Le monde entier est de plus en plus sensibilisé quant à la nécessité de protéger les générations futures contre les risques environnementaux posés par nos activités industrielles d’aujourd’hui. Sur un site profondément enfoui sous le substrat rocheux de la Suède septentrionale, WSP a pu mettre son expertise à contribution pour l’élimination sécuritaire des déchets résiduels d’une fonderie dans un dépôt conçu pour durer 3 000 ans.
Ce site d’élimination des résidus de la fonderie est creusé dans la roche cristalline, à une profondeur de 350 mètres (1 150 pieds) sous le niveau de la mer. Un tunnel d’accès en spirale permet d’atteindre le dépôt à partir de la surface. C’est à cette profondeur que doivent être construites neuf cavernes, d’une largeur de 18 mètres et d’une hauteur de 15 mètres (60 pieds de large et 50 pieds de haut), pour une longueur totale de 1 500 mètres (4 920 pieds). Ces cavernes accueilleront les résidus.
L’importance de comprendre les fractures dans la roche pour assurer une élimination sécuritaire des résidus
Une des étapes déterminantes dans l’élimination sécuritaire des résidus est la compréhension des effets de l’écoulement souterrain à travers les fractures naturelles du substrat rocheux et de la façon dont ce phénomène a le potentiel de répandre des matières dangereuses dans la biosphère.
Pour prévenir ces risques, les réglementations environnementales exigent que le propriétaire mène une étude sur le sujet et conçoive un dépôt où l’écoulement souterrain se conforme à un débit maximum déterminé.
Pour satisfaire à ces exigences, le propriétaire de l’installation a fait appel à l’expertise de WSP en matière d’hydrogéologie et d’analyse des fractures. Le rôle de WSP consistait à mesurer la capacité des fractures de la roche à filtrer l’eau souterraine en fonction de facteurs comme la morphologie des fractures et la façon dont elles sont reliées les unes aux autres.
La première étape pour WSP a été de mettre à profit son logiciel exclusif FracManMD pour traiter des données cartographiques des carottes et des renseignements sur les essais de pompage effectués dans les forages existants. Ces données ont ensuite servi à créer un modèle hydrogéologique calibré du réseau de fractures discrètes permettant de prévoir l’écoulement des eaux souterraines à travers le substrat rocheux du dépôt.
Nous devions composer avec une faible quantité de données cartographiques sur les traces de fractures pour estimer la taille et la répartition de celles-ci dans la roche. À son tour, cette contrainte réduisait la capacité de l’équipe à estimer la connectivité des fractures, ce qui a entraîné un besoin de données plus précises et plus fiables.
WSP s’est mise à la recherche d’une façon d’intégrer des observations directes pour permettre à son client de confirmer les résultats du modèle FracMaMD® en situation réelle. La seule façon d’y parvenir était d’analyser la roche sur place à partir de l’intérieur des tunnels. Nous devions parvenir à recueillir cette information tout en respectant une exigence critique, celle de ne pas nuire aux travaux de construction en cours dans les tunnels.
Cette demande faisait en sorte que nous devions recueillir les données très rapidement, sur une très courte période, soit entre le moment où un tronçon du tunnel était excavé et la roche excédentaire retirée, et le moment où les équipes de construction ont commencé à installer des poutres de soutien en acier pour améliorer la stabilité et à couvrir les murs avec du béton projeté.
La photogrammétrie fournit les données requises tout en réduisant les interruptions au minimum.
WSP a fait appel à son expertise en photogrammétrie pour mettre au point des modèles tridimensionnels (3D) des tunnels d’une grande précision spatiale à partir desquels les fractures pouvaient directement être mesurées.
Pour ce faire, WSP a mis au point une méthodologie propre au site et a fourni à l’entrepreneur en excavation l’équipement nécessaire pour recueillir rapidement les données d’imagerie exigées. Environ 10 000 images de haute qualité ont été prises pour modéliser le tunnel d’accès de 300 mètres menant à l’emplacement du dépôt.
Nous avons créé des modèles photogrammétriques 3D de façon continue pendant les travaux d’excavation, ce qui a permis de rassembler des données 3D à haute définition pouvant servir de dossier numérique permanent pour un usage futur, même une fois que les murs du tunnel sont cachés par des structures de soutien, du béton projeté et des câbles.
De même, la cartographie des traces de fractures a été exécutée en continu, à mesure que les modèles 3D devenaient disponibles, et ce travail servira à mettre à jour le modèle du réseau de fractures discrètes généré par FracMan® afin de faciliter l’estimation de l’écoulement souterrain dans le dépôt.
Étant donné la taille du projet et les exigences en matière de gestion des données, WSP a fait affaire avec une entreprise de développement logiciel afin d’adapter la technologie offerte par ce fournisseur pour répondre aux besoins du client.
En conclusion, WSP a mis au point un système fonctionnel permettant de réaliser des projets de photogrammétrie à grande échelle dans les tunnels qui comprend notamment des processus de cartographie continue de la géologie et des discontinuités à distance. Ce système fournit une image rapide, complète et détaillée des fractures du substrat rocheux. Notre méthodologie a répondu aux exigences du client sur le plan de la documentation des cavernes excavées, ce qui justifiait la nécessité de prévoir l’élimination à long terme et sécuritaire des déchets résiduels.
* Ce travail a été effectué par des professionnels de Golder qui se sont joints à WSP dans le cadre d'une acquisition réalisée en 2021.
