Pensez-vous souvent aux routes et aux ponts que vous empruntez tous les jours pour aller au travail et en revenir?
Si vous posiez cette question à un groupe de chercheurs d’élite d’Ottawa, beaucoup vous répondront : « Oui, assez souvent. »
La Faculté de génie de l’Université d’Ottawa abrite un groupe de professeurs expérimentés dont les travaux portent sur différents aspects de l’étude de la durabilité et de la résilience des infrastructures. Ce domaine de recherche fait appel aux compétences particulières du Département de génie civil de la Faculté.
Les infrastructures modernes vieillissent, évidemment, mais elles doivent aussi résister à des forces naturelles et anthropiques, y compris les tsunamis, les ouragans et le sel de voirie, cet ennemi plus banal, mais tout aussi dommageable.
Des normes de conception conçues pour supporter les extrêmes
Ioan Nistor, professeur au Département de génie civil et assistant vice-prévôt au sein de la Faculté de génie, se rend souvent là où ont eu lieu de fortes tempêtes, partout dans le monde, afin d’étudier les effets des inondations sur les infrastructures essentielles telles que les hôpitaux et les grandes artères routières.
« Notre objectif, dit-il, consiste à améliorer la conception de nos structures, de sorte que la population puisse se réfugier aux étages supérieurs d’un immeuble en cas de tsunami ou d’ouragan. »
Le professeur Nistor s’intéresse également aux répercussions des inondations et des chocs que subissent de telles structures, qui sont parfois le résultat de l’effondrement d’un barrage ou d’une digue.
En mars 2011, après le séisme et le tsunami qui ont dévasté la région du Tohoku, au Japon, il s’est joint à la première équipe internationale chargée d’en examiner les effets sur les infrastructures de ce pays insulaire, notamment les immeubles, les ponts, les ports et les structures côtières.
Membre du comité des effets et charges de tsunamis de l’American Society of Civil Engineers, il a, avec d’autres, mis au point en 2016 la première norme mondiale de conception de structures pouvant y résister. Elle est depuis lors appliquée dans toutes les localités côtières de l’Ouest américain, d’Alaska et d’Hawaii où l’on construit de nouveaux immeubles en zone sujette aux tsunamis.
Bien que les tempêtes tropicales soient plus fréquemment associées aux régions méridionales, le professeur Nistor travaille également plus près de chez lui, car il étudie ce que certains appellent le « Big One » – une combinaison catastrophique séisme-tsunami qui, selon bien des scientifiques, frappera un jour l’île de Vancouver et les régions environnantes.
Cette inquiétude remonte à l’an 1700, au moment où un énorme tsunami a frappé la côte ouest du Canada à la suite d’un important séisme. Les études démontrent que de tels événements sont cycliques et ont tendance à se produire à intervalle de 300 à 500 ans.
« Nos recherches traitent en bonne partie des répercussions potentielles sur la côte occidentale canadienne, qui est la plus sujette à des événements extrêmes de ce genre », déclare le professeur Nistor. « Ce faisant, nous sauvons littéralement des vies. »
La gestion d'infrastructures vieillissantes
Le sel de voirie ne suscite peut-être pas autant d’inquiétude qu’un tsunami, mais ce déglaçant a tout de même la réputation d’éroder l’acier d’armature et de causer d’importants dommages aux infrastructures de béton dont dépend le Canada.
Le réchauffement climatique présente une autre menace, car le dioxyde de carbone a pour effet de baisser le pH du béton, le rendant plus vulnérable à la corrosion de son acier d’armature. Au fil du temps, l’intégrité de celui-ci se dégrade, réduisant ainsi sa vie utile.
Beatriz Martin-Perez, professeure au Département de génie civil, fait depuis 20 ans figure de pionnière dans la recherche sur la détérioration du béton.
Elle cherche à déterminer la durée de vie de structures données, tout en cernant leurs exigences en matière de réparation et de remplacement.
« Il ne s’agit pas uniquement d’étudier les aspects techniques, dit-elle. Il faut aussi tenir compte de l’économie. »
Bien qu’elle travaille principalement à établir des modèles numériques permettant de prévoir la durée de vie utile d’une structure, la professeure Martin-Perez ajoute que ses résultats pourraient être utiles aux planificateurs chargés de l’analyse des coûts sur le cycle de vie d’un immeuble ou d’une structure.
« Si l’on combine les deux approches, dit-elle, on obtient un outil de prise de décision efficace. »
La recherche à Ottawa
Les chercheurs et les chercheuses de l’Université d’Ottawa sont d’avis que leur établissement, situé en plein centre de la capitale nationale, profite de certains avantages par rapport à d’autres.
En ce qui concerne le Département de génie civil et la Faculté de génie, bon nombre de professeurs contribuent à des projets en partenariat avec des organismes gouvernementaux comme le Conseil national de recherches. La professeure Martin-Perez, par exemple, participe à un projet qui s’intéresse aux effets du réchauffement climatique sur le béton, tandis que le professeur Nistor collabore avec le CNRC à la conception de nouvelles structures côtières.
Selon la professeure, « c’est un moyen de favoriser la collaboration et, par là même, d’obtenir des résultats de recherche fructueux ».
Cet article a été publié, en version originale anglaise, dans l’Ottawa Business Journal.