Technologie et sciences
Vous détestez ces nids-de-poule embêtants ? Vous n’aimerez pas ce qui s’en vient avec le changement climatique
Que vous conduisiez une voiture, que vous fassiez du vélo ou que vous vous promeniez simplement sur le trottoir, les nids-de-poule sont ennuyeux, dangereux et coûteux. Soyez donc prêt, car le dégel printanier commence dans une grande partie de l’Ontario, tout comme la saison des nids-de-poule.
Au fil des ans, les stations de la CBC ont raconté des centaines d’histoires sur les problèmes de nids-de-poule dans certaines régions de l’Ontario et du Canada. Selon l’Association canadienne des automobilistes, la détérioration rapide des routes coûte déjà aux Canadiens 3 milliards de dollars de plus en entretien des véhicules chaque année.
Nous devrions donc tous nous inquiéter des ravages que le changement climatique pourrait causer dans nos rues, les villes se préparant déjà à plus de nids-de-poule, de bosses, de fissures et d’ornières.
Heureusement, les ingénieurs ont travaillé pour développer de meilleurs matériaux, plus durables et plus durables, avec des innovations telles que l’asphalte auto-cicatrisant et les routes connectées à la technologie de l’intelligence artificielle (IA) qui peuvent aider à prédire où les fissures et les nids-de-poule se développeront.
Le Projet sur les changements climatiques dans les Grands Lacs est une initiative conjointe entre les stations ontariennes de CBC pour explorer les changements climatiques d’un point de vue provincial. Vous pouvez lire quelques-unes des histoires récentes du projet ici :
Les climats canadiens parfaits pour les nids-de-poule
Le Canada englobe de nombreux climats différents, mais il se trouve que bon nombre d’entre eux offrent déjà des conditions idéales pour les nids-de-poule au printemps.
« À tout moment [temperatures] commencer à osciller entre au-dessus de zéro et en dessous de zéro, surtout si ces changements sont importants, c’est essentiellement la saison des nids-de-poule », a déclaré Scott Berry, directeur des opérations des routes et de la circulation pour la ville de Kitchener.
« Que cela se produise en janvier comme une courte petite semaine au lieu d’être froid, ou que cela se produise pendant la saison traditionnelle des nids-de-poule de mars, avril et mai, c’est ce qui contribue de manière significative aux nids-de-poule sur les routes. »
La saison des nids de poule est bien entamée. C’est ainsi que les nids-de-poule sont créés et pourquoi ils se sentent pires certaines années que d’autres.
C’est ce qu’on appelle un cycle de gel-dégel, et de tels cycles sont courants partout au Canada, a déclaré Ali Nazemi, professeur agrégé de génie du bâtiment, civil et environnemental à l’Université Concordia à Montréal.
Le problème pour les routes survient lorsque l’eau s’infiltre dans la sous-couche sous la couche supérieure d’asphalte et subit des cycles de gel-dégel. L’eau est la seule substance non métallique connue qui se dilate lorsqu’elle est gelée, et elle exerce beaucoup de puissance lorsqu’elle le fait.
« Quand [water] se dilate, il commence à exercer une pression sur le sol et l’infrastructure… il fissure l’infrastructure », a déclaré Nazemi. « Puis, lorsqu’il est dégelé, les gouttelettes d’eau commencent à se déplacer vers les fissures qu’il a créées auparavant, puis un autre cycle de congélation se produit et le pore se dilate. »
Plus les cycles de gel-dégel se produisent, plus ces vides en expansion remplis de glace se forment sous la couche supérieure d’asphalte et plus ils grossissent.
« Si ce cycle se poursuit, cela augmente fondamentalement la vitesse de détérioration de l’infrastructure de manière assez significative », a déclaré Nazemi.
Lorsqu’il se réchauffe et que la glace fond, la couche supérieure d’asphalte n’est plus supportée. Lorsqu’un camion ou un autre véhicule lourd passe à cet endroit, l’asphalte peut céder, révélant le vide en dessous.
Et ainsi un nid-de-poule est né.
Les nids-de-poule pourraient-ils devenir un problème toute l’année ?
À l’aide de nouvelles techniques de modélisation et de données provenant de satellites de télédétection, Nazemi était l’auteur principal d’un article du Journal of Hydrology de 2021 et d’un article de Nature Scientific Reports de 2022 qui mettent en évidence certains impacts clés du changement climatique au Québec jusqu’alors ignorés. Il applique actuellement ces techniques à un modèle pancanadien.
Ses recherches suggèrent que les saisons de transition avant et après l’hiver s’allongeront, ce qui signifie plus de températures autour de zéro et plus de cycles de gel-dégel, menaçant les infrastructures à travers le pays.
C’est un problème pour les villes et ceux qui utilisent les routes, a déclaré Scott Berry, directeur des opérations de la ville de Kitchener, en Ontario.
« Si cela se produit, nous aurons une saison de nids-de-poule plus longue. Elle ne se limitera pas à mars, avril et mai. Vous pourriez voir la saison des nids-de-poule se propager jusqu’en février à un moment donné. »
Il existe de nombreuses autres façons dont le changement climatique affectera nos routes, a déclaré Hassan Baaj, professeur de génie civil à l’Université de Waterloo et directeur de son Centre de technologie des chaussées et des transports.
La chaleur extrême des étés signifie une augmentation de l’orniérage, où les dépressions de l’asphalte sont usées par les traces de pneus des véhicules lourds. L’augmentation des précipitations peut entraîner des inondations et endommager les routes, et une plus grande exposition au soleil dégrade l’asphalte et forme plus de fissures que l’eau peut infiltrer.
Bien sûr, la meilleure façon de prévenir des dommages supplémentaires à nos routes est de réduire les émissions. Mais puisque nous nous sommes déjà engagés sur plusieurs décennies de réchauffement, les chercheurs cherchent des moyens d’atténuer les dégâts.
Il y a en fait de l’asphalte « auto-cicatrisant »
Les chercheurs ont depuis longtemps trouvé des moyens de produire un « meilleur » asphalte, a déclaré Baaj, notamment en modifiant le mélange pour rendre l’asphalte plus résistant, plus facile à produire, nécessitant moins d’entretien ou même auto-salant.
« Nous travaillons au développement d’enrobés performants et résistants aux différents modes de dégradation des chaussées.
Ces dernières années, l’ingénierie durable a été le nom du jeu. Cela signifie que les innovations que les ingénieurs explorent doivent être durables et respectueuses de l’environnement.
À titre d’exemple, Baaj a cité l’asphalte « auto-cicatrisant », qui s’inspire de la biologie du corps humain.
Il existe de nombreuses façons de le faire. L’une consiste à injecter des bactéries dans l’asphalte. Lorsqu’elles sont exposées à l’eau, les bactéries produisent du carbonate de calcium, scellant les fissures avec du calcaire.
Il y a aussi l’asphalte intelligent – des routes alimentées par l’intelligence artificielle qui aident à prévoir et à détecter les fissures bien avant qu’elles ne puissent être détectées à la surface, ce qui rend les réparations moins chères, plus faciles, plus rapides et plus efficaces.
« Nous avons différents instruments qui sont intégrés dans les différentes couches de la chaussée [and] transmetteurs qui recueilleront les données et les enverront à notre équipe de l’Université de Waterloo pour être analysées, à l’aide d’algorithmes que nous créerons à l’aide de l’intelligence artificielle », a déclaré Baaj.
« Lorsque nous voyons des modèles, lorsque nous voyons des choses se produire comme des contraintes élevées, etc., nous serions en mesure de relier ces événements qui se produisent dans la chaussée et les événements futurs qui se produiront plus tard, comme des fissures qui apparaîtront. »
Des recherches sont également en cours pour trouver des alternatives plus respectueuses de l’environnement et du climat à l’asphalte traditionnel, qui utilise le bitume produit du pétrole brut comme liant et est connu pour libérer des polluants atmosphériques nocifs pendant des années après sa pose.
À Thunder Bay, dans le nord-ouest de l’Ontario, et dans quelques autres villes canadiennes, un projet pilote est en cours pour étudier la substitution partielle d’un liant alternatif appelé lignine, un polymère végétal et des déchets abondants des papeteries.
Baaj travaille également sur le recyclage de l’ancienne chaussée pour créer un nouvel asphalte plus résistant tout en évitant que les anciens matériaux ne se perdent. Il a dit que c’était plus complexe que vous ne le pensiez, mais que cela en valait la peine.
« Si nous utilisons des matériaux recyclés de manière appropriée, nous construirons des routes résilientes qui seront aussi bonnes ou meilleures que celles qui n’utilisent pas de matériaux recyclés. Je ne crée donc pas de problème pour les générations futures. . Mes successeurs devront s’en occuper. Mes enfants devront s’en occuper.
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