24 août 2021
La région de Peace River, dans le nord de l'Alberta, est bien connue pour sa géologie complexe qui présente des risques géologiques pour les infrastructures de transport routier et ferroviaire.
Dans cette présentation vidéo du séminaire, Leanne McLaren, étudiante diplômée du programme de maîtrise en ingénierie de l'Université de l'Alberta et ingénieure en géotechnique chez Thurber Engineering, détaille son projet de recherche. Son travail consiste en une analyse des données géotechniques recueillies avant, pendant et après un projet d'assainissement de l'infrastructure de transport visant à stabiliser un talus le long d'un tronçon de l'autoroute 2 dans la région de Peace River, en Alberta.
Dans "Using Instrumentation Data to Assess the Performance of a Tied-Back Secant Pile Wall", nous apprenons que le but du projet était d'utiliser les données d'instrumentation pour évaluer les effets d'un mur de pieux sécants sur le mouvement du sol autour de l'autoroute. Ces informations sont importantes car elles permettent de s'attaquer directement aux causes des menaces qui pèsent sur l'intégrité structurelle de la route.
Lors de la construction initiale de l'autoroute 2 en 1956, un tronçon dans la région de Peace River passait au-dessus d'une zone particulièrement propice aux glissements de terrain. Après sa construction, les mouvements de pente ont rapidement fait chuter la route de plusieurs mètres, entraînant des problèmes structurels. En conséquence, l'autoroute a été réalignée afin d'éviter le terrain où l'on prévoyait le plus de mouvements.
Même après le réalignement, le mouvement des pentes a continué à affecter l'autoroute. Depuis les années 1990, la déflexion annuelle maximale du sol autour du site a atteint jusqu'à 87 millimètres par an, démontrant les problèmes structurels majeurs qui existaient toujours dans la région. En 1998, un mur en porte-à-faux a été construit en bas de la pente de l'autoroute dans le but de ralentir sa descente. Cependant, ce mur n'a pas été en mesure de stabiliser suffisamment le terrain, et de multiples fissures et creux se sont formés dans l'autoroute en raison du manque de soutien en aval.
Afin de déterminer l'ampleur du danger que représentent les contraintes structurelles permanentes exercées sur la route, plusieurs études géotechniques ont été réalisées pour évaluer les conditions du sol le long de la pente. Ces études ont révélé l'existence d'une surface de glissement située entre une couche d'argile lacustre de plasticité moyenne à élevée, située à une profondeur comprise entre 6 et 17 mètres, et le till argileux rigide sous-jacent. De plus, on a constaté que la nappe phréatique se trouvait à environ 9 à 10 mètres au-dessus de la surface de glissement, ce qui pourrait accélérer l'altération. Cette altération entraînerait la rupture de la cimentation et une perte de cohésion.
En raison des conditions de sol instables découvertes par les études géotechniques, un mur supplémentaire a été construit pour protéger l'autoroute des mouvements de pente. Un mur de pieux sécants arrimés a été construit entre 2015 et 2017 pour résister à la surface de glissement. Il a été créé en six sections distinctes de profondeur variable avec cinq rangées d'ancrages de sol pour limiter autant que possible le degré de déflexion.
Le projet de McLaren a utilisé des données d'instrumentation prélevées sur le sol autour du nouveau mur pour observer le mouvement et vérifier les paramètres de conception. Les instruments utilisés avant et pendant la construction dans le cadre de la méthode d'observation comprenaient :
Les données de ces instruments montrent que le mur de pieux sécants a fourni le soutien supplémentaire nécessaire contre le mouvement de la pente le long de l'autoroute 2. Après l'achèvement du mur, le mouvement et les déflexions de la pente ont diminué. Bien que le renforcement ne soit pas parfait, les contraintes actuelles sont toujours nettement inférieures à la limite de fonctionnement de l'autoroute.
Comme le mouvement de la pente sous l'autoroute continue de se produire comme prévu, il est important de surveiller les relevés au cas où une intervention supplémentaire serait nécessaire pour remédier au déplacement. Cependant, les données montrent que le mur de pieux sécants a permis de maintenir l'autoroute en état de marche. L'instrumentation utilisée dans ce projet pourrait être appliquée à des situations similaires sur l'ensemble du réseau routier.
Leanne McLaren est ingénieur en géotechnique chez Thurber Engineering à Edmonton, en Alberta. Ses intérêts techniques comprennent la restauration de la stabilité des pentes, l'instrumentation et la conception des fondations. En dehors du travail, Leanne est passionnée par la promotion des femmes et des jeunes professionnels dans le domaine de l'ingénierie et a participé activement à la Société canadienne de géotechnique en tant que membre des comités d'organisation des conférences GeoVirtual et GeoCalgary et directrice régionale du sud de l'Alberta de septembre 2017 à décembre 2020. Leanne est également une chanteuse et une compositrice qui aime faire de l'équitation et du VTT en Alberta.
