Laboratoire hydraulique environnemental

Situé dans le Parc technologique du Québec métropolitain, le canal hydraulique mesure 120 m de long, 5 m de large et 5 m de profondeur. Il est semi-enterré de 4 m avec 1 m au-dessus du sol. Les vagues simulées peuvent atteindre la hauteur des murs du canal et peuvent être produites pour des profondeurs d’eau comprises entre 2,5 et 3,5 m et des périodes de vague entre 3 et 10 secondes.

En plus d’une passerelle mobile, d’un portique de levage et d’une série de porte-équipements, le canal hydraulique est muni :

• d’un batteur à houle
• d’un système de vidange et de remplissage connecté à un réservoir de 3500 m³
• d’un système bidirectionnel de circulation d’eau
• d’équipements de mesure (courant, turbidité, niveau d’eau, topographie, etc.)

Systèmes d’acquisition de données 

14 systèmes CompactRIO de National Instrument possédant chacun 256 entrées analogiques. Ceux-ci possèdent 8 modules échantillonnés à 250 kHz chacun. Ces modules regroupent 32 canaux chacun. Ils sont situés à 5 m d’intervalle le long du canal à partir d’une distance de 45 m du générateur de vagues.  

Mesure du courant

• Profileurs de courant à effet Doppler (ADCP), vélocimètres acoustiques à effet Doppler (ADV)

Mesure de la turbidité

• Capteurs à rétrodiffusion optique (OBS), mesures acoustiques

Niveau d’eau

• Mesures acoustiques, capacitance, laser de niveau d’eau

Topographie et bathymétrie 

• Sondeurs multifaisceaux et monofaisceau, station totale, scanner laser, GPS

Caméras 

• Caméras sous-marines, caméras infrarouges, GoPro, systèmes de caméras intégrées

Le LHE dispose également d’une série d’autres capteurs pour mesurer la pression, la force, etc. Le système actuel est conçu pour être flexible en fonction des besoins des projets.

L’Institut national de la recherche scientifique (INRS) abrite aussi un canal hydraulique de plus petite dimension doté d’un batteur à vague asservi par commande numérique. Ce canal est parfois utilisé pour la mise à l’échelle en amont du grand canal hydraulique. Sa configuration permet d’y incorporer plusieurs appareils de mesure de même type que ceux utilisés dans le grand canal hydraulique.

Le Laboratoire hydraulique environnemental (LHE) offre ses services auprès des autres universités, de l’industrie et des gouvernements dans les thèmes de recherche suivants (voir aussi l’onglet Applications). 

Dynamique des fluides

• Physique des fluides
• Mélange des fluides
• Écoulement multiphases
• Méthodes numériques

Océanographie et sciences de l’atmosphère

• Physique des vagues
• Physique du vent
• Interactions atmosphère-océan
• Vagues générées par le vent et les marées
• Processus côtiers induits par le vent
• Transport de glace par les vagues et le vent
• Prévision de tempêtes
• Vagues extrêmes
• Hydrodynamique d’explosions sous-marines
• Modélisation du climat

Processus côtiers

• Érosion côtière
• Hydrodynamique littorale
• Prévision des risques naturels
• Onde de tempête et inondation
• Jet de rive et débordement
• Transport de sédiments
• Interactions vague-sédiment
• Courants et interactions
• Affouillement
• Dune hydraulique
• Infrastructures côtières

Comportement des structures

• Structures en mer
• Végétation marine
• Structures particulières (ex. : véhicules sous-marins)
• Interactions fluide-structure
• Forces et impact sur les structures
• Écoulement de débris (glace, bois, objets)
• Structures flexibles
• Dynamique structurale
• Hydro et aéro-élasticité
• Contrôle des vibrations

Énergie renouvelable

• Houlomotrice
• Éolienne
• Marémotrice
• Solaire en mer
• Biomimétique

Le Laboratoire hydraulique environnemental (LHE) offre un riche potentiel d’applications. Il peut par exemple :

• modéliser le profil d’équilibre des plages pour la stabilisation des littoraux
• modéliser la sédimentation dans les ports et les marinas pour planifier le dragage ou contrôler la dérive sédimentaire
• étudier l’interaction des courants et vagues sur les structures côtières et en mer
• modéliser les phénomènes de dépassement et de débordement dus à la hausse du niveau marin sur les littoraux canadiens
• simuler l’effet des marées sur les aménagements portuaires
• simuler l’effet des glaces sur des rives en présence de houle et de courants
• modéliser la diffusion des polluants dans des systèmes hydrauliques complexes
• concevoir des aménagements ou solutions douces de protection des côtes

Cette infrastructure de 13,5 M $ a été financée par Industrie Canada et le gouvernement du Québec dans le cadre du Programme d’infrastructure du savoir.