présent dans le béton du barrage.
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5.1.2. Choix de l’emplacement pour l’échantillonnage
Tel que décrit dans la section 3.1.3, le choix de l’une des huit localisations échantillonnées lors de la campagne de terrain pour la production du GRO s’est basé sur trois critères. Voici un rappel de ces critères :
1. La représentativité de la composition de la roche et de la distribution des faciès par rapport au gros granulat utilisés pour la confection du béton du barrage;
2. Le niveau de confiance par rapport au matériel échantillonné (roc en place ou blocs détachés);
3. L’accessibilité au site pour la campagne d’échantillonnage de masse et la capacité d’y extraire suffisamment de matériel pour produire quelque 52 tonnes de granulat.
Dans la section 5.1.1, il a été démontré que les huit localisations échantillonnées lors de la campagne de terrain répondent au premier critère.
En ce qui concerne le deuxième critère, une localisation correspondant à du roc en place est préférable à des blocs de roche détachés ou concassés. En effet, les blocs détachés d’une paroi ne correspondent pas nécessairement au matériel de la paroi de façon représentative. Ainsi, à cet effet, les localisations 3 et 7 présentées au Tableau 3.1 semblent les plus adéquates puisqu’elles correspondent toutes deux à des parois rocheuses.
Concernant le troisième critère, non seulement la représentativité du roc en place est-elle requise, mais l’excavation du matériel assure aussi que le volume nécessaire sera disponible. Effectivement, en échantillonnant des blocs préalablement concassés (e.g. localisation 4), il n’y a aucune garantie que le volume de blocs présents est suffisant pour la production des 52 tonnes de granulat net à générer. À propos de l’accessibilité des localisations, les localisations 3 et 7 présentent toutes deux une accessibilité similaire pour la machinerie lourde en vue de l’excavation du matériel rocheux. En effet, les parois rocheuses à ces deux localisations longent une route située à proximité du barrage. Or, après discussion