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octobre 2019

Excellente recherche sur les barrages : de nouveaux modèles de barrage imprimés en 3D permettent de faire de meilleures prévisions et de réduire les coûts

Coup d'oeil
L’équipe

Le candidat au doctorat Anas Issa de l’école d’ingénierie de UBC Okanagan, avec les professeurs Rudolf Seethaler et Shahria Alam du Laboratoire de recherche appliquée pour les matériaux et structures ont mis à l’essai des modèles 3D créés par des étudiants du Collège Selkirk. Son travail était la phase 2 d’un projet en trois parties en partenariat avec FortisBC et Austin Engineering, situés à Trail, C.-B.

Le défi

Les tremblements de terre causent d’immenses dommages, ce qui occasionne des milliards de dollars de réparations.

La solution

Austin Engineering tire profit des résultats de recherche pour offrir des conseils servant à orienter les règlements de sécurité des barrages à l’échelle mondiale pour s’assurer que les infrastructures sont examinées avant qu’une catastrophe survienne.

Le résultat

Cette recherche a créé de nouvelles possibilités pour l’équipe, comme les partenariats actuels avec des entreprises internationales qui exigent une expertise pour déterminer les vulnérabilités sismiques et les mesures de rétroinstallation potentielles pour des barrages partout dans le monde.

Prochaines étapes

Anas a publié un document de conférence et travaille actuellement sur un article de journal. De plus, il fait des essais d’envergure sur des systèmes d’ancrage intelligents pour améliorer la performance sismique des structures aux termes de sa bourse postdoctorale à UBC en collaboration avec Polytechnique Montréal. Austin Engineering continuera de créer des solutions qui changent la donne en matière de recherche et développement dans l’industrie.

En 2008, le séisme de Wenchuan, en Chine, a entraîné des pertes importantes et causé plus de 20 milliards de dollars en dommages. À la suite du séisme, le gouvernement chinois a actualisé son code de conception parasismique des structures hydrauliques. Cette recherche sert à orienter les règlements de sécurité des barrages à l’échelle mondiale pour s’assurer que les infrastructures sont examinées avant qu’une catastrophe survienne. Bien que les connaissances concernant la façon dont les barrages réagissent lors des phénomènes sismiques soient bien étayées, il y a moins d’information sur les effets précis de l’interaction entre le barrage et l’eau lors d’un séisme. Comprendre tous les aspects de la performance d’un barrage pendant un phénomène sismique est devenu une spécialité et un centre d’intérêt pour une équipe novatrice qui comble le fossé entre l’industrie et l’éducation.

Dans le cadre d’un projet à phases multiples financé par des organisations commerciales et à vocation éducative, Austin Engineering fabrique des modèles numériques de barrages pour ensuite effectuer des essais hydrauliques et sismiques dans leur propre laboratoire ou au laboratoire de recherche appliquée pour les matériaux et structures avancés de l’Université de la Colombie-Britannique (ALAMS) à Kelowna, en Colombie-Britannique. La plus récente étape de leur recherche a été suivie d’une présentation internationale prestigieuse.

En partenariat avec l’Université de la Colombie-Britannique Okanagan (UBCO), le Collège Selkirk et FortisBC, Austin Engineering utilise une table sismique et la fabrication numérique pour faire des essais sur des sections de barrage à échelle réduite. Le ferme engagement que l’entreprise de Trail, en Colombie-Britannique a pris en vue d’améliorer la sécurité des barrages a en partie pu se concrétiser grâce à un partenariat au titre du programme de stage de Mitacs, qui a aidé à financer la phase 2.

Mary Austin, directrice du développement des affaires à Austin Engineering, souligne leur engagement dans la recherche et le développement nécessaires pour favoriser la longévité des barrages et la sécurité des communautés en aval.

« Nous adoptons toujours une optique globale, et nous continuerons de poser les questions nécessaires pour s’assurer que la sécurité du barrage est prioritaire, » ajoute-t-elle. « Pour ce faire, nous nous associons à des gens et à des organisations aux vues similaires. Nous avons la chance d’avoir le soutien de Mitacs. »

Lors de la phase 1 en 2017, l’entreprise a travaillé en étroite collaboration avec des étudiants du Collège Selkirk afin de créer des modèles imprimés en 3D d’un barrage de FortisBC sur la rivière Kootenay et d’évaluer les dommages que pourraient causer des phénomènes sismiques extrêmes. Les modèles ont été conçus pour aider FortisBC à sa planification future, améliorer l’engagement des intervenants, ainsi qu’évaluer des solutions rentables puis favoriser des résultats environnementaux améliorés pour les opérations de leur installation.

Austin Engineering et UBCO ont collaboré à nouveau en 2018, lorsqu’un barrage-poids fabriqué numériquement a été jumelé à une table sismique à la fine pointe de la technologie pendant la deuxième phase de la recherche pour déterminer les dommages potentiels des phénomènes sismiques. Anas Issa, doctorant, a effectué l’essai avec l’aide du professeur de génie mécanique Rudolf Seethaler.

« Ce projet m’a donné une belle occasion d’être exposé à des projets industriels et à l’industrie en général, et la chance de constater le lien entre la recherche effectuée en laboratoire et des applications concrètes » affirme Anas.

Il est reconnaissant de l’expérience qui lui a permis d’acquérir de nouvelles compétences techniques ainsi que des aptitudes pour la gestion de projet avancée et le travail d’équipe. « J’ai pu explorer d’autres domaines de l’ingénierie des structures en général et des barrages plus particulièrement, » explique Anas. « Cela a élargi mes horizons vers de nouveaux sujets et mes connaissances en général. »

Le professeur Shahria Alam de l’UBCO explique que la recherche était particulièrement intéressante parce qu’elle a jumelé l’université à un partenaire industriel.

« Le stagiaire de l’UBC, Anas, a été en contact avec des gens ayant différents champs d’expertise, » ajoute-t-il. « Notre échéancier était très serré, mais tout le monde a déployé des efforts pour réussir. Nous avons connu un franc succès. »

Cette recherche a ouvert la voie à de nouvelles possibilités, comme les partenariats actuels avec des entreprises internationales qui exigent une expertise pour déterminer les vulnérabilités sismiques et les mesures de rétroinstallation potentielles pour des barrages partout dans le monde.

Quant à Anas, il a déjà publié un document de conférence et travaille actuellement sur un article de journal. De plus, il fait des essais d’envergure sur des systèmes d’ancrage intelligents pour améliorer la performance sismique des structures aux termes de sa bourse postdoctorale à l’UBC en collaboration avec Polytechnique Montréal.

In 2017’s Phase 1, the company worked closely with Selkirk College students to develop 3D-printed models of a FortisBC dam on the Kootenay River and to evaluate the damage that could be caused if there were extreme sismic activity.

 


Mitacs remercie le gouvernement du Canada et le gouvernement de la Saskatchewan de leur soutien à l’égard du stage de recherche Accélération dans cet article. À l’échelle du Canada, le programme Accélération reçoit également le soutien d’Alberta Innovates, du gouvernement de la Colombie-Britannique, du gouvernement du Nouveau-Brunswick, du gouvernement de Terre-Neuve-et-Labrador, du gouvernement de la Nouvelle-Écosse, du gouvernement de l’Ontario, du gouvernement de l’Île-du-Prince-Édouard, du gouvernement du Québec et de Research Manitoba.