Academic literature on the topic 'Barrages – Québec (Province)'

The validity of dam failure studies is based on the appropriateness of the expected failure mode. Failures of earth-fill structures show the importance of the choice of breach parameters for failure evaluation and consequences. This paper summarizes the state of the possibilities for forecasting the breach and the resulting hydrograph in the downstream valley. It describes the most current methods, applies them on a failure case observed in the Saguenay region, Province of Québec, and compares the results. Considering the large uncertainty margin on the results, the paper allows one to understand why breach forecasting must not, in the current state of knowledge, be part of the safety study process, and that it is preferable to stay with a definition for breach based on a rule intelligently applied with respect to the case, the structure, and its composition.Key words: dam failure, dam breach, erosion, forecasting, flood of failure, earth-fill dam.[Journal translation]

Résumé Pendant la Deuxième Guerre mondiale, les fleuves et les rivières canadiennes furent mobilisés pour fournir de l’énergie pour la production militaire. Au Québec plus que dans toute autre province, on assista à l’intégration de réseaux hydroélectriques, à la construction de barrages, et à l’introduction de nouvelles méthodes de planification de la conservation énergétique. Ces actions eurent pour effet d’augmenter substantiellement l’énergie électrique disponible pour la production des matériaux de guerre nécessaires à l’effort militaire des Alliés. Peu d’attention fut portée aux effets environnementaux de la production énergétique, mais comme les réseaux connurent une forte croissance d’échelle, leurs effets se ressentirent sur de grandes distances, et des programmes de production et de conservation énergétique contribuèrent à coordonner les pratiques des rivières et des fleuves éloignées. Les grands réseaux techniques devinrent ainsi des éco-réseaux.

Cette thèse contribue au domaine de la modélisation numérique de l’influence de l’hétérogénéité sur le comportement hydro-thermique d’un barrage en remblai. Les conductivités hydrauliques à saturation des couches du noyau de barrage sont estimées par la méthode géostatistique en considérant la continuité spatiale de la teneur en particules fines, la teneur en eau et la densité sèche. Les valeurs plus faibles de conductivités hydrauliques dans la partie aval du noyau sont fournies à partir de la modélisation numérique de la dissolution, de transport, de l’exsolution, et de la diffusion du gaz à la frontière amont du noyau. Les conductivités hydrauliques à saturation prédites ainsi que les valeurs les plus faibles de conductivités hydrauliques non saturées dans la partie aval sont utilisées comme paramètres d’entrée dans la simulation numérique de l’influence de l’hétérogénéité. Cinq études paramétriques ont été effectuées avec la présence d’une ou plusieurs couches dans le noyau, incluant des valeurs variables de conductivité hydraulique, afin d’étudier l’influence de la variabilité de la conductivité hydraulique ainsi que de l’emplacement et l’épaisseur de couches perméables face à la réponse thermique. Le modèle numérique permet également de simuler la réponse thermique mensuelle du noyau, ce qui révèle l’existence d’une autre zone plus perméable dans la partie inférieure du noyau.
This thesis contributes to the field of numerical modeling of the influence of heterogeneity on the hydro-thermal behavior of an embankment dam. The layering saturated hydraulic conductivities are estimated by the geostatistical method with the consideration of spatial continuities of fines content, water content and dry density. The lower values of hydraulic conductivities in the downstream portion of the core are provided from the numerical study on the dissolution, transportation, exsolution and diffusion of the gas at the upstream boundary. The predicted saturated hydraulic conductivities as well as the lower value of unsaturated hydraulic conductivities in the downstream portion are used as input parameters in the numerical simulation of heterogeneous influence. Five parametric studies performed with presence of one or more layers within the core with increased values of hydraulic conductivity are simulated in numerical models to investigate the influence from variable values of hydraulic conductivities as well as the changing locations and thickness of pervious layers on the thermal response. The numerical model also simulates the monthly thermal response of the core, which reveals the existence of another more pervious zone in the lower portion of the core.

Un carottier à triple paroi a permis la récupération d'échantillons de calibre PQ3 et ZQ3, dans le till glaciaire des fondations du barrage Jules-Allard, dans le sud du Québec. Des essais cross-hole ont permis d'obtenir des modules de Young variant entre 1300 et 2600 MPa. Les essais triaxiaux consolidé non drainés de chargement monotones ont permis l'obtention de modules de Young Emax variant entre 290 et 6000 MPa, notamment en fonction de la fraction de gravier de l'échantillon. Les modules de Young des échantillons de calibre ZQ3 étaient similaires à ceux obtenus avec les essais cross-hole et leurs coefficients de Poisson étaient régulièrement nuls. Lors d'essais triaxiaux de chargement cycliques, les échantillons ont subi une contraction, avant de dilater à l'atteinte d'un point de transformation de phase, lorsque les contraintes ont croisé le cheminement de contraintes d'un échantillon chargé de façon monotone, à la même contrainte effective de consolidation. Mots clés: transformation de phase, comportement cyclique, till glaciaire, module de Young, vitesse de propagation d'onde de cisaillement, coefficient de Poisson.
A triple tube wireline core barrel allowed to retrieve PQ3 and ZQ3 calibre samples from the foundation glacial till of the Jules-Allard dam, South of Quebec. Cross-hole testing allowed to obtain Young's modulus ranging from 1300 to 2600 MPa. Consolidated-undrained triaxial monotonic testing, yielded Young's modulus Emax ranging between 290 MPa and 6000 MPa, notably as a function of the amount of gravel particles present in the samples. ZQ3 samples Young modulus were similar to those obtained using the cross-hole testing. In addition, the Poisson's ratio of these samples were regularly zero. During cyclic triaxial testing, contraction was followed by dilation when the samples reached a phase transformation point and the stress path intersected the stress path of a monotonically loaded sample having the same effective consolidation stress. keywords: phase transformation, cyclic behaviour, glacial till, Young's modulus, shear wave velocity, Poisson's ratio.

La résistance du till de la Romaine 3 a été étudiée sous sollicitations cycliques grâce à un nouvel appareil de cisaillement simple cyclique. Les essais ont été effectués à différentes teneurs en eau de compactage (côté sec et côté humide de l’optimum Proctor) et à différentes contraintes de cisaillement cyclique. Il a été démontré que les échantillons compactés du côté sec de l’optimum Proctor ont nécessité environ dix fois plus de cycles de cisaillement pour atteindre la rupture que les échantillons compactés du côté humide. Les essais effectués à faible ratio de cisaillement ont aussi nécessité l’application de dix fois plus de cycles de cisaillement que ceux effectués à ratio de cisaillement élevé avant d’atteindre la rupture. Le projet de recherche présenté s’inscrit dans le cadre de la chaire de recherche industrielle CRSNG – Hydro-Québec sur l’optimisation du cycle de vie des barrages en remblai.
The resistance of Romaine 3 till was studied under cyclic loading using a new cyclic simple shear apparatus. The tests were carried out at different compaction water contents (dry and wet sides of Proctor optimum) and at different cyclic shear stress levels. It was found that ten times more cycles were needed for samples compacted on the dry side of optimum to reach failure than for samples compacted on the wet side of optimum. It was also found that the tests carried out at low cyclic stress ratio took ten times more cycles to reach failure then tests carried out at high cyclic stress ratios. The presented research project is part of the NSERC – Hydro-Québec Industrial Research Chair in life cycle optimisation for embankment dams.

Le comportement de grands barrages en enrochement d'Hydro-Québec à la suite des tassements différentiels de l'enrochement lors de la mise en eau a amené l'entreprise à se questionner sur les relations contraintes-déformations de l'enrochement et ce qui les influence. Pour le barrage Romaine-2, il était d'autant plus important que l'enrochement soit rigide et ne connaisse pas de grands tassements différentiels puisque le noyau est en béton asphaltique. Il est donc plus étroit et a des pentes plus raides que les ouvrages zonés en enrochement à noyau de till qu'Hydro-Québec à l'habitude de construire. Pour évaluer les propriétés et les tassements de l'enrochement, une revue des facteurs d'influence de ces paramètres est importante et a été réalisée dans le cadre de ce mémoire. Ensuite, plus spécifiquement, l'influence de ces facteurs sur l'enrochement du barrage RO-2 a été analysée. Il a été conclu que l'enrochement utilisé pour la construction du barrage Romaine-2 est de bonne qualité, a été mis en place adéquatement et a montré de hautes masses volumiques, de faibles tassements et des modules de déformation élevés.

Au début des années 1990, pour atteindre des objectifs de développement régional et de maximisation de la production hydroélectrique, le gouvernement du Québec a adopté des politiques visant la réfection et la construction de petites centrales par des producteurs indépendants. Pour assurer leur rentabilité, les petites centrales doivent être construites à proximité des infrastructures de transport d’énergie et des lieux de consommation. De plus, elles sont souvent situées là où les rivières présentent des chutes ou un encaissement importants. Ces sites sont souvent situés à proximité ou au cœur de lieux habités et mis en valeur, notamment à des fins récréotouristiques. De plus, les chutes sont souvent des symboles territoriaux, identitaires et paysagers forts pour les communautés locales. Il en résulte inévitablement des conflits d'usage où diverses perceptions de la mise en valeur des rivières se confrontent. Pour analyser plus en profondeur cette problématique, nous avons fait une étude de cas portant sur la rivière Batiscan (Mauricie), où des promoteurs ont envisagé la réalisation de trois projets de petites centrales hydroélectriques (1987-1990). À l’aide de 15 entretiens semi-dirigés et à travers une revue de cinq quotidiens québécois (1990-2007), nous avons analysé le discours des acteurs, afin de comprendre le rôle stratégique et l’évolution des représentations territoriales et du rapport à la rivière des acteurs concernés par les projets de petites centrales. Cette étude démontre que les tenants de la filière de la petite production hydroélectrique perçoivent ce type de mise en valeur de la rivière comme étant un mode de développement régional qui permettrait de générer des retombées économiques substantielles pour les milieux hôtes. D’autre part, les opposants se sont regroupés au sein de comités de citoyens pour revendiquer l’abandon des projets. Leur discours véhicule la représentation que la réalisation de petites centrales sur la Batiscan est contraire à la notion de bien commun et porterait atteinte au paysage, à l’intégrité environnementale du cours d’eau et au potentiel de développement récréotouristique de la région. Par un processus de réappropriation collective et de valorisation des éléments du territoire ayant une forte valeur patrimoniale et identitaire, ceux-ci ont cherché à élaborer et mettre en œuvre des projets alternatifs qui permettraient de contrer les projets de petites centrales de garantir la protection des caractéristiques naturelles de la rivière.
At the beginning of 1990s, to meet objectives of regional development and maximization of the hydroelectric production, the government of Quebec adopted energy policies aiming to retrofit and construct small power stations by independent producers. To ensure their profitability, small power stations must be built close to existent energy transport networks and consumption places. Moreover, they are often located where the rivers are banked or present important falls. These sites are situated near or in the heart of inhabited and attended places, notably for recreotouristic purposes. Furthermore, these falls and landscapes are symbols of identity and have territorial significance for the local communities. This situation inevitably generated river-use conflicts where many perceptions of the management and the development of the rivers are in opposition. To make an in-depth analysis of this problem, we made a case study concerning the Batiscan river (Mauricie), where promoters considered the construction of three small hydroelectric power stations (1987-1990). Using 15 semi-directed talks and through a review of five daily newspapers (1990-2007), we analyzed the speech of the actors, in order to understand the strategic role and the evolution of the territorial representations of those concerned with the projects of small hydroelectric power stations. This study shows that the promoters of the small hydroelectric power stations perceive this type of development of the river as being a type of regional development which would make it possible to generate substantial economic repercussions for host territories. On the other hand, the opponents, gathered within citizen committees to obtain the abandonment of the projects. Their speech conveys the representation that the realization of the hydroelectric power stations on the Batiscan river goes against the concept of common good and would undermine the landscape, the environmental integrity of the river and the recreotouristic development of the area. By a process of collective reappropriation and valorization of the elements of the territory having a strong patrimonial and identity value, those sought to work out and implement alternative projects which would make it possible to counter the projects of small hydroelectric power stations and to guarantee the protection of the inherent characteristics of the river.

Le projet de recherche a été réalisé dans le but premier de mettre à niveau, d'adapter et de rendre opérationnelle la méthode de Newmark pour les types de barrages et les types de séismes habituellement rencontrés au Québec. Pour ce faire, une Banque de Signaux Sismiques pour l'Est du Canada (BDSSEC), contenant 451 accélérogrammes, a été produite de même qu'un code de calcul permettant de calculer les déplacements permanents, par double intégration numérique, selon la méthode de Newmark. À partir d'analyses statistiques, des modèles prédictifs applicables au contexte sismologique de l'Est canadien ont été développés en considérant un comportement rigide-plastique (méthode dite du "bloc rigide") et un comportement viscoélastique linéaire équivalent (méthode dite "flexible"). La comparaison entre le nouveau modèle rigide-plastique pour l'Est avec ceux existants développés à partir de signaux de l'Ouest américain a montré que les déplacements permanents évalués pour l'Est peuvent être significativement inférieurs à ceux de l'Ouest pour des magnitudes et des distances épicentrales comparables compte tenu de leur contenu fréquentiel plus fort en hautes fréquences. Le modèle prédictif flexible a montré qu'il pouvait prédire des déplacements permanents du même ordre de grandeur que Makdisi et Seed (1977) et de Rathje et Antonakos (2011). Les déplacements permanents sont amplifiés par la méthode flexible comparativement à la méthode rigide principalement lorsque le ratio entre la période prédominante de l'ouvrage et la période moyenne de la sollicitation se situe autour de 1. Le second but consistait à tester l'applicabilité de la méthode du bruit de fond ambiant (H/V) comme outil expérimental pour estimer la période prédominante des barrages en remblai et en enrochement (Tp). Les études comparatives ont montré, de façon générale, une bonne concordance entre les calculs analytiques et les mesures expérimentales tant et aussi longtemps que les hypothèses à la base des modèles sont respectées.