Laboratoire hydraulique environnemental

Unique en Amérique du Nord, le Laboratoire hydraulique environnemental (LHE) permet de simuler les houles, la marée et les courants de grand débit afin de développer des approches durables de gestion du littoral pour contrer l’érosion engendrée par les changements climatiques.

L’infrastructure possède un canal hydraulique multifonctionnel de grande dimension – avec 120 m de long, 5 m de large et 5 m de profondeur – capable de simuler vagues de grande amplitude et des tsunamis causés par des glissements de terrain ou des tremblements de terre.

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 m 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.)

 

Représentation à échelle réduite d’un canal hydraulique

Systèmes d’acquisition de données 

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

 

Mesure du courant

2 Mini-ADP 3 MHz de Sontek

2 Aquadopp HR 2 MHz de Nortek

10 ADV Vectrino de Nortek

3 ADV Vectrino II de Nortek

 

Mesure de turbidité

24 OBS 3+

 

Sondes de niveaux d’eau

18 WG-55 de RBR-Global

 

Topographie et bathymétrie 

1 sonar multifaisceaux 675 kHz de Imagenex (modèle Delta T 837B)

1 sonar multifaisceaux d’imagerie numérique 260 kHz de Imagenex (modèle 965)

 

Caméras 

  • 1 Deep Sea Multi Sea Cam (sous-marine)
  • 2 Deep Sea Seasnake SS-30C (sous-marine)
  • 1 Deep Sea Multi Sea Lite (sous-marine)
  • 2 caméras de sécurité HD mobiles
  • 1 caméra de sécurité sans fil
  • 1 caméra de sécurité HD fixe

 

70 jauges de contraintes

  • Capteur de pression barométrique : 1 RM Young

 

Capteurs de pression

  • 5 capteurs Kistler, modèle 4073A50 (pression maximale de 12 500 kPa)
  • 22 capteurs PCB, modèle 113B26 (pression maximale de 6895 kPa)
  • 25 capteurs UNIK5000 de GE

 

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. En savoir plus

 

Vagues avec vue sur le canal

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

 

Thèmes de recherche

  • 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

 

Vagues avec vue le rocher

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

 

Générateur de vagues

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.

Personnes-ressources

Damien Pham Van Bang
Professeur et coresponsable scientifique
Téléphone : 418 654-2590
Courriel : damien.pham_van_bang@ete.inrs.ca

Jacob Stolle
Professeur et coresponsable scientifique
Téléphone : 418 654-3115
Courriel : jacob.stolle@ete.inrs.ca

Dominik Lapierre
Agent de recherche
Téléphone : 418 654-3728
Courriel : dominik.lapierre@ete.inrs.ca

Raky Rezgui
Technicien de recherche
Téléphone : 418 654-2684
Courriel : raky.rezgui@ete.inrs.ca

Carole Parent
Conseillère partenariats-valorisation
Téléphone : 418 654-2531
Courriel : carole.parent@ete.inrs.ca

Laboratoire hydraulique environnemental (LHE)

Institut national de la recherche scientifique

Laboratoires pour l’innovation scientifique et technologique en environnement (LISTE)

Centre Eau Terre Environnement

Parc technologique du Québec métropolitain

2605, boul. du Parc-Technologique

Québec (Québec)  G1P 4S5

Canada

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Site Web du LHE