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81e Congrès de l'ACFAS

Impacts du mode de gestion des barrages et de l’utilisation des sols sur les indices de variabilité des débits journaliers saisonniers au Québec

Auteur : Raphaëlle Landry
Colloque    202 - Environnement

La variabilité des débits joue un rôle primordial dans le cycle de vie des populations aquatiques. Sur le plan hydrologique, les impacts des activités anthropiques sur cette caractéristique fondamentale des débits sont encore peu documentés dans la littérature scientifique. Pour combler cette lacune, on a analysé les impacts de deux types de mode de gestion des barrages et de l’utilisation des sols sur deux indices (CV et CI) de variabilité des débits journaliers saisonniers dans les bassins versants de rivières Matawin et L’Assomption entre 1930 et 2010 au moyen de plusieurs méthodes statistiques. Le premier indice (CV, coefficient de variation des débits journaliers) mesure la variation interjournalière des débits et le second indice (CI, coefficient d’immodération), le rapport entre les débits maximum et minimum journaliers mesurés durant une saison. L’augmentation de la superficie agricole dans un bassin versant (cas du bassin versant de l’Assomption) provoque une hausse des valeurs de CV mais n’a aucun impact sur les valeurs de CI. Le mode de gestion des barrages du type inversé (les débits maximums surviennent en hiver et les débits minimums au printemps) provoque une hausse très importante des valeurs de CV et de CI en aval du barrage Matawin malgré une augmentation importante de la superficie du  bassin versant. En revanche, le mode de gestion de type naturel (les débits maximums au printemps et les débits minimums en hiver) n’a aucun impact sur les deux indices.

81e Congrès de l'ACFAS

Pause

Colloque    202 - Les matériaux d'avant-garde
81e Congrès de l'ACFAS

Cadre d’analyse et d’évaluation des processus participatifs mis en oeuvre dans le cadre de la gestion de l'environnement

Auteur : Anani hudema Sitti
Colloque    202 - Environnement

Les années 1990 ont vu émerger une nouvelle façon d’appréhender le principe de participation : lors de l’élaboration d’un projet d’intérêt général par exemple, on institue une distinction entre l’intérêt général du projet et l’intérêt général propre à la participation des citoyens à l’élaboration de la décision. Dans son rapport intitulé Geo-3, le PNUE déclarait que « L'interaction créative d'individus et de groupes restreints fournit souvent des solutions efficaces permettant de gérer des situations complexes et variables ». On assiste alors à la multiplication des dispositifs de participation. Après deux décennies de pratique, les chercheurs commencent à établir le bilan des différents dispositifs participatifs. Pour faire ce bilan, certains adoptent une approche structurelle (la participation est alors considérée comme un phénomène dépendant des relations entre les acteurs), d’autres une approche processuelle qui s’intéresse davantage aux évolutions qui se produisent dans les interactions entre les acteurs au cours du processus participatif.  Chacune de ces approches (structurelle et processuelle) est intéressante mais insuffisante pour avoir une vision complète de la réalité ; il est nécessaire de les croiser. Dans cette présentation, nous proposons un cadre d’analyse et d’évaluation qui, contrairement à la majorité des cadres d’analyse existantes, associe l’approche structurelle à l’approche processuelle dans l’étude des processus participatifs.

81e Congrès de l'ACFAS

Des papiers aux propriétés bioactives pour l'emballage alimentaire 

Auteur : Sylvain Duquette
Colloque    202 - Les matériaux d'avant-garde

Le CSPP, en collaboration avec le CNETE, développe des papiers spéciaux où est incorporé un agent actif qui interagit avec le produit emballé en modifiant les conditions pour inhiber des bactéries pathogènes gram positif tel que le « Listéria ». L'utilisation de ce type d'emballage par l'industrie alimentaire va permettre de garantir la sécurité et l'innocuité des produits emballés. Il s'agit de traitements à la surface d'un papier afin d'introduire une matrice contenant un agent antimicrobien, ce qui permet d'assurer sa stabilité dans le temps pour que sa libération (largage) soit contrôlée une fois incorporé dans les papiers. Différentes étapes ont été effectuées pour appliquer à la surface de papiers les matrices composées de molécules actives et de polymères biologiques tels que l'amidon, la cellulose microcristalline et la nanocellulose. La nanocellulose a des propriétés mécaniques intéressantes pour être utilisée dans ce genre de matériaux intelligents pouvant agir comme barrière aux gaz. Les analyses effectuées ont permis de mesurer la résistance physique, la résistance à la graisse, la résistance à l'air et le taux de transmission de vapeur d'eau de papiers comportant de la nanocellulose. Par la suite, les travaux ont porté sur la détermination des doses optimales de l'agent antimicrobien dans la matrice afin d'optimiser leur fonctionnalité et leur cinétique de relargage dans le temps et en fonction des conditions environnantes.  

81e Congrès de l'ACFAS

Optimisation multicritère d'un modèle de bioraffinerie

Auteur : DOMENECH Serge
Colloque    202 - Environnement

 

Cette communication vise à proposer une méthodologie générale  pour modéliser et optimiser les trajectoires de valorisation des déchets en abordant les aspects liés aux indicateurs économiques et environnementaux et conduit au développement d'un outil d'aide à la décision intégrant ces indicateurs qui permet l'évaluation, la sélection et surtout l'optimisation des trajectoires de valorisation (séquence technologique).

Les travaux concernent la valorisation des produits issus de la biomasse dans le but de réorienter la production des déchets des industries papetières vers des produits à haute valeur ajoutée et de mettre en oeuvre de nouvelles technologies de transformation.

Plusieurs études ont été menées sur le choix des produits que l’on peut obtenir à partir de la biomasse et conduisent a priori à une liste de 30 produits intéressants que l’on peut réduire à 12 produits à haute valeur ajoutée. Ainsi la diversité des produits qu'une bioraffinerie est capable de fournir pose un nouveau problème, celui de définir la meilleure trajectoire et la meilleure stratégie de production selon certains critères de décision optimale, puis de choisir la meilleure alternative de procédés pour produire le constituant le plus approprié à fabriquer dans un contexte économique fixé. La production de bioéthanol illustre la mise en œuvre de la procédure présentée.

81e Congrès de l'ACFAS

Impact des changements climatiques sur les eaux souterraines et de surface en milieu urbain

Auteur : fabien cochand
Colloque    202 - Environnement

Actuellement, de nombreuses études s’intéressent à l’impact potentiel des changements climatiques (CC) sur la dynamique des eaux souterraines et de surface. Cependant, peu se penchent également sur la problématique liée à l’accroissement des zones urbanisées (imperméabilisation de la surface) prévu dans le futur. C’est pourquoi, le sujet de notre étude porte sur l’évaluation de l’impact des CC et du développement urbain du bassin versant (BV) de la Rivière Saint-Charles dans lequel se situe notamment la Ville de Québec. L’intérêt de cette zone d’étude réside en une forte urbanisation qui vraisemblablement tendra à augmenter dans le futur. Pour atteindre cet objectif, la méthodologie proposée se divise en deux étapes. La première est la réalisation et la calibration d’un modèle couplant les écoulements souterrains saturés et non-saturés, les écoulements de surface et les phénomènes d’évapotranspiration représentant l’état actuel en utilisant le modèle intégré HydroGeoSphere. La deuxième étape est la mise à l’échelle du BV des prévisions climatiques issues des Modèles de Circulation Générale et le développement de scénarios d’urbanisation qui seront utilisés dans le modèle comme nouvelles conditions limites représentant l’état futur. Il sera ainsi possible de comparer l’état actuel et futur de la dynamique générale des écoulements. La réalisation et la calibration du modèle, la mise l’échelle des données climatiques ainsi que les résultats préliminaires seront présentés.

81e Congrès de l'ACFAS

L’influence des espèces ingénieures dans la régénération des bandes riveraines en milieu agricole

Auteur : Noémie D'Amour
Colloque    202 - Environnement

Les milieux riverains naturels constituent un des habitats les plus diversifiés de la planète, mais également un des plus perturbés. Au Québec, la règlementation impose la protection d’une bande de trois mètres en milieu agricole. Ce projet vise à évaluer si la régénération spontanée des bandes riveraines protégées est un processus unidirectionnel menant à l’augmentation de la biodiversité. Pour se faire, des relevés de végétation et de facteurs environnementaux ont été effectués sur 124 bandes riveraines à différents stades de succession végétale dans trois bassins versants de Portneuf. La richesse et la diversité végétale des bandes riveraines n’augmentaient pas en fonction de l’âge sauf pour les arbres qui étaient plus diversifiés dans les bandes plus vieilles. Les variables environnementales inventoriées expliquaient seulement 10% de la variance dans la répartition de la végétation. La succession végétale s’explique donc faiblement par les facteurs abiotiques, mais probablement davantage par les facteurs biotiques. Ainsi, les espèces indicatrices inventoriées ont montré que la succession végétale ne suivrait pas un gradient dans le temps, mais dépendrait plutôt de l’arrivée d’une espèce ingénieure, telle que Acer negundo ou Alnus rugosa. Cette recherche témoigne que la simple protection n’est pas suffisante et justifie les interventions de plantations d’arbres pour s’assurer d’une meilleure valeur écologique des bandes riveraines et d’une agriculture durable.

81e Congrès de l'ACFAS

Dîner

Colloque    202 - Les matériaux d'avant-garde
81e Congrès de l'ACFAS

La variabilité nutritionnelle occasionnée par les ravageurs forestiers : un facteur qui stimule leur comportement

Auteur : Roberto Quezada Garcia
Colloque    202 - Environnement

Plusieurs études montrent que les insectes sont capables d’autoréguler leur consommation de nourriture et d’avoir un équilibre nutritionnel. Cependant, lors d’une épidémie, le manque de nourriture et la mauvaise qualité de celle-ci peuvent affecter directement leur performance biologique. Ainsi, ces conditions peuvent entraîner une modification du comportement. Par exemple, avoir des larves plus actives pourrait être une bonne stratégie pour trouver de nouvelles ressources. L’objectif de cette étude est d’observer le comportement des larves de la tordeuse des bourgeons de l’épinette en conditions de stress nutritionnel. La TBE est un des ravageurs forestiers les plus importants au Canada. Deux groupes d’insectes ont été élevés sous deux diètes artificielles différentes : une diète témoin et une avec un stress en sucre et en azote. Au cours de deux générations, le comportement des larves au 6e stade larvaire a été enregistré pendant 6 heures. Les résultants montrent que la variabilité nutritionnelle affecte le comportement des larves. Les insectes passent plus de temps à produire de la soie, à explorer la nourriture et à se reposer. Ces observations suggèrent que l’insecte est en mesure d’identifier la mauvaise qualité de la nourriture, mais qu’il est incapable de compenser le manque de nutriments. C’est pourquoi, lors d’une épidémie, nous pouvons supposer qu’il serait plus convenable pour la population de se déplacer plutôt que de rester au même endroit et de s’adapter.

81e Congrès de l'ACFAS

Stratégies pour convertir l'acide polylactique, un polymère biosourcé, en un matériau avancé

Auteur : Pascal Vuillaume
Colloque    202 - Les matériaux d'avant-garde

L'acide polylactique (PLA) est devenu un substitut réaliste aux polymères de commodité issus du pétrole, généralement non biodégradables et parfois difficilement recyclables. Au cours de ces dernières années, le coût du PLA n'a cessé de diminuer, offrant ainsi de réelles opportunités en termes d'innovations et de viabilité pour les nouvelles résines élaborées. Le PLA présente des propriétés thermiques et mécaniques intéressantes qui seront décrites lors de cette présentation. Par contre, à l'instar d'autres polyesters, la fragilité du PLA est bien connue. Sa faible résistance à l'impact limite son utilisation pour diverses applications, que ce soit pour les pièces durables ou jetables. Sa stabilité thermomécanique pose également un problème car on connaît bien ses faiblesses en termes de résistance mécanique à des températures proches de sa température de transition vitreuse. Différentes stratégies pour fabriquer de nouveaux éco-composites à base de PLA, aux propriétés physiques améliorées, seront exposées. L'incorporation dans le PLA via un procédé d'extrusion (milieu fondu) de plastifiants, polymères flexibles (élastomères), agents couplants et fibres sera décrite. Nous verrons comment l'introduction de telles charges peut conduire à des matériaux dont certaines propriétés surclassent celles des polymères conventionnels.

81e Congrès de l'ACFAS

Étude de la dynamique et de la production de Neomysis americana (Crustacea, Mysidacea) dans l'estuaire du Saint-Laurent

Auteur : BOUCHARD Lotus
Colloque    202 - Environnement
Neomysis americana est une espèce de mysidacé commune des eaux côtières et estuariennes nord-est américaines. Cette espèce est très tolérante aux gradients de température et de salinité. De plus, ce petit crustacé omnivore occupe une place importante au sein du réseau trophique. Il s’alimente de détritus, de phytoplancton et de mésozooplancton et est à son tour la proie principale d’une large variété de poissons et de plus gros crustacés. Il est donc important de mieux comprendre les patrons spatio-temporels de la dynamique de population de cette espèce fourragère dans l’estuaire du Saint-Laurent. Mise à part l'importante abondance de N. americana dans la zone de transition estuarienne (ZTE), les connaissances concernant la dynamique de cette espèce clé sont manquantes. L’hypothèse de cette étude est que les conditions environnementales très variables dans ZTE, favoriserait des patrons spatiaux hétérogènes de d'abondance, de structure de population, de croissance, et de reproduction de cette espèce. Un suivi spatio-temporel de N. americana dans la ZTE de mai à septembre nous aide à estimer ces patrons et à déterminer des zones d'importance. Ainsi, cette première étude servira de base d’informations pour un suivi de l’évolution des populations de N. americana au sein du réseau trophique estuarien de la ZTE du Saint-Laurent.
81e Congrès de l'ACFAS

Effets de périodes de grande sécheresse sur la variabilité interannuelle des niveaux d’eau moyens annuels et saisonniers du lac Ontario et du fleuve Saint-Laurent (1918-2010)

Auteur : Stacey Biron
Colloque    202 - Environnement

Depuis le 20ème siècle, l’Amérique du Nord a connu trois périodes de grande sécheresse survenues durant les décennies 1930, 1950 et 2000. Les deux objectifs de cette étude étaient de rechercher les empreintes de ces périodes sèches et de déterminer leurs impacts sur la tendance à long-terme et la stationnarité des niveaux d’eau moyens annuels et saisonniers du fleuve Saint-Laurent au Québec (station de Sorel) et du lac Ontario au moyen de plusieurs méthodes statistiques d’analyse des données temporelles. L’analyse de la succession des périodes sèches et humides a révélé les empreintes des périodes sèches des décennies 1930 et 1950 sur les niveaux d’eau du lac Ontario et celles des périodes sèches des décennies 1950 et 2000 sur les niveaux d’eau du fleuve Saint-Laurent. La variabilité interannuelle des niveaux du lac Ontario est caractérisée par une tendance à long-terme positive et celle du fleuve Saint-Laurent, par une tendance à long-terme négative. En ce qui concerne la stationnarité, seule la sécheresse de la décennie 1930 a provoqué deux ruptures de la moyenne des niveaux d’eau du lac Ontario. La construction des barrages et des écluses pendant la seconde moitié de la décennie 1950 serait à l’origine de la diminution significative de la variance des niveaux d’eau du lac Ontario observée entre 1958 et 1966 d’une part, et celle de la moyenne des niveaux d’eau printaniers du fleuve Saint-Laurent survenue en 1955-1956, d’autre part.

81e Congrès de l'ACFAS

Élimination des ions ammonium de solutions aqueuses par la silice mésoporeuse (SBA-15) fonctionnalisée par des groupements organiques acides : équilibre et cinétique d'adsorption

Auteur : Romuald Brice Babou Kammoe
Colloque    202 - Environnement

Les impacts environnementaux des activités agricoles sont associés à l’eutrophisation des eaux de surface causée par un enrichissement excessif en azote et phosphore et à la contamination des eaux souterraines par les ions nitrate.

L’objectif principal de cette étude est l’optimisation de la formulation de nouveaux adsorbants pour l’élimination des ions ammonium (NH4+) contenus dans les effluents d’origine agricole. Deux matériaux mésoporeux fonctionnalisés avec des groupements arène (AS-SBA-15) et propyl-sulfonique (PS-SBA-15) acides ont été synthétisés. Les adsorbants ont été caractérisés par XRD, physisorption de l’azote (N2), analyse élémentaire et FTIR. L’effet du pH, de la température, de la concentration initiale en ions NH4+, du ratio molaire du précurseur organique et de la charge en adsorbant sur les performances des matériaux a été examiné. Les deux adsorbants ont atteint la capacité d’adsorption maximale à pH 5. Le rendement d'élimination (R) augmente avec la charge en adsorbant. Ainsi, R a augmenté de 23.61 à 58.55% quand la charge passe de 2 à 10 g/ L. La capacité d'adsorption diminue avec l'élévation de la température. L'étude de l’équilibre d’adsorption a montré que les données sont ajustées au modèle de Freundlich pour AS-SBA-15 et à celui de Langmuir pour PS-SBA-15.  L’adsorption des ions NH4+ a été rapide et l'équilibre a été établi au bout de 15 min. Les études cinétiques ont montré que l'adsorption suit le modèle cinétique de pseudo-second ordre. 



81e Congrès de l'ACFAS

Pause

Colloque    202 - Les matériaux d'avant-garde
81e Congrès de l'ACFAS

Dynamique spatiale et temporelle de la mortalité du pin tordu (Pinus contorta) suite à une épidémie du dendroctone du pin ponderosa (Dendroctonus ponderosae) dans l’Ouest canadien

Auteur : Hugues Dorion
Colloque    202 - Environnement

L’épidémie du dendroctone du pin ponderosa qui a affecté plus de 18 millions d’hectares de forêts de pin tordu en Colombie-Britannique depuis 1999 soulève certaines inquiétudes quant aux risques et à la propagation des feux de forêt. On présume généralement que la mortalité du pin tordu est presque totale dans les peuplements affectés et qu’elle est synchrone à l’échelle du paysage, résultant ainsi en des paysages dominés par des arbres de stade rouge, soit des arbres récemment tués mais portant encore des aiguilles mortes très inflammables. Par contre aucunes données n’ont été publiées pour supporter ou infirmer cette hypothèse. Nous avons utilisé des relevés aériens de l’épidémie du dendroctone entre 1999 et 2010 afin (1) de caractériser les patrons temporels de la mortalité du pin à l’échelle du peuplement (16 ha) et (2) de caractériser les changements dans le temps de la configuration spatiale de la mortalité du pin à l'échelle du paysage (250 000 ha). Les résultats montrent que la mortalité annuelle à l’échelle du peuplement a rarement (<0,1% du territoire) dépassé 50% et que le stade rouge de mortalité n’a jamais occupé plus de 12% du paysage tout au long de l’épidémie. Les résultats de cette étude suggèrent que le stade rouge de mortalité du pin tordu, et son possible effet sur les risques et la propagation des incendies à l’échelle du paysage, ne sont pas aussi importants que ce qui est généralement assumé.

81e Congrès de l'ACFAS

Évaluation du comportement en durabilité de nouvelles matrices cimentaires pour l’obtention de bétons respectueux de l’environnement

Auteur : Charles Lafrenière
Colloque    203 - Fabrication et construction

Après l’eau, le béton est la substance la plus utilisée sur Terre. Environ un 1 m3/habitants de béton est produit à chaque année à l’échelle planétaire. Toutefois, une empreinte environnementale négative est liée à son utilisation. La synthèse du ciment Portland, le liant le plus fréquemment utilisé dans sa fabrication, requière beaucoup d’énergie et génère de grandes quantités de CO2. À elle seule, l’industrie du ciment est responsable d’environ 7% des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Dans un contexte de développement durable, la recherche de nouveaux liants plus respectueux de l’environnement s’impose. Les « géopolymères » s’avèrent une solution de plus en plus intéressante à travers le monde. Ces matériaux se distinguent par une réduction des émissions de CO2, de la demande en énergie et la valorisation des résidus industriels. L’objectif de ce projet de maîtrise se divise en deux volets. Le premier consiste au développement des géopolymères par des essais de performance et de durabilité face à la réaction alcali-granulat. Le deuxième volet comprend l’évaluation de l’efficacité des ajouts cimentaires riches en alcalis pour contrecarrer la réaction alcali-silice, et ce dans des systèmes binaires (ciment + ajouts). Ce projet vise une meilleure compréhension du comportement de nouveaux matériaux agissant comme substituants du ciment Portland et ainsi comprendre les différents effets (positifs/négatifs) pour contrer la détérioration progressive du béton.

81e Congrès de l'ACFAS

Étude de la réparation et du traitement de structures affectées par l’alcali-réaction

Auteur : Mathieu Turcotte-Robitaille
Colloque    203 - Fabrication et construction

L’Amérique du Nord est confrontée à un problème d’envergure : la détérioration des ouvrages en béton. Elle résulte de divers phénomènes tels que la corrosion des armatures, les effets du gel-dégel et l’alcali-réaction. Ce dernier engendre le gonflement, la fissuration et réduit la durée de vie du béton affecté. Elle conduit également à des problèmes de gestion, d’entretien et de réhabilitation, à la fois d’un point de vue technique et financier. Il est alors nécessaire d’appréhender ce problème, non seulement en optimisant la conception de nouvelles infrastructures en béton, mais aussi en améliorant l’entretien et la sécurité des ouvrages déjà existants. L’objectif de ce projet de maitrise est de faire le point sur l’efficacité des mesures d’atténuation de l’endommagement du béton affecté par l’alcali-réaction, en poursuivant la maintenance de travaux de traitement entrepris sur des structures dégradées canadiennes et américaines, tout en faisant un post mortem sur les traitements apportés sur certains éléments de béton affectés de RAG par le passé. Le schéma en pièce jointe illustre la méthodologie élaborée afin de rencontrer l’objectif global du projet. À l’échéance du travail de recherche, les informations issues de la littérature, les observations de terrain et les résultats obtenus en laboratoire seront compilés et analysés afin d’émettre des recommandations sur les meilleures approches de réfection des structures atteintes par la RAS.

81e Congrès de l'ACFAS

Mécanisme de gélification des mélanges β-lactoglobuline/xanthane en conditions associatives

Auteur : Xuan Thang LE
Colloque    203 - Fabrication et construction

Les nouveaux gels protéines/polysaccharides formés aux faibles concentrations dues à l’interaction électrostatique entre ces deux types biopolymères présentent beaucoup d'intérêt car ces gels sont obtenus en conditions non dénaturantes. Une bonne compréhension du mécanisme de formation de ces gels est nécessaire pour  développer de nouveaux produits alimentaires avec la structure et la texture désirées. Cette étude visait à  comprendre le rôle du xanthane et de la ?-lactoglobuline dans la structuration des gels, suivre la cinétique de structuration des gels dans les différentes conditions de ratio, de concentration. Quatre ratios ?lg/X ont été étudiés (ratio 2, 5, 10 et 20) à différentes concentrations. L’évolution structurale des gels est suivie par la rhéologie et la microscopie confocale. La mesure du potentiel Zeta a été réalisée afin d’estimer le ratio optimal. Les résultats indiquent que le xanthane a fourni le patron pour l'organisation des gels. La diminution de l'interaction répulsive entre les chaînes de xanthane et l’augmentation de l'interaction attractive entre la ?-lactoglobuline et le xanthane, lorsque le pH diminue, ont entraîné la formation de complexes solubles suivie de la formation de complexes interpolymères. L’extension de cette association a résulté en la fixation de la structure au point de gel. Le ratio a affecté fortement la cinétique de la gélification due au rôle de réticulation de protéines.?

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81e Congrès de l'ACFAS

Développement de béton projeté à ultra-haute résistance initiale

Auteur : Jean-Daniel Lemay
Colloque    203 - Fabrication et construction

Les innovations dans le domaine du béton ont récemment permis la création de nouveaux types de béton aux propriétés étonnantes. Une de ces nouveautés est la création de béton à partir d’un mélange de ciment Portland (OPC), de ciment d’aluminate de calcium (CAC) et de sulfate de calcium (C$). Ces bétons possèdent des résistances en jeune âge très supérieures aux résistances obtenues avec des bétons traditionnels. Cependant, ce type de mélange possède des temps de prises inférieures à 5 minutes les rendant inutilisables lors d’une coulée en chantier. Il est possible de contourner ce problème en utilisant le béton projeté par voie sèche puisque l’eau n’est ajoutée qu’une demi-seconde avant la sortie de la lance et de la mise en place. L’objectif de ce projet de recherche est donc de développer un béton projeté à base d’OPC-CAC-C$. Dans un premier temps, la proportion des liants présentant les meilleures résistances en jeune âge et une stabilité volumique constante (en effet, ces liants peuvent être expansifs!) a été étudiée. Un suivi du gonflement et des résistances en compression a été réalisé sur 50 mélanges de mortier afin d’identifier la meilleure formulation qui a par la suite été projeté. Cette projection grandeur nature a permis la mise en place d’un matériau possédant une résistance de 12 MPa à 1h et 35 MPa à 3h, et qui acquière des résistances finales de 50 MPa en 1 journée, ce qui démontre le succès du projet.

81e Congrès de l'ACFAS

Etude du comportement structural de dalles épaisses atteintes de réaction Alcalis-Silice (RAS)

Auteur : francois pissot
Colloque    203 - Fabrication et construction
Le Nord-est américain et en particulier le Québec, compte un grand nombre d’infrastructures en béton armé vieillissantes datant des années 50 à 70 dont bon nombre, de type dalles épaisses sans renforcement en cisaillement, se dégrade sous l’action de la réaction alcalis-silice (RAS). Une étude, correspondant à mon projet de maîtrise sous la direction de Josée Bastien et Benoît Fournier, en collaboration avec le Ministère des Transports du Québec (MTQ) a alors été entreprise pour comprendre comment se comportent ses structures afin de mieux maîtriser leur gestion. L’objectif principal du projet est d’apporter un éclairage nouveau sur l’évolution de la capacité portante en cisaillement de dalles épaisses atteintes de RAS et des conséquences sur leur durée de vie et ultimement  d’établir un protocole d’évaluation des structures endommagées par la réaction alcalis-silice et ainsi d’évaluer à sa juste valeur les structures. Pour cela, 3 séries de 4 dalles épaisses (4500 x 610 x 750 mm), sont amenées chacune à un taux d’expansion différent par conditionnement accéléré (100%HR et 40°C). Par la suite des essais seront effectués pour évaluer le comportement structural. Ce projet de par son ampleur et son originalité permettra de conjuguer des données matériaux à l’aspect structural, ce qui manque cruellement à l’heure actuelle pour une meilleure compréhension du comportement de telles structures.
81e Congrès de l'ACFAS

Modélisation avancée du procédé de forgeage de pièces aéronautiques

Auteur : Augustin Gakwaya
Colloque    203 - Fabrication et construction

Dans l’industrie aéronautique, des pièces nécessitant des tolérances serrées et des caractéristiques mécaniques très élevées sont souvent produites par le procédé de forgeage. Cette méthode de mise en forme permet une utilisation optimale de la matière et produit des pièces de qualité à un coût raisonnable. Grâce aux techniques de la CAE, il est maintenant plus facile de prédire les profils d’écoulement, l’apparition des défauts et l’usure des matrices de forgeage. Cependant, les modèles utilisés dans l’industrie sont simplistes et ne permettent pas de déterminer les propriétés précises de la pièce forgée. Les concepteurs doivent donc être conservateurs, ce qui mène dans plusieurs cas au surdimensionnement des pièces.

Pour simuler le procédé de forgeage, il existe la méthode classique des éléments finis et la méthode particulaire SPH. La méthode des éléments finis (MEF) est la méthode la plus populaire dans la recherche et l’industrie des simulations numériques. Cependant elle présente des limitations en cas de maillages très déformés. Une approche d’analyse sans maillage basée sur la méthode SPH, plus récente, offre une grande aptitude à suivre les très grandes déformations de surface de la pièce, à  intégrer l’histoire du matériau dans chaque particule et à interagir avec des matrices à géométrie complexe et donne des résultats plus proches de la physique. Ces deux techniques ont été comparées pour un exemple type de forgeage et les résultats sont présentés.

81e Congrès de l'ACFAS

Les agents réducteurs de retrait dans les bétons autoplaçants : mode d'action et performance

Auteur : Jeff Sharman
Colloque    203 - Fabrication et construction

Les agents réducteurs de retrait (ARR) sont souvent utilisés afin de réduire la contraction dans les matériaux à base de ciment; cette contraction est le résultat de l’enlèvement progressif de l’eau induit par les réactions d’hydratation (auto-dessiccation) et par l’évaporation en surface (séchage). Ces adjuvants, par contre, peuvent interférer avec les réactions d’hydratation du ciment ainsi qu’avec le fonctionnement des autres adjuvants dans le mélange, notamment, les entraîneurs d’air (AEA). Afin de mieux comprendre le mode d’action et l’efficacité des SRA, l’effet d’un SRA commercial et douze composés «modèles» ayant des structures chimiques et des propriétés physico-chimiques variés ont été évalués
dans des mortiers de béton équivalent (MBE) simulant des bétons autoplaçants. Ces MBE ont été préparés avec un superplastifiant, un agent viscosant et un AEA afin d’atteindre les propriétés cibles vis-à-vis la maniabilité, la résistance à la ségrégation et à la teneur en air. Les retraits endogène et de séchage ont été suivis à l’aide d’une corde vibrante placé au sein de l’échantillon.

Les résultats démontrent que le retrait de séchage peut être abaissé en diminuant les forces de dépression au sein des capillaires. Pour être éfficace, un SRA doit réduire la tension de surface, être soluble à l’eau et avoir un HLB approprié. Le retrait endogène, par contre, semble être contrôlé par le degré d’expansion observé au début de l’hydratation.

81e Congrès de l'ACFAS

Étude de la détérioration du béton fabriqué avec des granulats contenant des sulfures de fer

Auteur : Julie Francoeur
Colloque    203 - Fabrication et construction

Dans la région de Trois-Rivières, de nombreuses résidences ont été construites sur une fondation de béton incorporant des granulats riches en sulfure de fer, notamment de la pyrrhotite et de la pyrite. De nombreux échantillons ont été prélevés au sein de fondations montrant différents degrés d’endommagement afin de contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes en cause. Plusieurs types d’essais ont ainsi été effectués sur ces échantillons, tant sur le terrain qu’en laboratoire.

 

Le suivi de l’expansion et du développement de la fissuration de blocs prélevés au sein des fondations résidentielles a permis de démontrer le potentiel résiduel d’endommagement du béton lorsque soumis aux conditions environnementales naturelles. De plus, les résultats préliminaires de travaux effectués en laboratoire suggèrent que le Stiffness Damage Test a le potentiel de quantifier l’état d’endommagement des bétons détériorés fabriqués avec des granulats incorporant des sulfures de fer. Finalement, des analyses chimiques de la teneur en soufre du gros granulat mesurées sur plusieurs échantillons de la même fondation ont permis de montrer la variabilité entre les mesures.

 

81e Congrès de l'ACFAS

Valves aortiques de remplacement : développement d’une nouvelle technique de construction prometteuse

Auteur : Catherine Tremblay
Colloque    203 - Fabrication et construction

Introduction: Les substituts utilisés lors des remplacements de valves aortiques sont habituellement des valves mécaniques ou biosynthétiques qui ne peuvent se remodeler en fonction de leur environnement. Une nouvelle valve, créée par génie tissulaire, qui reproduirait les propriétés des valves natives et qui pourrait se régénérer permettrait de diminuer les complications associées aux substituts actuellement utilisés.

Approche utilisée: Des fibroblastes dermiques ont été cultivés dans un milieu de culture enrichi en acide ascorbique afin de créer des feuillets cellulaires pouvant être manipulés. Les feuillets ont ensuite été empilés en suivant la technique d’auto-assemblage développée par le LOEX. Les feuillets fusionnés ont été réorganisés en une structure tridimensionnelle à l’aide d’un gabarit conçu sur mesure.

Résultats: La structure tridimensionnelle de la valve reconstruite est similaire à celle d’une valve native. On y distingue la forme caractéristique des trois feuillets qui forment la valve aortique. L’analyse histologique confirme la fusion des feuillets, présente une matrice extracellulaire dense et une répartition de cellules uniforme. Le second prototype obtenu présente plusieurs améliorations par rapport à sa version précédente.

Conclusion: Il a été possible de reproduire une structure tridimensionnelle complexe similaire à celle d’une valve aortique à l’aide d’un matériau plan. La nouvelle technique de construction par auto-assemblage semble donc prometteuse.

81e Congrès de l'ACFAS

Mode d'action d'agents viscosant dans les bétons autoplaçants

Auteur : Jeff Sharman
Colloque    203 - Fabrication et construction

Les agents viscosants (VMA) sont utilisés dans les bétons et surtout les bétons autoplaçants afin de réduire la ségrégation et le ressuage induits par la grande différence de densité de ses constituants. Cet étude vise à élucider leur mode d'action général ainsi que le fonctionnement spécifique des deux VMA étudiés, soient une gomme de Welan et une hydroxypropylméthyl cellulose (HPMC). Ces VMA ainsi que deux polymères modèles ont été étudiés dans des pâtes de ciment et des pâtes de carbonate de calcium avec et sans la présence de superplastifiant. La fluidité des mélanges à été suivie par des mesures d'étalement et de viscosité et la ségrégation et le ressuage ont été suivis à l'aide de mesures de conductivité en fonction de la hauteur dans l'échantillon.

La Outre, la mode d'action, cette étude a démontrée l'incompatibilté qui peut souvenir entre un VMA et un superplastifiant soit dans le cas des paires Welan-polycarboxylate et HPMC-polynaphtalène sulfonate.