Influence de la compacité sur la structure des pores et le transport du chlorure dans les terreaux d’infrastructures vertes

Résumé

Le débordement des égouts après des précipitations importantes représente un défi pour les villes canadiennes. Pour remédier à cette situation, plusieurs villes privilégient l'acheminement des eaux de ruissellement vers des infrastructures d'infiltration plutôt que de les diriger directement vers les égouts pluviaux ou sanitaires. Cette approche permet de réduire les débits de pointe et la quantité d'eau qui aboutit dans les égouts. Les caractéristiques hydrauliques des terreaux utilisés dans les infrastructures vertes de Montréal influent considérablement sur les mécanismes d'infiltration des eaux pluviales. L'objectif principal de cette étude est d'analyser la réaction de différents types de terreaux aux écoulements d'eaux de ruissellement dans les bassins d'infiltration. Cette analyse se concentre notamment sur la structure et la porosité des terreaux à différentes compacités relatives, permettant ainsi d'observer les types d'écoulement qui se produisent dans ces matériaux et leur influence sur les écoulements d'eau. Pour atteindre cet objectif, des essais d'infiltration en colonne saturée et des analyses par tomographie aux rayons X (CT scan) ont été réalisés sur deux types de terreaux (mélanges 1 et 2 de la ville de Montréal) à deux compacités relatives (75% et 85% du Proctor standard). Les résultats des essais d’infiltration ont été comparés à des résultats de modélisation numérique obtenus avec deux modèles de transport. Les résultats des essais d'infiltration en colonne réalisés avec du chlorure ont révélé des différences significatives entre les courbes de traçage des mélanges 1 et 2 par rapport au sol de référence, le sable Bomix. Avec les deux mélanges de terreaux, le chlorure traverse plus rapidement la colonne en termes du rapport entre le volume d’eau récupéré en aval et le volume total des vides. Les résultats numériques montrent que le modèle d'écoulement mobile-immobile (MIM), un modèle adapté aux sols à double porosité présentant des écoulements préférentiels, reproduit mieux les courbes de traçage que le modèle convectifdispersif (CD). L'augmentation de la compacité relative de 75% à 85% n'influence pas cette observation. Les tomographies aux rayons X confirment visuellement l'existence de la double porosité et la variabilité de la taille des pores dans les terreaux. Les résultats montrent que le compactage impacte significativement la conductivité hydraulique saturée en réduisant le volume de macropores entre les agrégats.

Date	18 juin 2024
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	François Duhaime (Directeur(-trice)) & Jean-Sébastien Dubé (Codirecteur(-trice))