Tel que mentionné dans la mise en contexte, le suivi de la piste d’atterrissage de Puvirnituq comporte une analyse du comportement mécanique du remblai. Un inclinomètre vertical a été installé au pied du remblai, à l’endroit où des tassements importants avaient été observés depuis quelques années.
Les données sont traitées par le logiciel SAA3D fourni par la compagnie Measurand, constructeur de l’inclinomètre automatisé. La Figure 122 présente la sortie graphique des données inclinométriques enregistrées à Puvirnituq entre le 25 septembre 2009 et le 2 octobre 2012. La section de gauche représente le déplacement cumulatif en fonction de la profondeur. La section supérieure droite représente le déplacement en fonction du temps pour les deux profondeurs ayant subi les déplacements maximaux. Ces profondeurs sont indiquées sur la figure de gauche à l’aide d’une ligne de couleur qui correspond à celle sur la figure de droite. L’évolution des déplacements en fonction du temps à 5,5 m (correspondant à 3,5 m de profondeur dans le sol naturel) et à 7,0 m (correspondant à 5,0 m de profondeur dans le sol naturel) est exposée. Le logiciel permet également d’exporter les données inclinométriques afin de les analyser à l’aide des différents logiciels. Un problème est survenu lors de l’utilisation de l’inclinomètre. Puisque l’intervalle de temps entre chacune des lectures de l’inclinomètre est relativement court et que le délai entre chacun des téléchargements de données est long, soit une fois par année, les lectures les plus anciennes sont remplacées par les plus récentes, dues à un manque de mémoire du système d'acquisition. Il y a donc trois périodes où les données ne sont pas disponibles, soit entre novembre 2009 et janvier 2010, entre novembre 2010 et mai 2011 et finalement entre novembre 2011 et mai 2012. Par contre, les données recueillies couvrent la période de dégel ainsi que le dégel maximal, soit l’intervalle de temps où des déplacements importants sont les plus propices de survenir. Les différentes séries de données peuvent cependant être collées l’une à l’autre. Sur la section supérieure droite de la Figure 122, ces intervalles où les données sont manquantes sont représentés par des traits continus de couleur vert ou jaune.
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Figure 122- Sortie graphique des données inclinométriques enregistrées à Puvirnituq entre le 25 septembre 2009 et le 2 octobre 2012
Les déplacements cumulatifs en fonction de la profondeur en date du 26 septembre 2009, du 26 septembre 2010, du 25 septembre 2011 et du 26 septembre 2012 sont présentés à la Figure 123. Cette figure permet d’observer que les principaux mouvements s’effectuent principalement à trois endroits, soit dans le centre du remblai convectif (1,0 mètre), entre 2,5 et 4,0 m de profondeur et entre 4,5 et 6,5 m de profondeur. Il est à noter que ces deux derniers mouvements s’effectuent dans des directions opposées. Finalement, les mouvements observés à une profondeur entre 7 et 14 mètres sont probablement dû au fluage du sol qui est partiellement gelé.
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Figure 123- Déplacement en fonction de la profondeur en date du 26 septembre 2009, du 26 septembre 2010, du 25 septembre 2011 et du 26 septembre 2012
Le mouvement général qu’on observe lors des trois années de suivi ne s’apparente pas à un mouvement d’initiation d’une rupture sous le remblai (voir la Figure 124 a), mais plutôt à un mouvement de compression verticale (voir la Figure 124 b). Il semble se produire une consolidation de la couche de silt argileux dégelée résultant de l’augmentation de la contrainte verticale, causée par la construction du remblai convectif au- dessus du sol instrumenté. Considérant que l’inclinomètre était initialement rectiligne et considérant sa géométrie à la fin de la période de suivi (suite au flambage), le tassement total qui se serait produit dans la couche de silt argileux serait d’environ 10,8 mm. La charge ajoutée par le remblai à convection est estimée à 40 kPa, ce qui pourrait être suffisant pour causer des tassements comme ceux observés.
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Figure 124 : a) Mouvement anticipé en cas de rupture sous le poids du remblai et b) mouvement observé
La Figure 125 présente le déplacement relatif lors de chacune des années de suivi, soit l’année de suivi 1 (Figure 125 a); l’année de suivi 2 (Figure 125 b); et l’année de suivi 3 (Figure 125 c). D’abord, il est possible de remarquer que les plus grands déplacements se sont produits lors de la première année de suivi. Les déplacements maximaux se sont produits à 3,5 et 5,0 m de profondeur, avec des déplacements respectifs de 26 mm et de 38 mm. Les déplacements observés lors de la deuxième année de suivi sont de plus faible amplitude, soit un déplacement maximal de 16 mm observé à 2,5 m de profondeur. Un déplacement maximal de 27 mm a été observé à 2,5 m de profondeur lors de la troisième année de suivi. Les déplacements sont relativement importants à des profondeurs comprises entre 2,5 et 3,5 m, mais sont pratiquement nuls à partir de 4,5 m. Les déplacements observés lors de trois années de suivi ont tous la particularité de se produire dans des directions différentes selon la profondeur. Ils sont donc tous interprétés comme des mouvements de compression verticale. Le fait que le mouvement se produise relativement rapidement suite à la construction et qu’il se stabilise par la suite tend à confirmer l’hypothèse d’une consolidation de la couche d’argile.
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Figure 125- Déplacement lors de a) année de suivi 1 (septembre 2009 à septembre 2010); b) année de suivi 2 (septembre 2010 à septembre 2011); c) année de suivi 3 (septembre 2011 à septembre 2012)
La Figure 126 présente le déplacement de la section supérieure de l’inclinomètre par rapport à la section inférieure de celui-ci. Le déplacement est d’environ 8,5 mm depuis l’installation de l’inclinomètre, ce qui est très minime. Cette observation écarte à nouveau un mouvement d’initiation d’une rupture sous le remblai tel que présenté à la Figure 124 a).
Figure 126- Déplacement de la section supérieure de l’inclinomètre par rapport à la section inférieure de celui- ci
Remblai convectif
Sol naturel
Pergélisol
8,5 mm
Section supérieure de l’inclinomètre Section inférieure de l’inclinomètre146
La Figure 127 présente l’évolution du déplacement relatif à 3,5 m de profondeur ainsi que la température à la profondeur correspondante entre le 25 septembre 2009 et le 2 octobre 2012. Il n’est pas possible de faire une corrélation directe entre la température (donnée par les thermistances de la série F2) et les déplacements observés. Les déplacements survenant à 3,5 m de profondeur entre le début juillet et le début septembre 2010 et 2012 ne sont pas directement associés à une augmentation de la température du sol. La température du sol à cette profondeur est légèrement sous 0°C lorsque ces déplacements se produisent. Puis, lorsque la température augmente au-dessus de 0°C, les déplacements sont de moindre amplitude, ou inexistants. Les déplacements à cette profondeur sont peut-être associés au dégel du sol plus en surface. Les déplacements observés ne sont pas compromettants pour l’infrastructure puisqu’ils sont modestes, à faibles profondeurs et se produisent à un rythme lent. Finalement, il est possible d’affirmer que ce n’est pas la température qui gouverne le tassement à la profondeur considérée.
Figure 127-Évolution du déplacement relatif à 3,5 m de profondeur ainsi que la température à la profondeur correspondante entre le 25 septembre 2009 et le 2 octobre 2012
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