Conséquence de la hausse des températures mondiales, la perte de pergélisol représente un casse-tête majeur pour les régions septentrionales du Canada et leurs infrastructures routières. Cette dégradation entraîne de l’instabilité, une augmentation des coûts d’entretien et une diminution de la fiabilité des transports.
Di Wang, professeur au Département de génie civil de l’Université d’Ottawa, s’intéresse aux répercussions de la dégradation du pergélisol sur les infrastructures routières dans le cadre de son projet de recherche innovant sur les routes nordiques. Ses travaux ont deux grands objectifs : construire de nouveaux réseaux routiers durables et résistants au climat dans les régions en développement, et entretenir les routes existantes en atténuant la détérioration du pergélisol.
La fera progresser ses travaux actuels, qui visent à adapter les infrastructures routières aux changements environnementaux et à répondre aux besoins économiques et communautaires.
Des matériaux durables pour faire face à la crise climatique
L’emploi de matériaux plus durables dans la construction des routes est au cœur des recherches du professeur Wang. Tandis que les pays européens utilisent environ 50 % de matériaux recyclés dans la construction des routes, la proportion se situe plutôt entre 20 et 30 % au Canada. Son projet sur les routes dans les régions froides a pour but de combler cette lacune en incorporant davantage d’asphalte recyclé, ainsi que des matériaux de remplacement, comme les scories d’acier, les déchets plastiques, les décombres de démolition et les bioproduits. Ces matériaux améliorent non seulement la durabilité des routes, mais aussi leur stabilité thermique; ils sont donc parfaits pour les conditions extrêmes du Nord.
Conscient du coût des technologies et des moyens actuels pour atténuer la perte de pergélisol, le professeur Wang étudie également d’autres façons rentables de ralentir le dégel et de protéger la stabilité des routes, afin de fournir des solutions mieux adaptées aux vastes régions éloignées du Canada. Parmi ces solutions peu coûteuses, on trouve des systèmes de drainage améliorés pour empêcher l’accumulation d’eau, des technologies d’isolation pour ralentir le transfert de chaleur sous les routes et des structures modifiées augmentant la capacité portante du sol.
Le projet accorde une importance fondamentale à la consultation des communautés autochtones et des populations locales pour veiller à ce que les solutions proposées tiennent compte de leurs besoins et de leurs priorités.
Innovation, technologie et résilience climatique
Pour assurer la pérennité des infrastructures en régions froides, il faut bien comprendre les tendances climatiques et adopter une approche axée sur la technologie.
Le professeur Wang travaille avec des spécialistes du climat et de la géographie pour analyser les projections des fluctuations de température, des cycles de dégel et de l’augmentation des précipitations. Il arrive ainsi à mieux comprendre comment concevoir des routes qui résisteront à des conditions extrêmes. Ses recherches s’appuient sur des modèles climatiques à long terme afin de garantir que les routes construites aujourd’hui resteront fonctionnelles pendant des décennies.
Son approche de la recherche, axée sur la technologie, consiste notamment à travailler avec des capteurs intégrés à la structure de la route pour obtenir à distance des données en temps réel sur la température, l’humidité et l’intégrité structurale. Le professeur Wang se sert également de l’intelligence artificielle et de l’apprentissage automatique pour analyser les données afin de prédire l’usure des routes et d’optimiser les stratégies d’entretien. Ces technologies innovantes permettent une planification plus judicieuse des infrastructures, améliorent la longévité des routes et réduisent les coûts.
Collaboration et perspectives d’avenir
Dans ses recherches, le professeur Wang compte sur sa collaboration avec des scientifiques de différents domaines. En tant que contributeur clé au nouveau Pôle de recherche sur l’Arctique de l’Université d’Ottawa, il participera à la recherche interdisciplinaire consacrée aux difficultés pressantes qui touchent les régions nordiques. Il travaille avec des spécialistes d’associations de recherche sur les régions froides du Canada et collabore étroitement avec des établissements locaux de premier plan dans le cadre d’études sur le climat et ses effets sur les infrastructures routières. Il travaille également avec des partenaires de recherche de l’Allemagne, de même qu’avec des pays nordiques et asiatiques qui sont confrontés aux mêmes problèmes. Ces échanges permettent au professeur Wang d’accéder à une vaste base de connaissances et d’élaborer des solutions mieux adaptées aux réalités du Canada.
Le projet sera l’occasion pour des chercheuses et chercheurs à la maîtrise, au doctorat et au postdoctorat de contribuer à la conception d’infrastructures routières écologiquement durables et résistantes aux changements climatiques. Il permettra aussi de former une nouvelle génération de spécialistes en ingénierie de la route et de solidifier la cohésion du groupe de recherche canadien pour favoriser les progrès à long terme dans ce domaine.
« Les routes nordiques du Canada sont passablement malmenées, et je me sens le devoir de tenter de trouver des solutions. Je m’engage à faire tout ce que je peux, que ce soit par la recherche, la collaboration et l’innovation, pour contribuer à la construction et à l’entretien de routes sûres, aménagées dans le respect de l’environnement et faites pour durer », conclut le professeur Wang.
« Les routes nordiques du Canada sont passablement malmenées, et je me sens le devoir de tenter de trouver des solutions. »
Di Wang
— Professeur au Département de génie civil
Ses recherches à venir continueront de faire le pont entre le génie, la climatologie et la durabilité écologique afin de transformer les solutions mises de l’avant par le Canada pour adapter les infrastructures des régions nordiques. Par l’intermédiaire de son projet, il s’attache à rendre les routes du Nord écologiquement durables, résistantes aux changements du climat et adaptables aux réalités climatiques du futur.
Grâce à la Chaire de recherche du Canada et à une approche multidisciplinaire, les travaux du professeur Wang auront une incidence à long terme sur les transports dans le Nord, car ils permettront aux routes qui relient les localités de ces régions de demeurer praticables et résilientes pendant des générations.