Effets des futurs changements climatiques sur la performance à long terme des chaussées souples au Québec

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Effets des futurs changements climatiques sur la

performance à long terme des chaussées souples au

Québec

Mémoire

Papa Masseck Thiam

Maîtrise en génie civil

Maître ès sciences (M.Sc.)

Québec, Canada

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Résumé

La performance à long terme du réseau routier au Québec est fortement influencée par le climat et les conditions météorologiques (Doré et Zubeck, 2008). Parmi ces facteurs, des niveaux élevés de saturation dans les sols et les matériaux de chaussée peuvent être une cause importante de la détérioration des routes. Selon des scénarios de changements climatiques établis par Ouranos, le sud du Québec subira des augmentations de précipitations moyennes mensuelles de -0,1 % à 8,45 % sur un horizon de 2010 à 2039. Le but de ce projet est de quantifier l’effet de ces futures augmentations sur le comportement mécanique des structures de chaussées et des sols. Basé sur les données collectées dans des sections de routes instrumentées, une relation entre les précipitations et l’augmentation du niveau de saturation des couches de chaussée est proposée. Afin de déterminer la relation entre les propriétés mécaniques et la teneur en eau, les comportements en module réversible et en déformation permanente (quatre différents sols) ont été déterminés avec des essais triaxiaux et ont été validés avec un simulateur de charge routier. Une analyse d’endommagement est effectuée afin de quantifier la diminution de la durée de vie utile causée par les changements climatiques. Il a été montré que les augmentations de précipitations, prévues au Québec, auront un impact significatif sur la performance des chaussées. Ainsi, certaines techniques de mitigation seront proposées pour pallier la diminution de la vie utile des chaussées.

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Abstract

The long-term performance of the road network of the province of Quebec (Canada) is strongly influenced by the climate and the weather conditions. Amongst other factors, high levels of saturation in soils and pavement materials are believed to be an important cause of pavement deterioration. According to the climate change scenarios established by Ouranos (2010), the North and South of Quebec will undergo an average precipitation increase from -0.1% to 8.45% in a future horizon of 2010-2039. The purpose of this project is to quantify the effect of these expected precipitation increases on the mechanical behavior of road structures, materials and soils. Based on literature and on data collected on instrumented road sections, a relationship between precipitation increase and saturation level of pavement layers is proposed. The resilient modulus and permanent deformation behavior for various water contents and four different subgrade soils was determined using triaxial tests, which were validated using small-scale heavy vehicle simulator, in order to determine the existing relationship between mechanical properties and moisture contents. Using the precipitation increase scenarios and the preset models, a damage analysis is performed to quantify the decrease of pavements service life caused by climate change. It is found that climate change, and more precisely the increase of precipitation expected in the Province of Quebec, will have a significant impact on pavement performance and that adapted pavement structures and materials, such as improved drainage, increased structural capacity or materials with reduced sensitivity to water, are possible options to reduce the loss of pavement life associated with climate change.

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Table des matières

Résumé……… ... iii

Abstract……… ... v

Table des matières ... vii

Liste des figures ... xi

Liste des tableaux ... xv

Liste des annexes ... xvii

Remerciements ... xxiii

CHAPITRE 1: INTRODUCTION ET MISE EN CONTEXTE ... 1

1.1 Introduction et mise en contexte... 1

1.2 Structure du document ... 3

CHAPITRE 2: REVUE DES CONNAISSANCES ... 5

2.1 Introduction ... 5

2.1.1 Généralités sur le climat ...5

2.1.1.1 Les causes de l’évolution du climat ...5

2.1.1.2 Les scénarios climatiques ...7

2.1.1.3 Les incertitudes associées aux projections climatiques ...9

2.2 Historique des changements climatiques ... 10

2.2.1 Historique des changements climatiques dans le monde ...11

2.2.2 Historique des changements climatiques au Québec ...12

2.3 Évidence et quantification des changements climatiques futurs ... 15

2.3.1 Quantification des augmentations de précipitations et de températures dans le monde ...15

2.3.2 Quantification des augmentations de précipitations et de températures au Québec ...17

2.4 Description de la structure de chaussée ... 24

2.5 Sources d’eau dans les chaussées ... 27

2.6 Impact de l’augmentation des précipitations sur la performance des structures de chaussées32 2.6.1 Évidences de l’augmentation de la teneur en eau dans les chaussées causée par l’augmentation des précipitations ...32

2.6.2 Impact de l’augmentation de la teneur en eau sur la performance des chaussées ...34

2.6.2.1 Description du comportement mécanique des sols et matériaux de chaussées ...34

2.6.2.2 Différents paramètres contrôlant l’effet de l’eau dans les sols et matériaux granulaires. ...39

2.6.2.3 Étude de l’influence du niveau de saturation sur le module réversible des sols et des matériaux granulaires des chaussées ...42

2.6.2.4 Étude de l’influence du niveau de saturation sur le comportement en déformation permanente des sols et des matériaux granulaires des chaussées ...45

2.7 Conclusion ... 47

CHAPITRE 3: OBJECTIFS ET DESCRIPTION DU PROJET ... 51

3.1 Raison d’être et objectifs du projet ... 51

3.2 Description du projet ... 54

CHAPITRE 4: ÉTABLISSEMENT DE LA RELATION ENTRE LES PRÉCIPITATIONS ET L’AUGMENTATION DU NIVEAU DE SATURATION DANS LES SOLS ... 57

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CHAPITRE 5: CAMPAGNE EXPÉRIMENTALE DU PROJET ... 67

5.1 Type et provenance des matériaux utilisés durant le projet ... 67

5.1.1 Types de matériaux étudiés ... 67

5.1.2 Source, provenance et nature des sols étudiés ... 68

5.2 Caractérisation physique des matériaux ... 71

5.3 Essais de performance mécanique sur les matériaux ... 74

5.3.1 Essai triaxial de module réversible ... 75

5.3.1.1 Description générale de l’essai ... 76

5.3.1.2 Essai triaxial en condition optimale ... 76

5.3.1.3 Essai triaxial en condition saturée ... 84

5.3.1.4 Différents problèmes rencontrés lors de l’essai de module réversible ... 86

5.3.2 Essai triaxial de déformation permanente... 88

5.3.2.1 Description générale de l’essai ... 89

5.3.2.2 Description du choix de la méthode d’essai et des paramètres d’entrée ... 89

5.3.2.3 Préparation des échantillons pour les essais en condition triaxiale et saturée ... 92

5.3.3 Essai au simulateur de charge routier ... 94

5.3.3.1 Description de l’essai et de l’équipement utilisé ... 95

5.3.3.2 Conception de l’échantillon et mise en place de l’instrumentation ... 97

5.3.3.3 Les paramètres d’entrée utilisés lors de l’essai au simulateur de charge ... 102

5.3.3.4 Description de l’essai en condition naturelle et méthode de prise de mesure ... 106

5.3.3.5 Description de la méthode de saturation de l’échantillon ... 108

5.3.3.6 Description de l’essai en condition saturée et méthode de prise de mesure ... 109

CHAPITRE 6: RÉSULTATS DES ESSAIS DE PERFORMANCE MÉCANIQUE ... 111

6.1 Résultats et analyse des essais triaxiaux de module réversible ... 111

6.1.1 Résultats des essais de module réversible ... 111

6.1.2 Analyse des résultats de l’essai de module réversible ... 115

6.2 Résultats et analyse des essais triaxiaux de déformation permanente ... 117

6.2.1 Résultats des essais de déformation permanente ... 117

6.2.2 Analyse des résultats des essais de déformation permanente ... 118

6.3 Résultats et analyse des essais au simulateur de charge routier ... 124

6.3.1 Résultats des essais au simulateur de charge routier ... 124

6.3.2 Analyse des résultats de l’essai au simulateur de charge routier ... 125

6.4 Discussion de la différence des résultats de B obtenus pour l’essai triaxial de déformation permanente et l’essai de simulateur de charge ... 127

CHAPITRE 7: SCÉNARIOS CLIMATIQUES ... 131

7.1 Prédiction de futurs scénarios d’augmentation de précipitation ... 131

7.1.1 Construction des scénarios climatiques ... 131

7.1.1.1 Région à l’étude ... 131 7.1.1.2 Périodes étudiées ... 132 7.1.1.3 Simulations climatiques ... 132 7.1.1.4 Versions ... 133 7.1.1.5 Domaines ... 133 7.1.1.6 Pilotes ... 134 7.1.1.7 Membres ... 135

7.1.1.8 Scénarios de gaz à effet de serre ... 135

7.1.2 Variabilité des réponses de scénarios ... 138

7.1.3 Analyse des résultats de scénarios climatiques ... 139

7.2 Quantification des précipitations moyennes de la période de référence ... 141

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CHAPITRE 8: ANALYSE DES RÉSULTATS ET LOI D’ENDOMMAGEMENT ... 145

8.1 Analyse d’endommagement ... 147

8.1.1 Endommagement selon l’Asphalt Institute à partir des résultats d’essai de module réversible ...147

8.1.2 Endommagement des essais de déformation permanente en cellule triaxiale et au simulateur de charge ...149

8.2 Quantification de la réduction de vie utile des chaussées souples au Québec ... 150

CHAPITRE 9: DISCUSSION ... 159

CHAPITRE 10: CONCLUSION ... 165

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES ... 169

ANNEXE A : Carte quaternaire géologique du Québec ... 179

ANNEXE B : Essais de caractérisation physique des sols échantillonnés ... 183

ANNEXE C : Revue des paramètres d’essai de déformation permanente ... 201

ANNEXE D : Résultats bruts des essais de module réversible ... 205

ANNEXE E : Résultats bruts des essais de déformation permanente ... 219

ANNEXE F : Résultats des essais des essais au simulateur de charge routier ... 225

ANNEXE G : Normales de précipitations sur les 3 zones étudiées pour la période de référence de 1971 à 2000………. ... 233

ANNEXE H : Résultats d’essais de module réversible issus des modèles d’analyse et de la loi d’endommagement de l’Asphalt Institute (diminution de N) ... 237

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Liste des figures

FIGURE 2-1 : EVOLUTION DE L'EMISSION DE GAZ A EFFET DE SERRE ANTHROPIQUE DANS LE TEMPS (TIRE DE GIEC

(2007)) ... 7

FIGURE 2-2:MOYENNE DES TEMPERATURES (HAUT) ET DES PRECIPITATIONS (BAS) HIVERNALES ET ESTIVALES OBSERVEES DE 1961 A 1990(TIRE DE GIEC(2007) ... 14

FIGURE 2-3:ZONES DE REFERENCE DE PREDICTION DE CHANGEMENTS CLIMATIQUES AU QUEBEC (TIRE D’OURANOS (2010)) ... 17

FIGURE 2-4 :COMPARAISON DES CHANGEMENTS DE PRECIPITATIONS ET DE TEMPERATURES AU QUEBEC SUR UN HORIZON DE 2041-2070 PAR RAPPORT A 1961-1990(TIRE DE OURANOS (2010)) ... 19

FIGURE 2-5 :PROJECTION DES TEMPERATURES MOYENNES EN ETE ET HIVER POUR LA PERIODE (TIRE D’OURANOS (2010)) ... 22

FIGURE 2-6:PROJECTION DES PRECIPITATIONS MOYENNES EN ETE ET HIVER (TIRE D’OURANOS (2010)) ... 22

FIGURE 2-7:ÉLEMENTS CONSTITUTIFS DE LA CHAUSSEE AU QUEBEC SELON LE MTQ(TIRE DE DORE (2004)) ... 26

FIGURE 2-8:PRINCIPAUX MODES D’INFILTRATION DE L’EAU DANS LA STRUCTURE DE CHAUSSEE (TIRE DE LEBEAU 2006) ... 31

FIGURE 2-9:VARIATION DE LA TENEUR EN EAU DANS UNE STRUCTURE DE CHAUSSEE EN FONCTION DE L'AUGMENTATION DES PRECIPITATIONS (WATMOVE 2008, TIRE DE CARRERA ET .COLL 2009) ... 33

FIGURE 2-10 :ILLUSTRATION DE LA COURBE CONTRAINTE-DEFORMATION D'UN SOL (TIRE DE ARAYA (2011)) ... 35

FIGURE 2-11:COURBE CARACTERISTIQUE DE RETENTION D'EAU ISSUE DE COTE ET ROY (1998)(TIRE DE BILODEAU (2009)) ... 41

FIGURE 2-12:INFLUENCE DU NIVEAU DE SATURATION SUR LE MODULE REVERSIBLE DES SOLS ET MATERIAUX GRANULAIRES (TIRE DE BILODEAU (2009)) ... 45

FIGURE 2-13:INFLUENCE DU NIVEAU DE SATURATION SUR LE COMPORTEMENT EN DEFORMATION PERMANENTE DES SOLS (THIAM,2013) ... 46

FIGURE 3-1:SEQUENCE D'ENDOMMAGEMENT A LONG TERME PAR DEFORMATION PERMANENTE DES CHAUSSEES. A) DEBUT DE VIE UTILE ET B)VIE UTILE AVANCEE PROVOQUANT L’ORNIERAGE STRUCTURAL ... 52

FIGURE 3-2:ORGANIGRAMME DECRIVANT LES DIFFERENTES ETAPES DU PROJET ... 55

FIGURE 4-1:RELATION ENTRE LES PRECIPITATIONS ET LES TENEURS EN EAU VOLUMETRIQUES DES ARGILES INSTRUMENTEES A L'AUTOROUTE 210 DU MANITOBA A DIFFERENTES PROFONDEURS ... 61

FIGURE 4-2:AUGMENTATION DES TENEURS EN EAU VOLUMETRIQUES DES SOLS EN FONCTION DES EPISODES DE PRECIPITATION ... 64

FIGURE 5-1:ILLUSTRATION DE L'ECHANTILLONNAGE DES SOLS. A)ÉCHANTILLONNAGE DU TILL PROVENANT DU SERUL, B)ÉCHANTILLONNAGE DE L'ARGILE PROVENANT DE SAINT-AUGUSTIN-DE-DESMAURES, C) ÉCHANTILLONNAGE DE L'ARGILE PROVENANT DE SAINT-ALBAN ... 70

FIGURE 5-2:ZONES D'ECHANTILLONNAGE DES SOLS ... 71

FIGURE 5-3:DISTRIBUTION DE LA TAILLE DES PARTICULES DES DIFFERENTS SOLS ETUDIES ... 73

FIGURE 5-4:ILLUSTRATION DE LA PRESSE TRIAXIALE UTM POUR LES ESSAIS TRIAXIAUX. A)SCHEMA DES DIFFERENTES COMPOSANTES DE LA PRESSE TRIAXIALE (TIRE DE MTQ(2004)).B)IMAGE DE LA PRESSE TRIAXIALE UTM 100. ... 77

FIGURE 5-5:ILLUSTRATION DES DIFFERENTS EQUIPEMENTS UTILISES POUR LA REALISATION DE L'ESSAI TRIAXIAL DE MODULE REVERSIBLE (TIRE DE POUPART (2013)) ... 77

FIGURE 5-6:MARTEAU VIBRANT DE COMPACTAGE HILTI TE505 ... 78

FIGURE 5-7:ILLUSTRATION DE LA SEQUENCE DE COMPACTAGE ET DE DEMOULAGE DES ECHANTILLONS DE SOLS. A)LUBRIFICATION DU MOULE. B)COMPACTAGE D’ECHANTILLONS AU MARTEAU VIBRANT. C)DEMOULAGE DE L’ECHANTILLON. D)ÉCHANTILLON DEMOULE ... 79

FIGURE 5-8:SEQUENCE D’ETANCHEITE D’UN ECHANTILLON DE SOL. A)MISE EN PLACE DES MEMBRANES. B)UTILISATION DE LA GRAISSE DE SILICONE. C)MISE EN PLACE DES JOINTS TORIQUES. D)FIN DE L’ETANCHEITE ... 80

FIGURE 5-9: MISE EN PLACE DES LVDT SUR L'ECHANTILLON ... 81

FIGURE 5-10: DIFFERENTES PHASES DE DEFORMATION DES ECHANTILLONS DE SOL (DORE (2004)) ... 83

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FIGURE 5-12:GONFLEMENT DE L'ARGILE ET DECALAGE DES LVDT ... 87

FIGURE 5-13:PROFIL DE CONTRAINTE DEVIATORIQUE AU SOMMET DE L'INFRASTRUCTURE D'UNE CHAUSSEE EN FONCTION DE LA PROFONDEUR ... 91

FIGURE 5-14 : MISE EN PLACE A L’EXTERIEUR DES ECHANTILLONS POUR L’ESSAI DE DEFORMATION PERMANENTE 93 FIGURE 5-15:ROTATIONS DE CONTRAINTE DE LEKARP ET COLL.(2000, TIRE DE BILODEAU (2009)) ... 95

FIGURE 5-16:SIMULATEUR DE CHARGE ROUTIER (TIRE DE JUNEAU ET PIERRE (2008)) ... 96

FIGURE 5-17: PANNEAU DE CONTROLE DE LA PRESSION DU PNEU ET DU BALLON ... 97

FIGURE 5-18: A) MISE EN PLACE DU SOL D'INFRASTRUCTURE (TILL). B) DU PREMIER DEFLECTOMETRE MULTI NIVEAU. ... 99

FIGURE 5-19: A) MISE EN PLACE DU MG-20. B) MISE EN PLACE DU DEFLECTOMETRE CORRESPONDANT ... 101

FIGURE 5-20: A) MISE EN PLACE DE L'ECHANTILLON TYPIQUE. B)ÉCHANTILLON CONFECTIONNE AVANT ESSAI ... 101

FIGURE 5-21: A)MESURE A L'AIDE D'UN VERNIER. B)MESURE A L'AIDE D'UN TRIANGLE A ORNIERE (TIREE DE POUPART (2013)) ... 107

FIGURE 5-22 :PRISE DE MESURE EFFECTUEE A DIFFERENTS POINTS DE LA CHAUSSEE... 107

FIGURE 5-23:METHODE SATURATION PAR VASES COMMUNICANTS (VUE EN PLAN)... 108

FIGURE 5-24: A)ÉCHANTILLON AVANT ESSAI. B)ÉCHANTILLON APRES 100 000 CYCLES DE CHARGEMENT ... 110

FIGURE 6-1:MR EN FONCTION DE LA CONTRAINTE DEVIATORIQUE POUR LES TROIS ETATS DE CONTRAINTES SUR LE TILL SM. ... 113

FIGURE 6-2:MR EN FONCTION DE LA CONTRAINTE DEVIATORIQUE POUR LES TROIS ETATS DE CONTRAINTES SUR LE SABLE SP. ... 113

FIGURE 6-3:MR EN FONCTION DE LA CONTRAINTE DEVIATORIQUE POUR LES TROIS ETATS DE CONTRAINTES SUR L’ARGILE CL. ... 114

FIGURE 6-4:MR EN FONCTION DE LA CONTRAINTE DEVIATORIQUE POUR LES TROIS ETATS DE CONTRAINTES SUR L’ARGILE CH. ... 114

FIGURE 6-5:ILLUSTRATION DE LA FIABILITE DU MODELE MODIFIE DU MEPDG(2000) ... 117

FIGURE 6-6:RESULTATS DES ESSAIS DE DEFORMATION PERMANENTE ... 118

FIGURE 6-7:ILLUSTRATION DES PARAMETRES DU MODELE DE DRESDEN ... 119

FIGURE 6-8:ILLUSTRATION DU MODELE DE DRESDEN POUR LES ESSAIS TRIAXIAUX EN CONDITION OPTIMALE .... 120

FIGURE 6-9 :ILLUSTRATION DU MODELE DE DRESDEN POUR LES ESSAIS TRIAXIAUX EN CONDITION SATUREE ... 121

FIGURE 6-10:PARAMETRES DU MODELE DE DRESDEN POUR LES ESSAIS TRIAXIAUX DE DEFORMATION PERMANENTE ... 122

FIGURE 6-11:RESULTATS DES ESSAIS AU SIMULATEUR DE CHARGE POUR LA DEFORMATION PERMANENTE AU SOMMET DU SOL D’INFRASTRUCTURE ... 125

FIGURE 6-12:PARAMETRES DU MODELE DE DRESDEN POUR LES ESSAIS AU SIMULATEUR DE CHARGE ROUTIER ... 126

FIGURE 7-1: CARTE DU SUD DU QUEBEC DELIMITANT LES 3 REGIONS ETUDIEES (TIRE DE MTQ(2012)) ... 132

FIGURE 7-2 :DOMAINE QUEBEC ET AMNO, AVEC LA GRILLE DU MRCC4 A 45 KM ... 134

FIGURE 7-3:CHANGEMENTS DE PRECIPITATIONS A L’HORIZON 2050 POUR TOUTES LES SIMULATIONS DISPONIBLES PAR RAPPORT AU SOUS-ENSEMBLE CHOISI POUR LE PROJET. ... 139

FIGURE 7-4:RESUME DES PRECIPITATIONS MOYENNES FUTURES POUR CHAQUE ZONE ETUDIEE (A PARTIR DES DONNEES DES 13 VILLES PROVENANT D’ENVIRONNEMENT CANADA) ... 144

FIGURE 8-1:PROCEDURE D'ANALYSE PAR LOI D'ENDOMMAGEMENT ... 145

FIGURE 8-2:COMPARAISON DU RATIO DE DOMMAGE RELATIF POUR LES TROIS ESSAIS MECANIQUES DANS LA ZONE 1 AU 90E PERCENTILE DU SCENARIO FUTUR ... 153

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FIGURE 9-1:DISPERSIONS ISSUES DES SCENARIOS ENTRE 2046 ET 2065 PAR RAPPORT A UNE PERIODE DE REFERENCE DE 1961 A 1990... 160

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Liste des tableaux

TABLEAU 2-1: RECAPITULATIF DE L'EVOLUTION DES TEMPERATURES ET DES PRECIPITATIONS AU SUD DU QUEBEC

(TIRE D’OURANOS (2010)) ... 20

TABLEAU 2-2: RECAPITULATIF DE L'EVOLUTION DES TEMPERATURES ET DES PRECIPITATIONS AU NORD DU QUEBEC (TIRE D’OURANOS (2010)) ... 21

TABLEAU 2-3:RESUME DE L’EVOLUTION DES AUGMENTATIONS DE TEMPERATURES ET DE PRECIPITATIONS A TRAVERS L'HISTOIRE SELON DIFFERENTS AUTEURS ET DIFFERENTES PERIODES... 24

TABLEAU 2-4:CAUSES ET EFFETS DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES SUR LES CHAUSSEE ... 48

TABLEAU 4-1:PROFONDEURS DE MISE EN PLACE DES CAPTEURS DE TENEUR EN EAU DANS LA STRUCTURE DE CHAUSSEE DE L'AUTOROUTE 210MANITOBA ... 59

TABLEAU 4-2:DIFFERENTS SCENARIOS ETUDIES AFIN DE DETERMINER LA MEILLEURE CORRELATION ENTRE LES PRECIPITATIONS ET LES AUGMENTATIONS DE TENEURS EN EAU ... 62

TABLEAU 4-3:COEFFICIENT DE DETERMINATION OBTENUES DES GRAPHES P VS ΔW POUR LES 15 DIFFERENTS SCENARIOS ANALYSES ... 64

TABLEAU 4-4:SYNTHESE DE TRAITEMENT DES DONNEES BRUTES DE PRECIPITATIONS ET DE TENEURS EN EAU VOLUMETRIQUES ... 65

TABLEAU 5-1:QUANTITES DE SOLS NECESSAIRES POUR LES DIFFERENTS ESSAIS A EFFECTUER SUR LES SOLS ECHANTILLONNES ... 68

TABLEAU 5-2:RESUME DES ESSAIS DE CARACTERISATION PHYSIQUE DES SOLS ETUDIES ... 73

TABLEAU 5-3:RESUME DES DIFFERENTS ESSAIS MECANIQUES EFFECTUES SUR LES SOLS A L'ETUDE ... 74

TABLEAU 5-4:SEQUENCES ET CONTRAINTES DE CHARGEMENT POUR UN ESSAI TRIAXIAL ... 82

TABLEAU 5-5:TENEURS EN EAU D'ESSAI POUR LES DIFFERENTS SOLS ETUDIES ... 86

TABLEAU 5-6:RESULTATS D'ANALYSES DE DETERMINATION DE LA CONTRAINTE DEVIATORIQUE ET DU CONFINEMENT POUR L'ESSAI DE DEFORMATION PERMANENTE SUR UN SOL DE TYPE SM... 91

TABLEAU 5-7:PARAMETRES UTILISES POUR LES ESSAIS DE DEFORMATION PERMANENTE ... 92

TABLEAU 5-8 :TENEURS EN EAU D’ESSAI DES SOLS ETUDIES POUR L’ESSAI DE DEFORMATION PERMANENTE ... 94

TABLEAU 5-9:CARACTERISTIQUES D’ESSAI SUR LE TILL SM POUR L'ESSAI DE SIMULATEUR DE CHARGE ROUTIER . 98 TABLEAU 5-10:CARACTERISTIQUES D’ESSAI SUR L’ARGILE CL POUR L'ESSAI DE SIMULATEUR DE CHARGE ROUTIER ... 98

TABLEAU 5-11:RELATION ENTRE LA PRESSION DU PNEU, LA PRESSION DU BALLON ET LA PRESSION DE CONTACT (TIRE DE POUPART (2013)) ... 103

TABLEAU 5-12: PARAMETRES D'ENTREE SUR WINJULEA POUR LA CHAUSSEE (TILL COMME INFRASTRUCTURE) ... 104

TABLEAU 5-13:RESULTATS DE L'ANALYSE ITERATIVE ... 105

TABLEAU 5-14:SEQUENCES DE PRISE DE MESURE DES DEFLEXIONS ... 106

TABLEAU 6-1:RESULTATS D'ESSAI DE MODULE REVERSIBLE SUR LE TILL A L'ETAT OPTIMAL ... 112

TABLEAU 6-2:PARAMETRES DU MODELE MODIFIE DU MEPDG(2000) ... 116

TABLEAU 6-3:PARAMETRES ISSUS DES RESULTATS D'ESSAI DE DEFORMATION PERMANENTE ... 121

TABLEAU 6-4:PARAMETRES ISSUS DES RESULTATS D'ESSAI DE SIMULATEUR DE CHARGE ... 125

TABLEAU 6-5:DIFFERENCE DES PARAMETRES B POUR CL ET SM ENTRE LES ESSAIS DE SIMULATEUR ET DE DEFORMATION PERMANENTE ... 127

TABLEAU 6-6:EXEMPLE D’ANALYSE DE L’EFFET DE B POUR UN NOMBRE DE CYCLE ELEVE SELON LE TYPE D’ESSAI DE DEFORMATION PERMANENTE UTILISE (EXEMPLE DE L’ARGILE CL EN CONDITION OPTIMALE ET SATUREE) ... 128

TABLEAU 7-1 : SIMULATIONS CLIMATIQUES REGIONALES UTILISEES DANS L’ETUDE ... 133

TABLEAU 7-2:SCENARIOS D'AUGMENTATION DE PRECIPITATION POUR LA ZONE 1 ... 136

TABLEAU 7-5:RESUME DES NORMALES DE PRECIPITATION ENTRE 1971 ET 2000 POUR DES DONNEES ACCUMULEES SUR AU MOINS 15 ANS POUR CHAQUE ZONE ETUDIEE ... 142

TABLEAU 8-1:CARACTERISTIQUES DE LA CHAUSSEE UTILISEE POUR L’ANALYSE DU DOMMAGE SUR WINJULEA BASEE SUR L’ESSAI DE MODULE REVERSIBLE. ... 148

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TABLEAU 8-2:EXEMPLE DE DETERMINATION DE N POUR LE TILL SM SUR LA ZONE 1 ET AU 90E PERCENTILE POUR LES 15 ETATS DE CONTRAINTE DE L’ESSAI TRIAXIAL ... 149 TABLEAU 8-3:EXEMPLE DE DETERMINATION DE LA DUREE DE VIE RELATIVE POUR LE TILL SM A LA ZONE 1 ET

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Liste des annexes

ANNEXE A1 :CARTE GEOLOGIQUE QUATERNAIRE DU QUEBEC ... 180

ANNEXE B1 :TABLEAU DE GRANULOMETRIE ET DE SEDIMENTATION DU TILL SM ... 184

ANNEXE B2:DENSITE RELATIVE DU TILL ... 184

ANNEXE B3:COURBES GRANULOMETRIQUES DU TILL ... 185

ANNEXE B4:TABLEAU DE LIMITE DE LIQUIDITE DU TILL SM ... 185

ANNEXE B5:ILLUSTRATION DE LA LIMITE DE LIQUIDITE DU TILL SM ... 186

ANNEXE B6:TABLEAU RESUME DE L'ESSAI PROCTOR MODIFIE SUR LE TILL SM ... 186

ANNEXE B7:COURBE PROCTOR MODIFIE DU TILL SM ... 187

ANNEXE B8:RESULTATS DE VALEUR AU BLEU DE METHYLENE TILL SM ... 187

ANNEXE B9 :TABLEAU DE GRANULOMETRIE ET DE SEDIMENTATION DU SABLE SP ... 188

ANNEXE B10:COURBES GRANULOMETRIQUES DU SABLE SP ... 188

ANNEXE B11:DENSITE RELATIVE DU SABLE SP ... 189

ANNEXE B12:TABLEAU RESUME DE L'ESSAI PROCTOR MODIFIE SUR LE SABLE SP ... 189

ANNEXE B13:COURBE PROCTOR MODIFIE DU SABLE SP ... 190

ANNEXE B14:RESULTATS DE VALEUR AU BLEU DE METHYLENE SABLE SP ... 190

ANNEXE B15 :TABLEAU DE GRANULOMETRIE ET DE SEDIMENTATION DE L’ARGILE CL ... 191

ANNEXE B16:COURBES GRANULOMETRIQUES ARGILE CL ... 191

ANNEXE B17:VALEUR AU BLEU DE METHYLENE ARGILE CL ... 192

ANNEXE B18:TABLEAU RESUME PROCTOR ARGILE CL ... 192

ANNEXE B19:TABLEAU RESUME PROCTOR ARGILE CL ... 193

ANNEXE B20:DENSITE RELATIVE ARGILE CL ... 193

ANNEXE B21:LIMITE DE LIQUIDITE ARGILE CL ... 194

ANNEXE B22:LIMITE DE PLASTICITE ET INDICE DE PLASTICITE ARGILE CL ... 194

ANNEXE B23:FIGURE LIMITE DE LIQUIDITE ARGILE CL ... 194

ANNEXE B24:TABLEAU RESUME DE GRANULOMETRIE POUR L’ARGILE CH ... 195

ANNEXE B25:COURBES GRANULOMETRIQUES ARGILE CH ... 195

ANNEXE B26:TABLEAU RESUME PROCTOR ARGILE CH ... 196

ANNEXE B27:COURBE PROCTOR ARGILE CH ... 196

ANNEXE B28:TABLEAU LIMITE DE LIQUIDITE ARGILE CH ... 197

ANNEXE B29:TABLEAU LIMITE DE PLASTICITE ET INDICE DE PLASTICITE ARGILE CH ... 197

ANNEXE B30:FIGURE LIMITE DE LIQUIDITE ARGILE CH ... 198

ANNEXE B31:TABLEAU VALEUR AU BLEU ARGILE CH ... 198

ANNEXE C1:RESUME DES DIFFERENTES PROCEDURES D'ESSAIS TRIAXIAUX DE DEFORMATION PERMANENTE ….207 ANNEXE D1:RESULTATS BRUTS ESSAI MODULE REVERSIBLE SUR TILL SM ... 206

ANNEXE D2:MODELISATION DU MODULE REVERSIBLE PAR UZAN (1985) SUR TILL SM ... 207

ANNEXE D3:PARAMETRES RESULTANTS DE DIFFERENTS MODELES D’ANALYSE DU MODULE REVERSIBLE SUR TILL SM ... 208

ANNEXE D4:RESULTATS BRUTS ESSAI MODULE REVERSIBLE SUR SABLE SP ... 209

ANNEXE D5:MODELISATION DU MODULE REVERSIBLE PAR UZAN (1985) SUR SABLE SP ... 210

ANNEXE D6:PARAMETRES RESULTANTS DE DIFFERENTS MODELES D’ANALYSE DU MODULE REVERSIBLE SUR SABLE SP ... 211

ANNEXE D7:RESULTATS BRUTS ESSAI MODULE REVERSIBLE SUR ARGILE CL ... 212

ANNEXE D8:MODELISATION DU MODULE REVERSIBLE PAR UZAN (1985) SUR ARGILE CL ... 213

ANNEXE D9:PARAMETRES RESULTANTS DE DIFFERENTS MODELES D’ANALYSE DU MODULE REVERSIBLE SUR ARGILE CL ... 214

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ANNEXE D11:MODELISATION DU MODULE REVERSIBLE PAR UZAN (1985) SUR ARGILE CL ... 216

ANNEXE D12:PARAMETRES RESULTANTS DE DIFFERENTS MODELES D’ANALYSE DU MODULE REVERSIBLE SUR ARGILE CL ... 217

ANNEXE E1:RESULTATS ESSAI DEFORMATION PERMANENTE SUR TILL SM(LES DEUX CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES SEPAREES) ... 220

ANNEXE E2:RESULTATS ESSAI DEFORMATION PERMANENTE SUR TILL SM(LES DEUX CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES CUMULEES) ... 220

ANNEXE E3:RESULTATS ESSAI DEFORMATION PERMANENTE SUR SABLE SP(LES DEUX CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES SEPAREES) ... 221

ANNEXE E4:RESULTATS ESSAI DEFORMATION PERMANENTE SUR SABLE SP(LES DEUX CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES CUMULEES) ... 221

ANNEXE E5:RESULTATS ESSAI DEFORMATION PERMANENTE SUR ARGILE CL(LES DEUX CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES SEPAREES) ... 222

ANNEXE E6:RESULTATS ESSAI DEFORMATION PERMANENTE SUR ARGILE CL(LES DEUX CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES CUMULEES) ... 222

ANNEXE E7:RESULTATS ESSAI DEFORMATION PERMANENTE SUR ARGILE CH(LES DEUX CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES SEPAREES) ... 223

ANNEXE E8:RESULTATS ESSAI DEFORMATION PERMANENTE SUR ARGILE CH(LES DEUX CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES CUMULEES) ... 223

ANNEXE F1:TABLEAU RECAPITULATIF DES DEFLEXIONS ACCUMULEES AU NIVEAU DES DIFFERENTES COUCHES DE LA CHAUSSEE CONSTRUITE SUR LE TILL SM……….. 226

ANNEXE F2:DEFLEXION DE LA COUCHE DE FONDATION POUR L’ESSAI EFFECTUE SUR LE TILL SM……….. 227

ANNEXE F3:DEFLEXION DE LA COUCHE DE SOUS FONDATION POUR L’ESSAI EFFECTUE SUR LE TILL SM………. 227

ANNEXE F4:DEFLEXION DE LA COUCHE DE TILL SM 228 ANNEXE F5:DEFLEXION TOTALE ACCUMULEE SUR LES DIFFERENTES COUCHES DE MATERIAUX LORS DE L’ESSAI SUR LE TILL SM………. 228

ANNEXE F6:TABLEAU RECAPITULATIF DES DEFLEXIONS ACCUMULEES AU NIVEAU DES DIFFERENTES COUCHES DE LA CHAUSSEE CONSTRUITE SUR L’ARGILE CL………...……… 229

ANNEXE F7:DEFLEXION DE LA COUCHE DE FONDATION POUR L’ESSAI EFFECTUE SUR L’ARGILE CL………230

ANNEXE F8:DEFLEXION DE LA COUCHE DE SOUS FONDATION POUR L’ESSAI EFFECTUE SUR L’ARGILE CL……... 230

ANNEXE F9:DEFLEXION DE LA COUCHE D’ARGILE CL………. 231

ANNEXE F10:DEFLEXION TOTALE ACCUMULEE SUR LES DIFFERENTES COUCHES DE MATERIAUX LORS DE L’ESSAI SUR L’ARGILE CL……….. 231

ANNEXE G1:RESUME DES NORMALES DE PRECIPITATIONS AVEC LES DIFFERENTES REGIONS CHOISIES POUR CHAQUE ZONE AU QUEBEC ... 235

ANNEXE H1:RESULTATS LOI D'ENDOMMAGEMENT TILL SM ZONE 1AU 90E PERCENTILE ... 238

ANNEXE H2:RESULTATS LOI D'ENDOMMAGEMENT SABLE SP ZONE 1AU 90E PERCENTILE ... 239

ANNEXE H3: RESULTATS LOI D'ENDOMMAGEMENT ARGILE CL ZONE 1AU 90E PERCENTILE ... 240

ANNEXE H4:RESULTATS LOI D'ENDOMMAGEMENT ARGILE CH ZONE 1AU 90E PERCENTILE ... 241

ANNEXE H5: RESULTATS LOI D'ENDOMMAGEMENT TILL SM ZONE 1AU 10E PERCENTILE ... 242

ANNEXE H6: RESULTATS LOI D'ENDOMMAGEMENT SABLE SP ZONE 1AU 10E PERCENTILE ... 243

ANNEXE H7: RESULTATS LOI D'ENDOMMAGEMENT ARGILE CL ZONE 1AU 10E PERCENTILE ... 244

ANNEXE H8: RESULTATS LOI D'ENDOMMAGEMENT ARGILE CH ZONE 1 AU 10E PERCENTILE ... 245

ANNEXE H9: RESULTATS LOI D'ENDOMMAGEMENT TILL SM ZONE 2 AU 90E PERCENTILE ... 246

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ANNEXE H11: RESULTATS LOI D'ENDOMMAGEMENT ARGILE CL ZONE 2 AU 90E PERCENTILE ... 248

ANNEXE H14: RESULTATS LOI D'ENDOMMAGEMENT SABLE SP ZONE 2 AU 10E PERCENTILE ... 251

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À Papa, Maman, Joly et Ndeye

« Ma seule science demeure la certitude de mon ignorance »

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Remerciements

Il demeurerait inadéquat d’entamer cette rédaction sans rendre grâce au Bon Dieu, le tout miséricordieux, pour m’avoir accordé la santé et la présence d’esprit nécessaires à la réalisation de deux ans de travaux de maîtrise. Il n’y a aucun doute dans mon âme et mon esprit qu’il est l’unique responsable de tout achèvement.

Vendredi 29 avril 2011, qui l’aurait cru, qu’à ce jour précis, je prenais l’une des meilleures décisions de mon humble existence en franchissant une simple porte, celle du bureau de monsieur Jean-Pascal Bilodeau. En effet, je venais de signer le contrat qui faisait de moi un membre officiel de la chaire de recherche industrielle sur l’interaction charges lourdes-climat-Chaussées (I3C). Je dois cela principalement à mon directeur de recherche, Monsieur Guy Doré. Monsieur Doré n’a pas simplement été mon directeur. Il a un statut d’éducateur à mon égard. Je tiens, ainsi, à le remercier pour m’avoir donné l’opportunité d’effectuer des travaux de recherche au sein de la chaire dont il est titulaire, de m’avoir mis dans les conditions adéquates permettant de favoriser ma maturité sur le plan intellectuel et surtout d’avoir fait de moi un meilleur scientifique en me permettant de développer un esprit critique dans la manière de réfléchir aux différents problèmes liés à la mécanique des chaussées. Ensuite, je tiens à remercier spécialement mon codirecteur, Monsieur Jean-Pascal Bilodeau, pour son support logistique et intellectuel quotidien, ses judicieux conseils et surtout sa disponibilité hors du commun. Je remercie également Monsieur Bilodeau de m’avoir aidé à saisir plusieurs phénomènes qui me semblaient inaccessibles et qui, j’en suis certain, me seront fortement utiles dans le futur.

Il est à noter que le choix d’effectuer une maîtrise en génie civil représente un engagement tant sur les plans temporel, financier, intellectuel que mental. Et l’atteinte de mes objectifs a requis l’aide de plusieurs individus que je souhaiterais remercier solennellement. Tout d’abord, je souhaite remercier monsieur Pierre Perron, coordinateur au sein de la chaire I3C, pour ses judicieux conseils et sa disponibilité, Monsieur Christian Juneau, technicien au sein du département de génie civil de l’université Laval, pour son aide durant la caractérisation des matériaux utilisés dans mes travaux, Madame Marie-France Sotille, chercheur au sein du

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xxiv

consortium Ouranos, pour m’avoir fourni les scénarios de changements climatiques utilisés durant mes travaux. Je tiens également à remercier tous mes collègues et amis pour leur support tant académique que moral durant ces deux dernières années : Dario, Catherine, Joannie, Jonas, Frederick, Cedric, Lorianne, Chantal, Felix, Youdjari, François, Julie, Damien, et enfin Rayelle, cette dernière m’ayant accordé un soutien considérable. Des remerciements sont également alloués à l’ensemble des partenaires de la chaire de recherche, plus particulièrement, à la ville de Montréal, au ministère des Transports du Québec (MTQ) et au consortium Ouranos, pour avoir financé ce projet.

Enfin, je terminerais mes remerciements en jetant quelques mots à quatre personnes qui ont fait de moi qui je suis aujourd’hui, à savoir mes parents et mes deux sœurs. Je vous remercie de m’avoir inculqué de bonnes valeurs et un sens du travail. Je vous remercie également de m’avoir donné l’opportunité d’avoir droit à une excellente éducation, de m’avoir offert votre soutien inconditionnel et de m’avoir toujours supporté financièrement et mentalement. Mes problèmes ont toujours été les vôtres et j’espère avoir l’opportunité, dans un futur proche, de pouvoir vous rendre fiers. Ce mémoire vous est dédicacé.

Loin des yeux, près du cœur.

Bonne lecture Papa Masseck Thiam

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CHAPITRE 1 : INTRODUCTION ET MISE EN

CONTEXTE

1.1 Introduction et mise en contexte

Le sujet des changements climatiques suscite dernièrement une polémique farouche au sein de la communauté scientifique partout à travers le monde. Ainsi, les différents acteurs, à savoir les chercheurs, les administrations et les décideurs se sont questionnés quant à la manifestation de ces changements climatiques, leur quantification, leur impact sur l’environnement bâti et enfin les mesures d’adaptation afin de pallier aux problèmes anticipés. Plus spécifiquement, au Québec, les cinq dernières années ont été marquées par une prise de conscience considérable et un désir de répondre aux 4 questions relatées précédemment. Tous les domaines touchés par la question des changements climatiques sont étudiés. En effet, historiquement, l’évolution du climat s’est toujours déroulée de manière naturelle. Cependant, depuis la révolution industrielle, apparue vers la seconde moitié du 19e siècle, l’augmentation de l’activité humaine a été notable engendrant des changements climatiques d’ordre anthropique. Ces changements encourus durant le dernier siècle ont été principalement générés par l’augmentation de la production globale des gaz à effet de serre (passée de 28,7 Gigas tonne de CO2 équivalent par an à 49 Gigas tonne de CO2 équivalent par an), entre 1970 et 2004, d’après

le Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (GIEC (2007)). Plusieurs études récentes, dont celles effectuées par le GIEC (2007), ont montré que ces changements climatiques risquent de s’accentuer dans le futur et sont susceptibles de se manifester principalement par une augmentation des épisodes de précipitations, une augmentation des températures moyennes à l’échelle globale, une augmentation du niveau des océans et une fonte massive des glaciers.

Au Québec, les réseaux routiers provinciaux et municipaux demeurent des infrastructures civiles majeures dont la performance à long terme est fortement influencée par le climat et les conditions météorologiques. Une bonne partie des détériorations prématurées sur ces réseaux est attribuable aux effets des cycles de gel et de dégel, des variations de température et des variations de précipitations. Ainsi, la collaboration entre la chaire de recherche sur

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2

l’interaction Charges lourdes-Climat-Chaussée (i3C), le consortium Ouranos, Transport Québec, Transport Canada et la ville de Montréal a permis la genèse d’un projet de recherche visant à étudier l’impact des futurs changements climatiques sur la performance à long terme des routes dans le sud du Québec. Parmi les différentes manifestations engendrées par les changements climatiques, deux d’entre elles pourraient principalement avoir un impact sur la performance des routes, à savoir les augmentations futures de précipitation et les redoux hivernaux. Ce projet est subdivisé en deux volets axés sur ces deux principales manifestations. Ce rapport présente la finalité de deux années d’études effectuées sur le premier volet du projet, pour les chaussées souples uniquement. Il présente tout d’abord un historique complet de l’évolution du climat, plus précisément en ce qui concerne les épisodes de précipitations, ainsi qu’une prédiction de ces dernières sur un horizon futur défini. Il présente également une méthodologie d’essais qui met en évidence les critères de performances utilisés à savoir la résistance à la déformation permanente et le module réversible. Cette méthodologie permet d’évaluer la variation des différents niveaux de saturation dans les sols. Enfin, ce rapport quantifie l’impact de ces augmentations de précipitation sur la performance des chaussées. Cet impact est illustré par une réduction de la durée de vie utile relative des routes. Cette réduction pourrait se traduire par une hausse non négligeable des coûts d’entretien des chaussées ainsi que des coûts encourus par les différents usagers de la route. À titre d’exemple, des travaux antérieurs effectués sur le réseau routier australien, pour un horizon futur de 2100, ont montré que l’effet des changements climatiques pourrait faire doubler les coûts relatifs à l’entretien et la réparation des véhicules d’usagers et faire augmenter d’au moins 30 % les coûts associés à l’entretien du réseau (Carrera et coll. (2009)). Conséquemment, des mesures d’adaptation afin de pallier ces pertes de performance prévues sont proposées. Il demeure de la responsabilité des différentes autorités administratives de promouvoir une prise de conscience de cette problématique et ainsi d’établir des procédures de mise en action préventive conformes. La durée de vie relativement courte des infrastructures de transport (environ 25 ans) devrait, en effet, rendre l’adaptation aux changements climatiques assez efficiente en permettant la mise en œuvre de techniques de conception améliorées lors des procédures de réhabilitation.

La sous-section qui suit illustre la structure logique des différentes étapes ayant permis la réalisation du projet sous forme de chapitres.

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3

1.2 Structure du document

Étant donné l’envergure de la problématique examinée, le rapport a été structuré en neuf chapitres dans le but d’atteindre les objectifs du projet.

 Dans le Chapitre 1, une mise en contexte est effectuée. Elle permet d’établir une entrée en matière sur l’interaction climat-chaussée et la méthodologie utilisée dans le rapport afin de quantifier l’effet des futures augmentations de précipitation sur la performance à long terme des structures de chaussées.

 Le Chapitre 2 représente la revue de connaissance. Il permet d’établir un survol de la littérature scientifique afin de relever les différentes théories relatives aux changements climatiques et les différents critères de performance utilisés dans le projet. Cette revue de connaissance permet également de s’assurer de l’exclusivité de la recherche effectuée par rapport aux études antérieures.

 Le Chapitre 3 présente l’objectif et la raison d’être du projet. Il apporte une justification sur l’importance des études effectuées. Ce chapitre illustre également, de manière générale, les différentes étapes, tant sur l’expérimentation que sur l’analyse des données, résultantes de l’expérimentation afin de remplir les différents objectifs du projet.  Le chapitre 4 de ce projet met en évidence l`établissement de la relation entre les précipitations et les augmentations de teneurs en eau dans les structures de chaussées et les sols. Ainsi, les différentes étapes aboutissant à la présentation d’un modèle définitif seront décrites.

 Le Chapitre 5 constitue en quelque sorte le cœur du projet. Il illustre les différents essais utilisés afin de déterminer les propriétés physiques et mécaniques des sols utilisés ainsi que la variation de ces propriétés en fonction du niveau de saturation dans les sols. Ce chapitre est la base de l’établissement des différents modèles utilisés dans le projet.

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 Le Chapitre 6 du rapport est une suite du chapitre 5 et présente les résultats complets issus de la campagne expérimentale du projet. Plusieurs modèles sont établis dans ce chapitre afin d’établir les différentes relations entre les propriétés mécaniques des sols et leurs niveaux de saturation, ainsi que la relation entre les niveaux de saturation et les épisodes de précipitation.

 Le Chapitre 7 du rapport met en exergue les différentes prédictions sur les futures augmentations de précipitation dans le sud du Québec. Ces scénarios ont été établis par le consortium Ouranos. Ces scénarios représentent les paramètres d’entrée dans les différents modèles établis dans le chapitre 5 du rapport.

_{Le Chapitre 8 illustre les résultats obtenus dans le projet. Ces résultats sont présentés} sous la forme de réduction de vie utile des chaussées dans les différentes zones étudiées. Ces réductions, causées par l’application des différents scénarios d’augmentation de précipitation présentés au chapitre 6, résultent de différentes analyses d’endommagement par déformation permanente dans les chaussées.

 Le Chapitre 9 de ce rapport relate de manière critique les résultats obtenus dans ce projet. Il juge la fiabilité de ces derniers et permet de statuer sur l’atteinte des objectifs du projet. Ce chapitre propose enfin des solutions d’adaptations aux changements climatiques ainsi que leur impact non négligeable sur les routes au sud du Québec.

 Le chapitre 10 et dernier chapitre de ce projet est un récapitulatif des différentes étapes ayant menés à l’aboutissement du projet. Il donne une ouverture sur la nécessité de prise de conscience immédiate de la part des différents décideurs et donne enfin des recommandations futures relatives à l’amélioration du projet.

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CHAPITRE 2 : REVUE DES CONNAISSANCES

2.1 Introduction

2.1.1 Généralités sur le climat

Les changements climatiques, tout au long de l’histoire, se sont toujours faits de manière naturelle (Lepage et coll. (2011)). Cependant, les changements encourus durant le dernier siècle ont davantage été d’origines anthropiques (humaines), engendrés par une augmentation de l’activité humaine qui a des répercussions sur l’activité radiative de l’atmosphère (GIEC (2007)). Ceci s’illustre par un accroissement des gaz à effet de serre qui affectent l’interaction entre l’atmosphère et les différents types de radiations (solaire et terrestre). Toujours d’après le GIEC (2007), les changements climatiques se caractérisent par :

 une hausse des températures moyennes de l’atmosphère et de l’océan;  une variation des précipitations;

 une fonte massive de la neige et des glaciers;

Les changements climatiques peuvent avoir une influence sur les ouvrages de génie, notamment les infrastructures routières. Ainsi, ce document vise à quantifier les effets non négligeables de l’évolution du climat dans un horizon futur sur les structures de chaussées.

2.1.1.1 Les causes de l’évolution du climat

Le présent point porte sur les facteurs naturels et anthropiques de l’évolution du climat, et notamment sur les interactions entre les émissions de gaz à effet de serre (GES), la concentration de ces gaz dans l’atmosphère, le forçage radiatif et, enfin, les réactions et les effets du climat.

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6

Les gaz à effet de serre (GES) sont des composantes gazeuses d’origine naturelle ou anthropique qui, de par leur nature, interagissent avec le rayonnement infrarouge terrestre. Ces gaz s’accumulent dans l’atmosphère et participent à la conservation de la chaleur de la planète en absorbant le rayonnement infrarouge émis par celle-ci et en le réémettant dans toutes les directions, contribuant ainsi à l'effet de serre. L'augmentation de leur concentration dans l'atmosphère terrestre semble être à l'origine du récent réchauffement climatique, d’après Ouranos (2010). Selon le Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (GIEC (2007)), l'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou d'autres étoiles (dans le cas général), confère au corps qui reçoit cette énergie une température de surface nettement supérieure à une situation « sans effet de serre ». Ainsi, il existe plusieurs types de GES, mais les plus répandus sont la vapeur d’eau (H20), les hydrocarbures

légers comme le dioxyde de carbone (CO2), l’oxyde nitreux (N2O), le méthane (CH4), l’ozone

(O3) et les fluorocarbures comme l’hydrofluorocarbure (HFC), ainsi que d’autres gaz inertes

tel que l’hexafluorure de soufre (SF6). Cependant, selon le rapport de synthèse du GIEC

(2007), les activités humaines engendrent des émissions de quatre GES à longue durée de vie: le CO2, le CH4, le N2O et les hydrocarbures halogénés (un groupe de gaz contenant du fluor,

du chlore ou du brome). Les concentrations atmosphériques de GES augmentent lorsque les émissions l’emportent sur les processus d’absorption. Les émissions mondiales de gaz à effet de serre (GES) imputables aux activités humaines ont augmenté depuis l’époque préindustrielle, avant 1850. Cette hausse a été de 70 % entre 1970 et 2004 (GIEC (2007)). Les rejets annuels de CO2 – le plus important gaz à effet de serre anthropique – ont progressé de

80 % environ entre 1970 et 2004 (GIEC (2007)). La figue 2-1 qui suit, tirée de GIEC (2007), illustre l’évolution de la production de gaz à effet de serre dans le temps.

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Figure 2-1 : évolution de l'émission de gaz à effet de serre anthropique dans le temps (tiré de GIEC (2007))

En 2005, les concentrations atmosphériques de CO2 (379 ppm) et de CH4 (1 774 ppb) ont

largement dépassé l’intervalle de variation naturelle des 650 000 dernières années. La cause première de la hausse de la concentration de CO2 est l’utilisation de combustibles fossiles

(GIEC (2007)). L’augmentation observée de la concentration de CH4 provient surtout de

l’agriculture et de l’utilisation de combustibles fossiles. Cette progression s’est toutefois ralentie depuis le début des années 1990, ce qui concorde avec le fait que les émissions totales (anthropiques et naturelles) ont été quasi constantes durant cette période (GIEC (2007)). Quant à la hausse de la concentration de N2O, elle est essentiellement due à l’agriculture.

2.1.1.2 Les scénarios climatiques

Les scénarios climatiques permettent de prédire l’évolution du climat sur un plan tant global que régional. Lors de l’élaboration d’un scénario climatique, il est possible de sélectionner une série de variables en fonction des indices climatiques nécessaires, telles l’intensité des précipitations ou la température du territoire et de la période étudiée. Il est donc possible de simuler l’évolution vraisemblable du climat dans un contexte d’augmentation des gaz à effet de serre (GES). Deux types de modèles sont utilisés pour la prédiction de l’évolution du climat : les modèles régionaux et les modèles globaux du climat.

CO2-combustibles fossiles, autres sources CH4- Agriculture, déchets, énergie

CO2- déboisement NO2- Agriculture, autres 28,7 35,6 39,4 44,7 49,0 1970 1980 1990 2000 2004 G t é qui v. -CO 2 /a n 0 10 20 30 40 50

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Les modèles globaux climatiques (aussi appelés « Modèles couplés Atmosphère-Océan de circulation générale » ou en anglais « Atmosphere-Ocean General Circulation Models », soit AOGCM; l’acronyme GCM pour « Global Circulation Model » sera utilisé dans la suite de ce document) sont des modèles capables de simuler les multiples interactions entre l’océan, l’atmosphère, la terre et les processus physiques et chimiques impliqués dans la « mécanique » climatique terrestre. Ces modèles sont utilisés pour une analyse globale des changements climatiques. Les modèles régionaux du climat (MRC), par opposition aux modèles globaux, utilisent un découpage plus fin du territoire. Par exemple, le modèle régional canadien du climat (MRCC) considère des mailles de 45 km x 45 km (Plummer et coll. (2006), tiré de Mailhot et coll. (2008)), mais se limite toutefois à appliquer ce découpage, et donc à simuler une région donnée dont les conditions aux frontières sont fournies par un modèle global. Chacune de ces deux catégories de modèles possède des limites d’utilisation particulières ainsi que des avantages et des inconvénients qui sont importants à considérer dès le départ. Typiquement, les données de GCM sont plus accessibles et couvrent une plus grande variété de scénarios, donc une plus grande plage d’incertitudes que les MRC, puisqu’un bon nombre de scientifiques élaborent des modèles de ce type à travers le monde et qu’ils représentent l’ensemble de la planète. En revanche, les GCM ont une résolution très grossière (entre 250 et 600 km), ce qui ne permet malheureusement pas d’inclure des caractéristiques précises sur le milieu; certains phénomènes peuvent ne pas être représentés adéquatement. Les simulations MRC, quant à elles, sont produites sur une maille à plus haute résolution spatiale. Les aspects les plus pertinents à considérer dans le choix des simulations à utiliser pour produire un scénario sont la disponibilité des variables à l’étude, la résolution appropriée pour représenter les phénomènes à l’étude ainsi que la couverture de l’incertitude liée aux changements climatiques.

Plusieurs modèles climatiques ont été développés à travers le monde. Ces « simulateurs du climat », très complexes, existent maintenant sous plusieurs formes, plusieurs équipes de recherche de divers pays ayant développé leur propre modèle (Semmler et Jacob (2004), tiré de Mailhot et coll. (2008)). Cette diversité dans les modèles est l’une des principales causes des difficultés inhérentes aux projections du climat.

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9 2.1.1.3 Les incertitudes associées aux projections climatiques

Plusieurs sources d’incertitudes sont à considérer lorsque les résultats de modèles globaux ou régionaux de simulation du climat sont analysés ou utilisés pour des fins de développement de projections climatiques de diverses variables et de divers indices climatiques. Ces sources d’incertitudes sont associées à :

 des conditions initiales mal appréciées (Hagedorn et coll. (2005), tiré de Mailhot et coll. (2008));

 la difficulté de prédiction de l’évolution future des émissions de GES;

 l’incompréhension de la valeur de certains paramètres des modèles (Tebaldi et Knutti (2007), tiré de Mailhot et coll. (2008)) ;

 des représentations incomplètes, approximatives ou inadéquates des processus en jeu dans les modèles climatiques (Hagedorn et coll. (2005), tiré de Mailhot et coll. (2008)). Cependant, il est maintenant admis que la principale source d’incertitudes dans les modèles proviendrait des modèles eux-mêmes (Hagedorn et coll. (2005), tiré de Mailhot et coll. (2008)). Chaque modèle utilise en effet une représentation du monde réel (discrétisation du système réel, échelles spatiale et temporelle) et des processus qui lui sont propres. Ces différences « structurales » entre modèles impliquent que, considérant un jeu de données d’entrée identiques, chacun d’entre eux simule une évolution climatique différente. Ces différences pourront être mineures dans certains cas alors que, dans d’autres cas, elles pourront être majeures (par exemple, un modèle pourra prédire une augmentation des précipitations alors qu’un autre prédit une baisse pour une même région). Cette variabilité intermodèle est une expression du fait que des représentations diverses, toutes imparfaites et incomplètes, des systèmes réels sont utilisées par les modèles (Hagedorn et coll. (2005), tiré de Mailhot et coll. (2008)).

En somme, les futurs changements climatiques et leur influence sur la performance des réseaux routiers demeurent un problème affectant de plus en plus de pays.

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10

Selon Carrera et coll. (2009), il a été largement démontré que la durée de vie prévue d'une route dépend des propriétés de ces principales composantes, notamment, du sol d’infrastructure, des matériaux granulaires et du revêtement. Parmi ces propriétés, il importe aussi de considérer leur sensibilité à l’eau. Il est estimé qu'environ 80 % des problèmes rencontrés dans les chaussées sont liés à la présence d'eau (Birgisson et Ruth (2003)). Ainsi, dans cette partie de l’étude, il s’agira, d’identifier trois éléments :

 les différents facteurs climatiques susceptibles à un changement dans le futur,

_{le rapport existant entre les facteurs de changement climatique et le niveau de} saturation dans les structures de chaussées et les sols ;

 L’influence des futurs changements climatiques sur la performance à long terme des structures de chaussées.

2.2 Historique des changements climatiques

Selon plusieurs auteurs, dont le GIEC (2007), le réchauffement du système planétaire est sans équivoque. À l’échelle du globe, il y’a une hausse du niveau moyen des mers, des températures et une fonte massive de la neige et de la glace. Cependant, d’autres travaux du GIEC (2008) ont permis de démontrer que le réchauffement climatique observé ces dernières décennies est indissociable des changements affectant un certain nombre de composantes du cycle hydrologique et des systèmes hydrologiques, tels que la modification du régime, de l’intensité des précipitations, de l’augmentation de la vapeur d’eau atmosphérique et de l’évaporation ainsi que les modifications de l’humidité des sols et du ruissellement.

Depuis la révolution industrielle en 1850, date à laquelle les augmentations de température sur le plan mondial ont été observées, les onze dernières années figurent parmi les plus chaudes (GIEC (2007)). Ainsi, cette section est consacrée à l’historique de ces changements climatiques à travers les régions du globe et plus précisément dans la région du Québec.

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11 2.2.1 Historique des changements climatiques dans le monde

Les températures ont augmenté presque partout dans le monde, quoique de manière plus sensible aux latitudes élevées de l’hémisphère nord du globe terrestre. Alors que la tendance linéaire au réchauffement entre 1901 et 2000 est estimée à 0,6 [0,4-0,8] °C, la valeur établie pour 1906–2005 atteint 0,74 [0,56-0,92] °C (GIEC (2007)).

Concernant le niveau moyen des mers, sur l’ensemble de la planète, il s’est élevé de 1,8 [1,3-2,3] mm/an depuis 1961 et de 3,1 [2,4-3,8] mm/an depuis 1993, sous l’effet de la dilatation thermique et de la fonte des glaciers, des calottes glaciaires et des nappes glaciaires polaires. Pour les précipitations, entre 1900 et 2005, elles ont fortement augmenté dans l’est de l’Amérique du Nord et du Sud, dans le nord de l’Europe et dans le nord et le centre de l’Asie, tandis qu’elles ont diminué au Sahel, en Méditerranée, en Afrique australe et dans une partie de l’Asie du Sud. D’autres travaux du GIEC (2008) sur les changements climatiques par rapport aux précipitations ont permis de confirmer une augmentation sur l’hémisphère nord durant le 20e siècle. Cependant, aucune des estimations concernant la période comprise entre 1951 et 2005 n’est significative: on observe de nombreuses divergences entre les ensembles de données, ce qui démontre la difficulté de mesurer une quantité comme les précipitations, qui varient considérablement dans l’espace et le temps. D’après les modèles de quantification des précipitations utilisées, les précipitations augmentent généralement dans les zones des maximums des précipitations tropicales (comme les régimes des moussons et la zone tropicale du Pacifique, en particulier) ainsi qu’aux latitudes élevées avec des baisses générales dans les régions subtropicales.

Plusieurs études publiées au cours des quinze dernières années se sont intéressées à vérifier l’existence de tendances dans les séries historiques de températures et de précipitations. Plus spécifiquement au Canada, Vincent et Mekis (2005) concluent à une augmentation des précipitations totales annuelles pendant la deuxième moitié du 20e siècle, principalement attribuable à une augmentation du nombre de jours de pluie. Cette conclusion est basée sur une analyse des données journalières de précipitations pour un ensemble de stations réparties sur tout le territoire canadien. Par ailleurs, aucune tendance cohérente n’a été observée en matière

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de pluies intenses. Une conclusion similaire est rapportée par Stone et coll. (2000), qui indiquent toutefois que cette tendance à la hausse serait imputable à une augmentation du nombre d’événements pluvieux de moyennes et fortes intensités au cours des 50 dernières années. Enfin, Lemmen et coll. (2008) arrivent à une conclusion similaire, à savoir que le Canada a connu dans son ensemble une augmentation des précipitations pendant la deuxième moitié du 20e siècle, de 12 % en moyenne selon ces auteurs. Les plus grandes augmentations sont survenues au Nunavut (entre 25 et 45 %) alors que la hausse des précipitations moyennes pour les régions au Sud est estimée entre 5 à 35 % selon les régions (Lemmen et coll. (2008)). Dans l’ensemble, les précipitations terrestres ont augmenté d’environ 5 %, alors que les précipitations à la surface des océans de 4 %.

En somme, les observations effectuées sur tous les continents et dans la plupart des océans montrent qu’une multitude de systèmes naturels sont touchés par les changements climatiques régionaux, en particulier par la hausse des températures et des précipitations. Le réchauffement de la planète est également confirmé par d’autres changements affectant les océans et les continents, tels que la diminution observée de la couverture neigeuse et dans l’hémisphère nord, de l’étendue des glaces de mer, l’amenuisement des glaces de mer, le raccourcissement des périodes de gel des lacs et des cours d’eau, la fonte des glaciers, la diminution de l’étendue du pergélisol, la hausse des températures du sol et des profils de température obtenus par forage ou l’élévation du niveau de la mer.

2.2.2 Historique des changements climatiques au Québec

D’un point de vue régional, les changements climatiques en Amérique du Nord sont imminents et sont plus portés par les changements des régimes de précipitations (GIEC (2007)). Les précipitations annuelles moyennes devraient diminuer dans le Sud-ouest des États-Unis, mais augmenter dans la majeure partie du reste de l’Amérique du Nord jusqu’en 2010. Au Canada, les précipitations annuelles moyennes devraient augmenter d’environ 20 %, et les précipitations hivernales de 30 %. Certaines études prévoient une augmentation généralisée des précipitations extrêmes, mais aussi des sécheresses associées à une plus grande variabilité temporelle des précipitations. En général, les changements prévus des extrêmes des

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13 précipitations sont supérieurs à ceux des précipitations moyennes. Plus précisément, dans la région du Québec, le climat a changé au cours du 20e siècle (Ouranos (2010)). Les caractéristiques du territoire québécois expliquent en partie son climat, marqué par d’importants contrastes entre les saisons, typiques d’un climat continental avec un écart des températures moyennes de près de 30 °C entre l’hiver et l’été pour une région donnée. De même, en raison de l’étendue sud-nord, le climat du Québec comprend à la fois des zones de climat tempéré et d’autres typiquement subpolaire et polaire. Les données observées au cours de cette période indiquent :

 une hausse plus importante des températures minimales résultant d’un réchauffement plus significatif l’hiver que l’été;

_{dans le sud du Québec, une augmentation du nombre de jours chauds et de nuits} chaudes ainsi qu’une diminution du nombre de jours de gel et de nuits froides;

 un réchauffement plus rapide dans la région nordique, qui est passée subitement d’une période de léger refroidissement à une période nettement plus chaude depuis le milieu des années 1990;

 une augmentation des précipitations totales et du nombre de jours avec précipitation de faible intensité;

 une diminution de l’équivalent en eau de la neige dans le sud du Québec, alors que dans le Nord, une augmentation est observée.

Ces observations ont été confirmées par les travaux de Yagouti et coll. (2008) et Lepage et coll. (2011) qui stipulent en plus que le sud du Québec a subi une hausse de température de 0,2 °C à 0,4 °C par décennie au cours des 30 à 40 dernières années (de 1960 à 2005).

Du côté des précipitations, il y’a un accroissement du nombre de jours de pluie de faible intensité (Vincent et Mekis (2005)). Les quantités de neige ont, quant à elles, augmenté dans le nord du Québec et diminué dans le Sud (Brown (2010)).

Une étude du consortium Ouranos (2010) axée sur l’adaptation aux changements climatiques a permis de quantifier les principaux changements climatiques observés au Québec entre 1961 et 1990. La figure 2-2 est une illustration de ces changements climatiques pour les températures

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et les précipitations. Ainsi, selon cette étude, la température moyenne estivale sur le territoire québécois, au cours des dernières décennies, se situe du Sud au nord de 20 °C à 3 °C alors qu’en hiver elle couvre une plage allant de -8 °C à -25 °C.

Les précipitations moyennes en été montrent un important gradient nord-ouest/sud-est avec près de 450 mm dans le Sud et à peine 120 mm dans le Nord. L’hiver, alors que dans certaines régions montagneuses du Sud le cumul des pluies et de l’équivalent en eau de la neige peut atteindre 350 mm, l’extrême Nord du Québec ne reçoit que 50 mm d’équivalent en eau.

Figure 2-2: Moyenne des températures (haut) et des précipitations (bas) hivernales et estivales observées de 1961 à 1990 (tiré de GIEC (2007)

Cette étude sur l’adaptation aux changements climatiques (Ouranos (2010)) a confirmé l’argument de Yagouti et coll. (2008) selon laquelle les températures journalières moyennes du sud du Québec ont augmenté de 0,2 °C à 0,4 °C par décennie.

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2.3 Évidence et quantification des changements climatiques

futurs

L’historique des changements climatiques a permis d’observer une hausse des températures dans la plupart des régions du globe ainsi qu’une hausse des régimes des précipitations. Dans cette section, il advient de déterminer si ces changements demeurent occurrents dans un horizon futur.

2.3.1 Quantification des augmentations de précipitations et de températures dans le monde

Selon un rapport spécial sur les scénarios d’émissions du GIEC (2000), les émissions mondiales de GES (en équivalent de CO2) augmenteront de 25 à 90 % entre 2000 et 2030. Un

réchauffement d’environ 0,2 °C par décennie au cours des vingt prochaines années est anticipé dans plusieurs scénarios d’émissions. Même si les concentrations de l’ensemble des GES et des aérosols avaient été maintenues au niveau de 2000, l’élévation des températures se poursuivrait à raison de 0,1 °C environ par décennie. Les projections à plus longue échéance divergent de plus en plus selon le scénario utilisé. Selon le GIEC (2007), des projections concernant les configurations du réchauffement et d’autres particularités de portée régionale, dont la modification des régimes du vent, des précipitations et de certains aspects des phénomènes extrêmes et des glaces de mer permettent d’anticiper les effets suivants :

 Une augmentation très probable des précipitations aux latitudes élevées et, au contraire, une diminution probable sur la plupart des terres émergées subtropicales, conformément aux tendances relevées récemment;

 Une hausse très probable de la fréquence des températures extrêmement élevées, des vagues de chaleur et des épisodes de fortes précipitations;

 Un réchauffement maximal sur les terres émergées et dans la plupart des régions des hautes latitudes de l’hémisphère nord ainsi qu’un réchauffement minimal au-dessus de l’océan Austral et d’une partie de l’Atlantique Nord.

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En Amérique du Nord, une augmentation de température presque linéaire avec le temps est prédite sur tout le continent. Cette augmentation varie de 2 °C à 3 °C à l’Est, l'Ouest et le Sud et elle est de 5 °C au Nord, ce pour une période de 30 ans. Les plus grandes augmentations de température sont prévues durant les périodes hivernales dans les parties nord de l’Alaska et du Canada, pouvant ainsi atteindre 10 °C dus à la réduction considérable de la durée de ces périodes. Cependant, la moyenne d’ensemble du réchauffement dans le Nord varie de 7 °C pour les périodes hivernales à 2 °C pour les périodes estivales. Sur tout le continent, durant l’été les augmentations de température varient entre 3 °C et 5 °C et ces valeurs sont moins importantes au niveau des côtes. Dans les régions occidentale, centrale et orientale, le réchauffement climatique semble montrer moins de variations saisonnières et est plus modeste, en particulier près de la côte, compatible avec un réchauffement moindre sur les océans.

Pour les précipitations, en conséquence de la dépendance à la température de la pression de vapeur saturante dans l’atmosphère, le réchauffement climatique devrait être accompagné par une augmentation des flux d’humidité atmosphérique et de son intensité de convergence. Il en résulte une augmentation générale des précipitations dans la plupart du continent à l’exception de la partie la plus au Sud-ouest. Une augmentation moyenne annuelle des précipitations dans le Nord pouvant atteindre 20 % est prévue. En accord avec les déplacements vers le Nord prévus des vents d’Ouest et de l’intensification de la dépression des Aléoutiennes, les précipitations au Nord devraient augmenter, en automne et hiver. En raison de l'eau précipitable augmentée, l'augmentation de la quantité de précipitations est susceptible d'être plus forte sur les versants au vent des montagnes à l'ouest avec des précipitations orographiques. Dans les régions de l'Ouest, de modestes changements dans les précipitations moyennes annuelles sont prévus. Les études de plusieurs auteurs montrent un plus grand consensus sur les augmentations durant l'hiver (moyenne de l'ensemble maximum de 15 %) au Nord et sur les baisses d'été (moyenne de l'ensemble maximum de -20 %) au Sud (Mote et de Mantoue (2002), tiré de GIEC (2007)).

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17 2.3.2 Quantification des augmentations de précipitations et de températures au

Québec

Selon Ouranos (2010), étant donné la diversité géographique et la grandeur du territoire du Québec, l’évolution du climat, tant historique qu’à venir, présente des différences régionales importantes. Malgré tout, quelques grandes tendances sont remarquées.

Les prédictions de changements climatiques au Québec sont effectuées à partir de zones de références (Nord, Sud, Ouest, Est). La figure 2-3 qui suit, tirée d’Ouranos (2010) est une représentation des limites de chacune des zones de référence du Québec.

Figure 2-3: Zones de référence de prédiction de changements climatiques au Québec (tiré d’Ouranos (2010))

Toujours selon Ouranos (2010), il est estimé que les changements climatiques observés au cours du 20e siècle s’accentueront selon la saison et le milieu géographique. En outre, les changements climatiques prévus au Québec se traduiraient par une augmentation des températures moyennes pour l’ensemble du territoire, plus prononcée au cours de la saison froide. Plus spécifiquement, les phénomènes suivants sont attendus:

Grille modèle CGCM3 Nord Centre maritim sud

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 Une arrivée plus tardive et une fin plus hâtive de la saison froide résultant en une saison de gel moins longue;

 Des hivers généralement moins froids;

 Une augmentation de la durée de la saison chaude, ainsi que de la fréquence des journées très chaudes;

 Une diminution de l’étendue et de la durée du couvert neigeux, plus particulièrement dans les régions maritimes;

 Une diminution de l’étendue et de la durée du couvert de glace de mer dans l’Arctique. Ces changements entraîneraient également une augmentation de la quantité des précipitations hivernales alors que la quantité de précipitations estivales changerait peu. Un cycle hydrologique plus actif concorde avec un climat plus chaud.

Encore une fois, il importe de rappeler que ces changements ne se produiront pas uniformément dans l’ensemble du Québec et que leurs incidences varieront d’une région à l’autre.

La figure 2-4 qui suit, tirée d’Ouranos (2010), illustre les changements pour l’horizon 2055 (2041-2070 versus 1961-1990), provenant d’un ensemble de 17 projections du modèle régional canadien du climat (MRCC). Les résultats obtenus pour les températures et les précipitations moyennes dans l’ensemble du Québec, pour les saisons d’été et d’hiver, y sont montrés. Ces résultats régionaux concordent avec ceux des Modèles globaux de climat (GCM) contenus dans le 4e rapport du GIEC (2007), quant aux signes du changement (positif ou négatif) et au patron géographique général, mais ils contiennent plus de détails grâce à leur résolution accrue de 45 km.