212 research outputs found
Analyse des chutes de bloc dans le domaine subaquatique
No full textTableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009Le comportement des chutes de blocs en milieu aérien est étudié depuis déjà plusieurs décennies. Ce phénomène peut aussi survenir en milieu sous-marin et atteindre ou endommager, par exemple, des barrières récifales ou des pipelines sous-marin. Une seule étude sur ce sujet, celle de Beranger et al (1998), a déjà été réalisée dans l'objectif de modéliser le comportement des chutes de blocs dans le milieu sous-marin. Le présent projet vise à permettre une analyse comparative des chutes de blocs en milieu aérien avec les chutes de blocs en milieu sous-marin. À cet effet, une étude des différentes forces s'exerçant sur le bloc en milieu sous-marin a été effectuée. À l'aide de ces éléments, un modèle numérique a été créé afin de comprendre les différences entre les deux milieux. Une expérience menée sur le terrain a par ailleurs permis de confirmer la validité du modèle numérique développé, pour la phase de chute libre
Analyse des déplacements du glissement rocheux de Gascons, Gaspésie, Québec
No full textEn Gaspésie, un chemin de fer longe approximativement le tracé de la côte entre la municipalité de Gaspé à la vallée de la Matapédia. Le long de ce tracé, un secteur montrant des évidences de mouvement de terrain dans un talus rocheux a été identifié. Afin de connaître les vitesses de déplacement du glissement, un système d'observation du mouvement de masse a été mis en place. Les déplacements mesurés et un modèle numérique de terrain ont permis de segmenter le massif rocheux en compartiments distincts: quarante-trois, au total, ont été générés. Sur ce total, la moitié (19) des compartiments comptait un instrument sur au moins une de ses arêtes. Les résultats provenant des lectures de ces instruments ont démontré que le massif rocheux est actuellement en mouvement. Les compartiments de Gascons se déplacent à une vitesse variant entre 0.5 et 5.5 mm/mois, selon divers patrons de déplacement
Analyse du potentiel tsunamigénique des glissements de terrain possibles dans une ancienne mine à ciel ouvert à Black Lake, Québec
No full textDans le cadre d’un mandat de recherche confié à l’Université Laval par le Ministère des Transports du Québec et consistant à la réalisation d’une analyse initiale des mouvements de terrain liés à l’exploitation minière et leurs conséquences possibles sur les infrastructures routières et urbaines à Black Lake, ce projet de maîtrise a pour but d’analyser le potentiel tsunamigénique des glissements de terrain actifs sur la paroi est de la mine abandonnée LAB d’Amiante du Canada suite au remplissage actuellement en cours de la fosse. Pour ce faire, le logiciel GeoClaw, basé sur le système d’équations de Barré de Saint-Venant, a été utilisé afin de modéliser numériquement la formation d’un tsunami. Étant donné que la possibilité qu’un tsunami soit généré à Black Lake ne pourrait se réaliser que dans plusieurs années, le modèle utilisé a été tout d’abord validé en l’utilisant pour un cas québécois récent survenu en 2014 au Lac-des-Seize-Îles. La génération d’un tsunami est non seulement fonction du plan d’eau dans lequel il peut se produire, mais aussi du volume impliqué et de la vitesse de déplacement d’une masse en mouvement. Ces paramètres ont donc été préalablement déterminés avant de procéder à l’analyse du potentiel tsunamigénique des divers scénarios possibles le long de la paroi est de la mine. Étant donné les diverses incertitudes inhérentes à une telle analyse prospective, la modélisation numérique de la génération, de la propagation et de l’inondation d’un tsunami a été réalisée par une approche paramétrique, en utilisant les différents scénarios établis par les analyses de stabilité et de la cinématique ainsi qu’un modèle numérique de terrain obtenu à partir de plusieurs levés LiDAR en tant que paramètres d’entrée. De plus, l’effet du remplissage graduel de la fosse, provoqué par l’arrêt des opérations d’exploitation et de pompage, a aussi été évalué pour les divers scénarios. Les travaux ont permis d’identifier, si tel est le cas, le niveau minimal requis dans la fosse pour qu’il y ait atteinte des différentes infrastructures durant l’inondation, et d’ainsi estimer, pour chacun des scénarios, les conséquences potentielles advenant l’accélération soudaine d’un glissement de terrain et la formation d’un tsunami. Les principaux résultats démontrent que si un glissement de terrain avait réellement à se produire, trois scénarios sont potentiellement plus problématiques en termes de conséquences liées à l’inondation des différentes infrastructures. L’infrastructure routière principale du secteur (c.-à-d. la Route 112) serait potentiellement affectée, avec une gravité variable en fonction du niveau d’eau du lac et de la vitesse de mobilisation des glissements de terrain, alors que les infrastructures urbaines du secteur de Black Lake seraient toujours épargnées. Finalement, cette analyse aura aussi démontré l’intérêt d’étendre l’application de cette méthode à d’autres cas récents et historiques au Québec.As part of a research project entrusted by the Quebec Ministry of Transports consisting in a preliminary analysis of landslides induced by the mining operations and their potential consequences on the road and urban infrastructures of Black Lake, this Master’s project analyses the tsunamigenic potential of the east wall landslides of the abandoned mine LAB d’Amiante du Canada following the eventual reflooding of the open pit. In order to achieve this, the GeoClaw software, based on the Barré-de-Saint-Venant shallow water equations, has been used to model the tsunami formation. Given the fact that a landslide-generated tsunami could only happen in several years in Black Lake, the model was first validated by applying it to a recent case that occurred in 2014 at Lac-des-Seize-Îles in Quebec. Tsunami generation is not only a function of the affected water basin, but also of the volume and the displacement velocity of the mobilised mass. These parameters have been pre-determined before proceeding with the tsunamigenic potential analysis of possible landslides along the east wall. Given the inherent uncertainties associated with this kind of prospective analysis, the generation, propagation and flood modeling has been completed with a parametric approach, using scenarios established from a stability and kinetic analysis , and using a digital elevation model built from LiDAR surveys as input parameters. Furthermore, the effect of pit flooding induced by the mine shutdown has also been evaluated for the landslide scenarios. This work allowed identifying the minimal water level required in the open pit at which the road and urban infrastructures would be affected by the inundation and thus allowed estimating the potential consequences if a sudden acceleration of the landslide occurs and if a tsunami is generated. The main results show that if a landslide were to occur, three different landslide scenarios would be potentially more problematic in terms of inundation of the infrastructures. The main road infrastructure (i. e. Highway 112) would be potentially affected, with varying severity depending on the water level of the lake and the mobilization velocities of the landslides, while the urban infrastructure located in the Black Lake area would remain unaffected. Finally, this analysis has demonstrated the interest to extend the application of this method to other recent and historic landslide-induced tsunami cases in Quebec
Cartographie semi-automatisée des chutes de pierres le long d'infrastructures linéaires
No full textLa caractérisation détaillée de vastes territoires pose un défi de taille et est souvent limitée par les ressources disponibles et le temps. Les travaux de cette maîtrise s’incorporent au projet ParaChute qui porte sur le développement d’une Méthode québécoise d’Évaluation du Danger des Chutes de Pierres (MEDCP) le long d’infrastructures linéaires. Pour optimiser l’utilisation des ressources et du temps, une méthode partiellement automatisée facilitant la planification des travaux de terrain a été développée. Elle se base principalement sur la modélisation des trajectoires de chutes de pierres 3D pour mieux cibler les falaises naturelles potentiellement problématiques. Des outils d’automatisation ont été développés afin de permettre la réalisation des modélisations sur de vastes territoires. Les secteurs où l’infrastructure a le plus de potentiel d’être atteinte par d’éventuelles chutes de pierres sont identifiés à partir des portions de l’infrastructure les plus traversées par les trajectoires simulées. La méthode a été appliquée le long du chemin de fer de la compagnie ArcelorMittal Infrastructures Canada. Le secteur couvert par l’étude débute à une dizaine de kilomètres au nord de Port-Cartier (Québec) et s’étend sur 260 km jusqu’au nord des monts Groulx. La topographie obtenue de levés LiDAR aéroportés est utilisée afin de modéliser les trajectoires en 3D à l’aide du logiciel Rockyfor3D. Dans ce mémoire, une approche facilitant la caractérisation des chutes de pierres le long d’un tracé linéaire est présentée. Des études de trajectoires préliminaires sont réalisées avant les travaux sur le terrain. Les informations tirées de ces modélisations permettent de cibler les secteurs potentiellement problématiques et d’éliminer ceux qui ne sont pas susceptibles de générer des chutes de pierres avec le potentiel d’atteindre les éléments à risque le long de l’infrastructure linéaire.The detailed characterization of large area is a challenging task because time and resources are frequently limited. This Master’s thesis is part of the ParaChute research project. The aim of this project is to develop a rockfall susceptibility rating system along linear infrastructures. A partially automated method has been developed to facilitate field works planning while optimizing time and resources. It is mainly based on 3D rockfall simulations carried out systematically and efficiently on every rock slopes located nearby the infrastructure to help identify potential hazardous natural cliffs. Automation tools were developed to allow the realization of simulations over large area. The proposed method also uses the software Rockyfor3D and only requires surface elevation model obtained from airborne LiDAR survey as input data. However, other data, such as orthophotos, were used for calibration. The method was applied along the ArcelorMittal Infrastructures Canada railway. The covered zone starts near Port-Cartier (Québec) and extends 260 km north along the ArcelorMittal Infrastructures Canada railway up to the Groulx Mountains. In this Master’s thesis, a partially automated method that helps to choose on which areas to focus field work by telling if there is a possibility for a block to reach the linear infrastructure is detailed
Morpho-sédimentologie et mouvements de masse au large de la rivière Betsiamites, estuaire du Saint-Laurent, Québec
No full textUne géomorphologie complexe avec d'importantes structures de mouvements de masse sous-marins a été mise en évidence lors de levés géophysiques dans l'estuaire du St-Laurent entre Betsiamites et Rimouski, Québec. Cette étude présente une description morpho-sédimentologique du secteur, une analyse spatio-temporelle des mouvements de masse et finalement une chronologie proposant l'âge pour certaines des ruptures de pente répertoriées. Les structures observées sont associées à au moins quatre épisodes de mouvement de masse. Un premier mouvement de masse paraglaciaire daterait de 9 ka BP. Un second aurait causé de larges couloirs de glissement sur le plateau ainsi qu'un cône de sédiments dans le Chenal laurentien et daterait de 7.25 ka cal BP. Un troisième événement plus récent aurait été causé par le séisme de 1663 AD (M~7) et serait associé au glissement subaérien identifié sur la côte. Finalement une dernière coulée daterait de l'an 1860 AD ou 1870 AD
Analyse de la stabilité des flancs d'un canyon sous-marin, le canyon du cap de creus, mer méditerranée
No full textAu nord-ouest de la mer Méditerranée, dans le Golfe du Lion, la marge continentale est incisée par plusieurs canyons. Leur morphologie suggère que les instabilités jouent un rôle important pour la formation de ces vallées sous-marines et pour le transport de sédiments. Le canyon du Cap de Creus, situé à l'extrémité ouest du Golfe du Lion, a été sélectionné afin d'y analyser les processus d'instabilité présentement actifs. Les profils sismiques qui couvrent le secteur ont permis de déterminer la morphostratigraphie du canyon. Plusieurs essais géotechniques ont été effectués sur les sédiments du secteur d'étude afin de déterminer leurs paramètres géomécaniques et leur état de consolidation. A l'aide de ces résultats, un modèle géologique du flanc a été établi et utilisé pour modéliser la stabilité des flancs et la mobilité des masses instables. Ainsi, l'influence de processus naturels sur le développement des ruptures a été déterminée. La propagation des débris a ensuite été évaluée selon divers paramètres donnés aux débris et à la géométrie de la surface de rupture, basés sur les résultats de l'étude de stabilité. Cette étude montre que les processus d'instabilités récents n'affectent que les strates sédimentaires peu profondes et n'ont donc pas une grande influence sur l'élargissement du canyon. Les sédiments post-glaciaires sont déposés conformément aux vastes cicatrices de glissement, qui datent d'une période antérieure
Étude de l'étalement latéral de 1988 et des autres glissements de terrain le long de la vallée à Brownsburg-Chatham, Québec
No full textDans une première partie, ce mémoire présente l'analyse de l'étalement latéral d'octobre 1988 à Brownsburg-Chatham. Québec. La rupture s'est développée dans un dépôt argileux de la mer de Champlain faiblement surconsolidé (OCR entre 1.1 et 1.4) ayant une résistance au cisaillement non drainé plus faible que 30 kPa, et des indices de liquidité variant entre 1.4 et 2.4. La présence de forts gradients hydrauliques en pied de talus a possiblement contribué au développement d'une instabilité à cet endroit. Dans la seconde partie du mémoire, la caractérisation géotechnique et géomorphologique de la vallée a permis de mettre en évidence que la distribution des coulées argileuses observées le long de la vallée à Brownsburg-Chatham est clairement contrôlée par la salinité de l'eau interstitielle du sol et la hauteur des talus. Les analyses réalisées n'ont pas permis d'identifier le ou les facteurs pouvant expliquer le développement des étalements latéraux. Toutefois, il semble que ce type de mouvement requiert des caractéristiques du sol assez semblables à celles nécessaires au développement de coulées argileuses
Évolution des Knickpoints initiés par un courant hyperpycnal continu : le cas du lac Wabush
No full textLe Lac Wabush est un lac constamment influencé par un courant hyperpycnal créé par la décharge de résidus miniers. À l'aide de multiples levés bathymétriques, de données de sismique réflexion ainsi que de données provenant de campagnes d'échantillonnage des sédiments, l'évolution temporelle du Lac Wabush est décrite. L'analyse de ces données a entre autre permis de démontrer l'importance, pour le transport des sédiments, des chenaux sous-marins à la tête desquels une rupture de pente (knickpoint) est présente. L'analyse de plusieurs levés consécutifs permet de retracer l'évolution de ces knickpoints : ils montrent une migration vers l'amont, laquelle serait responsable de la formation de chenaux sous-marins. Les knickpoints sont habituellement décrits comme étant le résultat de forçage tectonique ou d'un changement de niveau de base local. Le contexte du Lac Wabush n'étant pas affecté par ces forçages, les processus responsables de la formation des chenaux, i.e. les knickpoints, ont été étudiés à l'aide d'un modèle physique du lac Wabush. Nos expériences permettent d'expliquer que la raison principale conduisant au développement des knickpoints et des chenaux provient d'un déséquilibre entre l'angle des lits frontaux du delta et l'angle de déposition du courant de turbidité coulant sur ces lits frontaux. Tel que décrit dans la littérature, la migration des knickpoints peut s'expliquer de manière hydraulique par l'érosion via un courant de turbidité. Par contre, nos expériences ont démontré que cette migration pouvait aussi être contrôlée par des instabilités géotechniques. Partant de ce constat, une étude de stabilité de certains knickpoints présents au Lac Wabush a été effectuée, laquelle a permis de démontrer que les glissements de terrain peuvent aussi contrôler, sous certaines conditions, la migration des knickpoints dans un environnement réel. Au lac Wabush, le haut taux de sédimentation, la faible perméabilité des résidus ainsi que la déposition dans un état lâche des résidus dans le lac sont des facteurs pouvant conduire à la liquéfaction statique de ces matériaux, engendrant un recul des knickpoints. En conclusion, il a été démontré que la migration des knickpoints, soit le mode de formation des chenaux sous-marins au Lac Wabush, est donc un phénomène autant hydraulique que géotechnique
Suivi et analyse d'un glissement actif - Mur Est de la mine LAB Chrysotile à Thetford Mines
No full textUne rupture est survenue le 12 juillet 2012 sur le mur Est de la mine à ciel ouvert LAB Chrysotile à proximité du secteur Black Lake de la ville de Thetford Mines (Chaudière-Appalaches, Canada). Une surveillance numérique de surface LiDAR pré et post-rupture a permis de montrer que le glissement présentait un cycle d’activité sur une période de 2 ans : déplacements importants en été et stabilisation en hiver. Les données LiDAR ont ensuite été utilisées pour réaliser une étude structurale numérique, une analyse cinématique et une quantification des déplacements. Sur la base des analyses LiDAR, les propriétés géomécaniques du massif rocheux ont été déterminées par rétro-analyse 2D sur des profils de pente fidèles à la géométrie réelle. En s’appuyant sur les résultats précédents, une rétro-analyse 3D a été réalisée sur des modèles fidèles à la géométrie de la mine. Finalement, l’évolution du massif rocheux a été reconstituée de 2010 à 2012 en 3D
Évaluation du comportement cinétique et du risque associé aux glissements de terrain rocheux actifs à l'aide de mesures de surveillance : le cas du glissement de Gascons, Gaspésie, Canada
No full textUn glissement de terrain actif menace l’intégrité de l’unique chemin de fer qui relie la ville de Gaspé au reste du Québec. Il est impératif de comprendre les mécanismes qui contrôlent cette instabilité afin d’augmenter la sécurité de ce tronçon de la voie ferrée. Un système d’instrumentation du massif fût mis en place en 2009 pour caractériser le glissement, décrire son comportement cinétique, proposer des scénarios de rupture et évaluer le risque. Cette thèse de doctorat rassemble trois articles portant sur ces aspects. Ce document se veut aussi un moyen de partager les connaissances acquises sur l’instrumentation d’un massif rocheux, ainsi que la contribution de ces instruments à un système de prédiction d'un événement potentiellement dangereux. Le glissement de Gascons est une rupture dièdre asymétrique de 410 000 m³. Il glisse sur le litage de la formation sédimentaire de l’Anse-à-Pierre-Loiselle, une unité de transition composée majoritairement de calcilutite à nodules. Le glissement est divisé en blocs par l’étude des linéaments et des fractures. De plus, des surfaces de rupture intermédiaires sont reconnues. Le suivi in-situ couplé au suivi satellitaire mesure des déplacements variant de 6 à 111 mm/an selon les secteurs. L’interaction entre le glissement et les facteurs environnementaux, comme la présence d’eau, est complexe, mais bien présente. La nappe phréatique se situe généralement tout juste sous la surface de rupture dans la majorité du glissement, mais les précipitations et la fonte des neiges augmentent les pressions d’eau et le niveau équivalent de l’eau sous-terraine augmente au-dessus de la surface de rupture dans le secteur amont du glissement. Une analyse quantitative du risque est effectuée en adaptant la méthodologie proposée par Fell et al. (2005). Des scénarios de ruptures sont déterminés et l’effet domino d’une rupture partielle est étudiée avec un arbre d’évènements qui permet d’associer des probabilités relatives. La probabilité spatio-temporelle minimale sans prédiction est définie afin de caractériser le risque associé à un glissement actif sans prédire la rupture. Enfin, cette recherche contribue à améliorer la compréhension théorique des mécanismes associés au domaine de la post-rupture, par exemple le rôle de l’eau dans la progression d’une instabilité active.An active rockslide threatens the integrity of the single railway connecting the town of Gaspé to the rest of Quebec. A better understanding of the mechanisms controlling this instability is needed to increase the safety of this section of the track. An instrumentation system was set up in 2009 to characterize the rockslide, describe its kinematic behaviour, propose failure scenarios and assess the risk. This thesis presents three papers covering these aspects. This document is also meant to share knowledge on the instrumentation of a very slow rockslide, and the contribution of these instruments to an early warning system of a potentially dangerous event. The Gascons slide is a 410 000 m³ asymmetrical wedge failure. It slides on the bedding of the sedimentary Formation of Anse-à-Pierre Loiselle, which is a transition unit mostly made up of nodulous calcilutite. The slide is divided into blocks by the study of lineaments and fractures and intermediate sliding surfaces are identified. In-situ monitoring, coupled with satellite monitoring, shows displacements varying from 6 to 111 mm/yr across different sectors. The slide is sensitive to environmental forces, such as groundwater level variations, but the interactions are complex. The water table is generally right below the sliding surface, but rainfall and snowmelt increase groundwater pressure, and the equivalent water level is then above the sliding surface in the uphill part of the slide. A quantitative risk analysis is carried out by adapting a methodology proposed by Fell et al. (2005). Failure scenarios are determined and the domino effect of a partial collapse event is evaluated by constructing an event tree, which enables the determination of relative probabilities. The concept of minimum temporal spatial probability without forecasting is defined to characterize the minimal risk associated with an active slide without predicting the rupture. Finally, this work contributes to improving the theoretical understanding of the mechanisms associated with the post-failure stage, for example the role of water in the progression of an active instability
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