Problèmes rencontrés lors des essais de consolidation au dégel

Tel que discuté précédemment, quelques essais ne se sont pas déroulés comme prévu. Certaines erreurs sont dues à une pièce d’équipement inadéquate pour la réalisation d’un essai de consolidation au dégel ou tout simplement l’ajustement n’était pas optimisé. Dans d’autres cas, les erreurs sont causées par de mauvaises manipulations expérimentales, par inexpérience ou par un paramétrage préliminaire inadéquat.

Premièrement, durant certains essais, il n’était pas possible de détecter une déformation axiale causée par l’application d’une charge sur le système de charge même si plusieurs heures se sont écoulées après que le front de dégel ait atteint la base et que la température interne de l’échantillon soit à l’équilibre avec l’air ambiant. Dans ce cas, la charge appliquée correspondait au poids des terres équivalent à la colonne de sol au-dessus de l’échantillon à la profondeur d’échantillonnage dans la butte de pergélisol. Malgré cette charge, aucune déformation n’était perceptible par le capteur de déplacement. Après plusieurs investigations du montage, il a été déterminé qu’il était nécessaire de compenser pour la friction dans tout le système. La friction est générée par les joints toriques du piston et du couvercle de la cellule œdométrique ainsi que les joints où glissent les tiges au travers du cabinet réfrigéré en plus de la friction générée par le système à poulie. Enfin, pour tous les essais subséquents, une charge initiale de 5 kg a été déposée sur le plateau inférieur pour vaincre la force de friction de tout le montage telle qu’elle a été déterminée lors d’essais en laboratoire. À cette charge minimum, il faut ajouter la charge correspondante au poids équivalent des terres au-dessus de l’échantillon. Un exemple d’un essai de consolidation au dégel où la charge initiale n’était pas assez grande pour vaincre la friction est présenté à la figure 4.10. Aucune déformation axiale ne s’est produite durant la propagation du front de dégel dans l’échantillon alors qu’instantanément, lorsque la charge a été augmentée pour réaliser un palier de chargement de l’essai de consolidation normalisé, des déformations sont

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Figure 4.10: Sommaire de l’essai no. 200418 pour la phase de dégel. Aucune déformation axiale n’est visible pendant le dégel, car la charge n’était pas assez grande pour vaincre la friction du système.

apparues sur la courbe de déformation axiale (Annexe F). C’est le seul essai présenté dans ce mémoire de maîtrise qui montre ce problème.

Deuxièmement, le système de pompage du bain de circulation B (Figure 2.1) a dû être modifié par l’ajout d’une pompe plus puissante. En effet, lors des premiers essais à vide du banc d’essai de consolidation au dégel et même après avoir mis en place le cabinet réfrigéré, il était toujours difficile d’atteindre et de conserver la température dans la cellule œdométrique. Le système a donc été modifié pour mesurer le débit à la sortie de la cellule œdométrique. Les résultats de ces tests ont démontré que le débit du liquide qui circulait dans le système était de moins de 1 l/min. En comparaison, la pompe du bain de circulation A (Figure 2.1) est capable de fournir un débit constant d’environ 10 l/min. Malgré la difficulté de

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maintenir l’équilibre des températures dans la cellule œdométrique, des essais ont tout de même été effectués dans le but d’optimiser la méthodologie.

Ce faible débit dans le système hydraulique de la cellule œdométrique était à l’origine d’une augmentation trop rapide de la température dans la cellule et, par conséquent, un contrôle inefficace de la vitesse de propagation du front de dégel et de la direction du dégel. Ces essais ne sont pas présentés dans le présent mémoire de maîtrise. En effet, l’arrêt prématuré des essais et les données incomplètes qui ont été obtenues de ces essais ne permettent pas de tirer d’information pertinente sur la consolidation au dégel du pergélisol. Pour régler ce problème, une pompe externe a été ajoutée au bain de circulation B.

Troisièmement, lors du paramétrage préliminaire des différents équipements du banc d’essai, les températures des liquides dans les réservoirs des bains de circulation et les températures observées dans la cellule œdométrique n’ont pas été contrôlées adéquatement pour la plupart des essais sauf dans le cas des deux derniers essais identifiés no. 030818 et no. 010819. Plus particulièrement pour le cas de l’essai no. 010819, la température dans la cellule œdométrique a été contrôlée avec précaution. Grâce à ce contrôle, seules de légères variations de la température à la base avant l’augmentation au-dessus de 0 °C suite au dégel de l’échantillon ont été observées durant tout l’essai (Figure 4.1). Enfin, la différence de température entre le réservoir du bain de circulation et le fluide dans la cellule œdométrique est près de 4 °C, ce qui est non négligeable dans l’optimisation du contrôle de la propagation du front de dégel dans l’échantillon.

Quatrièmement, les variations de pression interstitielle qui ont été mesurées à la base de la cellule œdométrique montrent un comportement erratique (Figure 4.3). Les pressions interstitielles diminuent et atteignent des valeurs négatives pendant le dégel. Ensuite, elles augmentent progressivement et demeurent élevées même après le dégel sans toutefois montrer un pic distinctif tel qu’il serait attendu pour un

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comportement normal (Morgenstern et Smith, 1972). Sans connaître les causes exactes de ce comportement erratique des variations de pression interstitielle, il est difficile de conclure sur les résultats enregistrés par le capteur de pression à la base de la cellule œdométrique.