Résumés - Affiches

Modélisation tridimensionnelle pour évaluer les effets des changements climatiques sur les infrastructures des collectivités nordiques

Fuqun Zhou¹, Aining Zhang, Lichun Zhu et Robert Li
¹Ressources naturelles Canada
fuqun.zhou@nrcan.gc.ca

Le GIEC prévoit une hausse possible de la température moyenne de l'air en surface allant de 1,4 °C à 5,8 °C d'ici 2100 selon divers scénarios d'émission de gaz à effet de serre. Si c'est le cas, le réchauffement climatique augmentera l'épaisseur de la couche active du pergélisol, causant d'importantes perturbations du terrain et diminuant la stabilité des fondations des infrastructures des collectivités nordiques.

Pour évaluer quantitativement les répercussions des changements climatiques sur les infrastructures des collectivités nordiques, on a mis au point un modèle tridimensionnel qui simule la thermodynamique du pergélisol sous et autour des fondations dans des conditions de variations climatiques. Le modèle de pergélisol intègre les processus physiques, dont deux éléments interdépendants, la surface du sol et le sol.

L'élément " surface du sol " permet de modéliser les bilans énergétique et hydrique au-dessus de la surface du sol. Il s'applique à l'environnement des fondations des collectivités nordiques, car il intègre divers types de surface, comme le sol nu, les zones revêtues et celles non revêtues. Cet élément modifie la valeur du rayonnement solaire en tenant compte de l'emplacement, de la dimension, de l'orientation de l'infrastructure (maison, bâtiment) dans le bilan énergétique.

L'élément " sol " utilise une méthode d'élément finis pour modéliser les transferts géothermiques et hydrologiques dans le pergélisol. Il permet de simuler les échanges thermiques et le transfert d'eau dans le sol de manière intégrée. Les éléments " surface du sol " et " sol " sont également intégrés au moyen des flux thermique et hydrique.

On a validé ce modèle à partir de deux jeux de données, un dans des conditions naturelles et l'autre dans des conditions contrôlées à l'intérieur d'un bâtiment. Les résultats de la validation montrent une correspondance évidente entre les données modélisées et celles mesurées.

2005-03-29