De la poudre d’oignon pour stabiliser les infrastructures dans le Nord

Le gouvernement du Québec prédit que les températures dans le Grand Nord augmenteront de 5 °C à 10 °C d’ici 2100 : un réchauffement deux fois plus rapide que dans les régions plus au sud. Un des effets très concrets de ce réchauffement, outre ses conséquences sur l’environnement et le mode de vie des populations nordiques, est la fragilisation des infrastructures de transport : dans plusieurs régions, l’intégrité des chemins de fer et des pistes d’atterrissage est en effet menacée par le dégel du sol sur lequel ils reposent.

Des solutions existent déjà; il suffit de les connaître et de les appliquer. Selon le professeur Bilodeau, dans le cas des infrastructures linéaires, comme les routes et les voies ferrées, la technique des « remblais à convection » a fait ses preuves. Les remblais de ce type, utilisés sous la chaussée ou ses accotements, permettent de maintenir les conditions thermiques du pergélisol. Recourir à des surfaces réfléchissantes ou à des revêtements de couleur pâle réduit l’absorption de chaleur et augmente l’efficacité des remblais.

« Les mêmes principes peuvent être appliqués pour favoriser la circulation d’air froid sous les bâtiments afin de mieux maîtriser le régime thermique et maintenir le pergélisol », ajoute Jean-Pascal Bilodeau.

Cette démarche se distingue d’autres techniques d’amélioration du sol, comme le dégel préconstruction (ou « dégel préconstrutif contrôlé »), qui consiste à dégeler de manière intentionnelle le pergélisol avant la construction afin d’augmenter sa résistance et de créer des conditions plus stables pour les infrastructures cruciales.

Surveiller le sol

La télédétection par drone et par satellite, combinée à des réseaux de capteurs capables de fournir des données presque en temps réel, permet aujourd’hui de suivre l’état des infrastructures et l’évolution des propriétés du pergélisol. « Nous utilisons ces données pour alimenter des modèles géomécaniques prédictifs et réduire l’incertitude, grâce à l’apprentissage machine et à des techniques avancées d’analyse spatio-temporelle», explique l’ingénieure Pooneh Maghoul.

Ces informations enrichissent en continu un jumeau numérique conçu par son équipe. Il s’agit d’une plateforme intégrée qui simule, visualise et anticipe le comportement du pergélisol et des infrastructures nordiques soumises aux changements climatiques. Les données recueillies servent également à actualiser les cartes de vulnérabilité, à repérer les zones plus ou moins à risque et à guider les décisions en matière d’adaptation et d’aménagement dans le Nord.

Recherche et développement

Une autre avenue explorée par Pooneh Maghoul concerne l’afforestation en territoire nordique, c’est-à-dire la plantation d’arbres et d’arbustes dans des zones actuellement dépourvues de couvert forestier. Cette démarche s’inscrit dans un contexte où les espèces boréales (arbustes et arbres) migrent déjà vers le nord à une vitesse que l’on évalue entre 2 km et 4 km par décennie, transformant progressivement les écosystèmes de toundra.

« Nous étudions les manières dont certaines espèces pourraient contribuer à stabiliser les sols sensibles au dégel du pergélisol en réduisant le risque de glissement et d’instabilité qui menacent les infrastructures nordiques. Les systèmes racinaires, la fibre et la canopée jouent un rôle dans la dissipation thermique, la protection du sol et le maintien d’un régime de gel plus froid », explique-t-elle.

Le gouvernement du Canada a investi dans l’installation d’infrastructures électriques nucléaires pour les bases de défense de l’Arctique et l’activité minière, qui ont besoin d’alimentation permanente, souligne Pooneh Maghoul. Ces projets nucléaires suscitent toutefois beaucoup d’inquiétude au sein des groupes de défense de l’environnement et des communautés locales et autochtones, notamment en raison du fait que les glissements de terrain sont favorisés par la fonte du pergélisol et que les désastres naturels deviennent plus dangereux et plus imprévisibles.