Partie 3
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1. E20338ASimard rap02 f INTRODUCTION La firme Andr Simard et associ s a mandat EXPERTS ENVIROCONSEIL INC EED pour l assister dans le dossier concernant l agrandissement du lieu d enfouissement technique LET de Matane Andr Simard et associ s a con u l agrandissement du site et le mandat de EEI tait d valuer les quantit s d eau apport es par les eaux souterraines et devant tre capt es par le syst me de drainage Le LET de Matane est situ tout pr s de Matane plus exactement l ouest du site d enfouissement actuel Une fois termin il aura une superficie totale d environ 20 hectares pour une dur e de vie de 50 ans Le site sera construit dans un sol sableux mais aura pour fondation une importante assise d argile puis la roche de fond Des murs imperm ables de sol bentonite ceintureront le site afin d assurer que les eaux de lixiviat demeureront l int rieur de l enceinte du site Ces murs imperm ables seront construits jusqu au niveau de l argile Un syst me de drainage sous les d chets permettra de capter toutes les eaux potentiellement contamin es pour les achemin es gravitairement vers la station d puration municipale E20338ASimard rap02 2 OBJECTIFS DE LA MOD LISATION La mod lisation num rique du LET de Matane a comme principal objectif de mieux valuer les d bits qui seront intercept s par le syst me de drainage et aussi permettre une meilleure gestion2. tre pos es pour arriver ces valeurs Ainsi l hypoth se pos e quant la charge hydrostatique dans le roc devra tre v rifi e avant de faire la conception finale En effet au nord du site si on consid re une charge de 60 m comme tant celle du roc on observe une charge moyenne dans l aquif re de 60 m galement ce qui veut dire qu il wy a pas ce niveau d change d eau entre le sable et le roc via l argile Si la charge dans le roc est sup rieure celle dans le sable on observera alors un coulement vers le haut E20338ASimard rap02
3. eau souterraine dans un aquif re Il utilise la m thode des diff rences finies pour la solution des quations repr sentant les ph nom nes d hydraulique souterraine C est un logiciel qui fonctionne en 2 dimensions et qui permet la repr sentation des conditions d coulement en r gime permanent Le mod le FLOWPATH utilise une solution centr e sur les blocs Les propri t s de l aquif re conductivit hydraulique porosit paisseur l vation sont d finies pour chaque bloc et peuvent tre variables d un bloc l autre Plus de d tails sur le mod le FLOWPATH sont pr sent s dans le manuel d utilisation E20338ASimard rap02 4 MOD LE CONCEPTUEL ET MOD LE MATH MATIQUE 4 1 Carte pi zom trique actuelle Avant de proc der la simulation du LET de Matane il fallait d abord tracer la carte pi zom trique actuelle du secteur l tude Pour obtenir la carte pi zom trique le logiciel SURFER a t utilis avec les donn es mesur es Ce logiciel permet de tracer les quipotentielles lignes ayant la m me pression hydrostatique sur un site Nous avons donc utilis les donn es de hauteur d eau dans les forages en date du 30 novembre 2001 Le tableau 1 pr sente les coordonn es en x et en y des forages de m me que la hauteur du niveau de l eau Tous les forages du site n ont pu tre utilis s pour tracer les quipotentielles parce que la cr pine de la majorit d entre eux
4. num rique Les coordonn es des mailles utilis es sont pr sent es l annexe 1 43 Propri t s de l aquif re Pour conna tre les propri t s de l aquif re des forages ont t r alis s par les firmes G ni Environnement et Technisol Leurs rapports ont montr que l aquif re tait essentiellement constitu de sable Deux mesures de perm abilit dans le sable ont t r alis es par la firme G ni Environnement Ils ont obtenu des valeurs de 2 56 x 10 cm s et 1 07 x 10 cm s ce qui repr sente une valeur moyenne de 6 63 x 10 cm s La valeur retenue pour les fins de la mod lisation est de 5 8 x 10 cm s Elle a t fix e lors de la calibration du mod le Pour conna tre la r partition des d p ts meubles dans le secteur du site nous nous sommes procur s la carte des d p ts de surface du minist re des Ressources naturelles du Qu bec Une partie de cette carte a t digitalis e et est pr sent e la figure 2 Comme on peut le voir sur la carte au droit du site on retrouve principalement un d p t de sable On retrouve aussi une mince bande d alluvions anciennes au pied du talus Au nord de ce talus on retrouve une bande d argile Cette bande d argile a donc constitu une condition limite Une coupe stratigraphique a t r alis e sur la largeur du site afin de visualiser l volution de l aquif re du nord au sud La coupe obtenue est pr sent e la figure 3 De fa on g n rale
5. sent autour du site actuel Or on sait que ce mur influence la circulation des eaux souterraines De m me la pr sence du foss le long du site actuel n a pas pu tre consid r e par Surfer Enfin Surfer ne tient pas compte des variations de l paisseur de l aquif re sur la zone d tude Tableau 2 COMPARAISON ENTRE LES VALEURS OBSERV ES DANS LES PUITS ET LES VALEURS CALCUL ES Forages Valeurs Fe Ti calcul es e a Saa i 63 71 69 20 E20338ASimard rap02 g 2 gt N PA PA N JI W 7 K SN ii MH tl m Pr par pour Andr Simard et Associ s Pr par por L il N DE x 2 X LL n gt lt W ENVIROCONSEIL N 3930 boul Hamet ouest Qu bec bureou 208 GIP 242 T l 418 877 2969 T l c 418 877 1469 Titre du projet Lieu d enfouissement technique de Matane Titre du dessin z Equipotentielles m calcul es avec Flowpath Calibration sans le mur du L E T Projet no 20338 01 Figure no F VRIER 2002 Date 2018 02 18 Tableau 3 22 15 64 87 36 68 Le tableau 4 pr sente le bilan hydrique au futur LET en consid rant l infiltration par les pr cipitations les pertes par le fond du LET les pertes travers les murs du LET et l eau qui passera travers les drains Tab
6. tude hydrog ologique EXPERTS ENVIRO CONSEIL INC 2002 EXPERTS ETN ENVIROCONSEIL INC VALUATION DES CONDITIONS HYDROG OLOGIQUES ACTUELLES ET FUTURES AU FUTUR LET DE MATANE RAPPORT FINAL ANDR SIMARD ET ASSOCI S EXPERTS ENVIROCONSEIL INC 2320 rue De Celles Qu bec Qu bec G2C 1X8 Dossier n E 20338 Avril 2002 Rapportn 2 uuuL U E20338ASimard rap02 RAPPORT FINAL VALUATION DES CONDITIONS HYDROG OLOGIQUES ACTUELLES ET FUTURES Pr par par V rifi par E20338ASimard rap02 AU FUTUR LET DE MATANE lus Amos Ann Lamontagne ing Ph D Charg e de projet EXPERTS ENVIROCONSEIL INC Denis Isabel ing Ph D Pr sident EXPERTS ENVIROCONSEIL INC TABLE DES MATI RES Page 1 INTRODUCTION n anne re nee alka 1 2 OBJECTIFS DE LA MODELISATION 2 3 DESCRIPTION DU PROGRAMME FLOWPATR nn 3 4 MODELE CONCEPTUEL ET MODELE MATHEMATIQUE 4 4 1 Carte pi zom trique actuelle sise 4 4 2 Matllag aaa qS ua in E NEN A eE 6 4 3 Propri t s de FAQUE T en ed en een ne UN 6 4 4 Conditions MIES uuu p aaa edal AER aqa Q 10 4 5 Recharge E a a kun aaa D aS uakis E aie 10 4 6 Rivi res foss s et murs existants sisi 10
7. des eaux de lixiviat et des eaux non contamin es durant les 50 ann es d op ration du site La mod lisation num rique permet de reproduire des conditions de terrain l aide d un mod le math matique puis faire des pr dictions long terme Ce rapport pr sente d abord les conditions hydrog ologiques actuelles compte tenu des forages qui ont t r alis s par les firmes G ni Environnement et Technisol en 2001 Un total de 15 forages a t r alis Ces forages ont t am nag s en puits d observation et des mesures de profondeur de la nappe d eau souterraine ont t r alis es p riodiquement De plus une description visuelle des sols a t r alis e dans le but de bien identifier les diff rentes couches jusqu au roc Ce rapport pr sente ensuite le mod le math matique utilis pour faire les simulations des conditions futures C est le mod le math matique FLOWPATH version 5 qui a t utilis Ce mod le a t calibr en se basant sur les conditions actuelles Une fois le mod le math matique calibr des extrapolations ont t r alis es dans le but de conna tre l influence de l enceinte du site sur l hydrog ologie locale puis dans le but de conna tre les d bits d infiltration travers les murs et par le fond du site futur E20338ASimard rap02 3 DESCRIPTION DU PROGRAMME FLOWPATH FLOWPATH est un logiciel simple d utilisation qui permet de simuler l coulement de l
8. l 418 gt B77 2969 T l c 418 877 1469 F VRIER 2002 3930 boul Hamel ouest Qu bec bureau 208 GIP 2J2 chelle 1 10000 Lieu d enfouissement technique de Matane y Q oO O a O lt O G E o D x TD C lt Titre du projet Titre du dessin Pr par pour Pr par por s N gt s A Pa I L P pue a N S oF 4 ou Er L EN Fe y 4 i ET PA f i j 4 Lee i ONE BB f 4 L LI Les 1 j Fa EA Z SF ae gt 14 d O an H H W A CH ne i lt j PIRE re A f LAA N r I Nu N 4 a H A j O s P O k Z DOTE Hi _ i NV OT DE LE s MAT EU 1018 0e 42 Maillage Tel que mentionn la zone mod lis e repr sentait une superficie de 1 500 m x 1 500 m Cette superficie a d tre d coup e en mailles dans le but de mod liser la zone Le nombre de maille et leur dimension tait fonction de la pr cision requise Le mur entourant le site a une paisseur de 1 m tre Les mailles au droit du mur devaient donc tre tr s serr es Les mailles de plus grandes dimensions taient de 50 m tres et taient situ es tout autour du domaine Au niveau des murs les mailles avaient une largeur de 30 cm et augmentaient par la suite de fa on progressive dans le but de ne pas cr er d instabilit
9. no AGV 1 10 000 20338 01 V rif Date Figure not 20338F 08 12 47 Calibration Avant de simuler la pr sence du futur LET il a fallu proc der la calibration du mod le Les conditions limites ont t fix es tout autour du site les propri t s de l aquif re ont t d finies et la recharge fix e Les cours d eau qui interceptait le site ont t identifi s et une simulation a t effectu e Les puits d observation existants sur le site ont t utilis s pour guider la calibration Certains param tres ont t ajust s jusqu l obtention d une correspondance le plus exact possible entre les valeurs observ es dans les puits d observation et les valeurs calcul es aux m mes points Les param tres ayant t ajust s sont La recharge la conductivit hydraulique du sable Ja conductance du lit des cours d eau la profondeur du foss situ le long du site d enfouissement actuel 48 Propri t s du mur de sol bentonite Le LET sera ceintur par un mur imperm able d un m lange de sol et de bentonite L paisseur du mur sera de 1 m tre et il aura une profondeur variable tout au long de son parcours Selon les normes en vigueur le mur doit traverser l paisseur de l aquif re de sable et p n trer jusqu un m tre sous le niveau de l argile Au LET de Matane ce mur atteindra la couche de silt argileux qui poss de la conductivit hydraulique requise pour s
10. 338 01 3930 boul Hamel ouest Qu bec bureau 208 GIP 2Je T l 418 877 0969 T l c 418 877 O gt keJ c Ce O en D O An J O Y am o gt d Andr Simard Titre du projet Titre du dessin Pr par pour Pr par par Figure no F VRIER 2002 0388802 CISA 5 R SULTATS 5 1 Calibration La premi re tape constituait calibrer le mod le Le tableau 2 pr sente les r sultats compar s de la charge calcul e avec le mod le et de la charge mesur e sur le terrain La relation entre les valeurs mesur es et les valeurs calcul es est montr e la figure 7 Le coefficient de corr lation est de 93 ce qui est satisfaisant compte tenu des hypoth ses dont il a fallu tenir compte La figure 8 montre la distribution des quipotentielles obtenues en ne consid rant pas la pr sence du mur On observe que les quipotentielles sont assez diff rentes par rapport celles trac es avec Surfer Dans Surfer les valeurs d entr es taient des valeurs r parties sur le site de m me que des valeurs dans des cours d eau Dans Flowpath le nombre de valeurs tait beaucoup plus lev et plusieurs taient situ es la limite de la zone mod lis e De plus le logiciel Surfer ne permet pas de simuler la pr sence du mur tanche pr
11. 4 7 Cali biata Sulu n n SS Q a l aq il kaq u S ha Su 1 12 48 Propri t s du mur de sol bentonitte u 12 49 Position des drains aere u u u S a an sto Su SSS Aa a tds 13 5 RESULTATS SS ana misanak Sah ASS yqa ankaqa te Saga usan sN 15 5 1 Cahbrati ff2a n ua l qq qa Sa a n dE dune uqu sa Aka qaa serie idees 15 5 2 Influence des murs et des drains 16 6 CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS 20 LISTE DES FIGURES Figure 1 quipotentielles m calcul es avec Surfer conditions initiales Figure 2 D p ts meubles Figure 3 Coupe stratigraphique Figure 4 Extrapolation de la charge hydraulique au niveau du roc Figure 5 Localisation des rivi res foss s et murs existants Figure 6 Localisation des drains Figure 7 Corr lation entre les valeurs mesur es dans les puits et les valeurs calcul es avec le mod le Figure 8 quipotentielles m calcul es avec Flowpath calibration dans le mur Figure 9 quipotentielles m calcul es avec Flowpath pr sence des trois drains LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 Coordonn es des forages et niveau de l eau souterraine le 30 novembre 2001 Tableau 2 Comparaison entre les valeurs observ es dans les puits et les valeurs calcul es LISTE DES ANNEXES Annexe 1 Param tres d entr e dans Flowpath
12. 8 0c Gr ce la pr sence des pi zom tres dans le sol on a pu identifier que l aquif re de sable tait fuyant C est dire qu une certaine quantit d eau de l aquif re fuit travers l argile puis vers le roc dans certaines circonstances ou l inverse Plusieurs cr pines ont t install es dans l argile mais aucune dans le roc Pour estimer la charge hydraulique dans le roc nous avons extrapol celles dans l argile jusqu au niveau du roc Un graphique a t trac et a mis en relation l altitude des cr pines install es dans l argile en fonction de la charge hydraulique mesur e figure 4 Les points obtenus ont permis de tracer une enveloppe qui a t extrapol e au niveau de la profondeur du roc Une charge moyenne de 60 m tres a t identifi e comme tant probablement celle pr sente dans le roc Cette valeur constitue une hypoth se qui sera importante valider lors du dimensionnement final Ta O Figure 4 Extrapolation de la charge hydraulique au niveau du roc E20338ASimard rap02 10 Le mod le FLOWPATH ne permet pas de simuler directement un aquif re fuyant Pour simuler ce type d aquif re il a fallu d couper la zone mod lis e en 36 aires couvrant ainsi la superficie de la zone mod lis e Pour chacune des aires nous avons valu la charge hydraulique moyenne dans l aquif re qui a t soustraite de la charge dans le roc Cette valeur a
13. ensuite t multipli e par la conductance de l argile et la valeur obtenue correspondait la quantit d eau chang e travers l argile Cette valeur a par la suite t soustraite ou ajout e de la valeur de la recharge Pour les calculs nous avons consid r que l argile tait d paisseur constante sur la zone mod lis e et avait une perm abilit moyenne de 10 cm s On retrouve le d tail des donn es utilis es l annexe 1 44 Conditions limites Les conditions limites devant tre introduites dans le mod le ont t fix es d apr s les valeurs obtenues de la carte pi zom trique SURFER Pour ce faire le maillage a t superpos la carte pi zom trique et vis vis chacun des l ments limites les conditions de charge ont t interpol es On retrouve l annexe 1 le d tail des conditions limites introduites dans le mod le 4 5 Recharge La recharge a t estim e en se basant sur les donn es fournies par Andr Simard et associ s et ajust e en fonction des r sultats obtenus de la calibration Une recharge de 7 x 10 m d 256 mm an d infiltration a t utilis e pour faire les simulations dans le tiers sud de la zone mod lis e et une recharge de 6 x 10 m d 219 mm an d infiltration a t utilis e pour les deux tiers nord Tel qu expliqu la section 4 3 cette recharge a ensuite t modifi e pour tenir compte de l effet de l aquif re fuyant c est ce qui expliq
14. ervir de confinement C est ce qui a t simul dans le mod le FLOWPATH La conductivit hydraulique du mur est de 5 8 x 10 cm s 0 5 m d Puisque FLOWPATH utilise un maillage orthogonal la partie du mur qui n tait pas angle droit a t simul e comme tant un zigzag et une perm abilit effective quivalente a t calcul e E20338ASimard rap02 ere 4 9 Position des drains Trois drains ont t simul s l aide du mod le FLOWPATH gr ce une fonction pr vue cet effet Le premier drain a t install une altitude de 60 m tres partir de la paroi du mur dans l axe nord sud Ce drain a une longueur de 330 m tres et couvre une bonne partie de la largeur du site Ce drain devra servir normalement intercepter les eaux de lixiviat en provenance des premi res cellules qui seront construites du nord vers le sud raison d une cellule de 50m x 90 m par an ainsi qu une minime quantit d eau non contamin e qui correspond la surface de la demi distance entre le deuxi me drain install 50 m du premier Ce deuxi me drain interceptera uniquement des eaux d infiltration non contamin es Un troisi me drain a t simul Ce drain a t plac perpendiculairement aux deux autres le long du mur du c t nord La figure 6 montre la position des drains E20338ASimard rap02 1469 et Associ s EXPERTS ENVIROCONSEIL de Matane Localisation des drains Projet no 20
15. l aquif re a une paisseur de 3 m tres au niveau du forage F 2 et augmente progressivement jusqu une paisseur de 12 m tres au niveau du forage F 3 partir de cette coupe topographique et en se basant sur l l vation du terrain naturel et sur la carte des d p ts de surface nous avons pu tablir la profondeur de l aquif re sur l ensemble de la zone mod lis e E20338ASimard rap02 z 10u aun jy 10 8E 02 ou afoud 2002 SOW 13400 aunny 18113423 8034388802 s jqn w slod q IUSSap NP BAIL eueJeN ep enbiuy9e ju ul ssinoju p na afoud NE au3 l 691 448 Alp DAIL 6962 Z8 81p 91 are di 802 noaJnq aaqany 4sano jawo noq OE6E ONI TASNODOYIANA SLH3dX3 140d guvdaud s loossv PIELUIS 91puy inod 4od Jg eJ21qino 030 8110190 6 01d D 8p pd puo ep suooi S u8991 SUOIAN ID aly Su l9uD SuoOIAnjD upy 61p JOW xnDJoUjl 3j9lIA036 e qps ISW apua637 S ZOO SJIEW zou 61n6I4 82 LO 8 0Z eunany ADY ou jefouq 818493 ulsseq nbiudei6B6i ens dnoo UISS6P np 81 L ouejeN ep nbiuuo ju uu ssinoju p nel efoud np L 89rl 129 OLY IMPL 606z 118 BLV PI ZIZ dt 002 nzemq ooq9nD 39900 IureH Inoq OEBE ONI I3SNOOO3IAN3 S1LH34X3 ued eJed q S9ID0SSVY 1 pews 91puY unod esedeig auleUSNos nea p NESAIU epuebe Is F 101
16. leau 4 e VALUATION DU BILAN HYDRIQUE DU LET 1 3 7 z ne Se md _ 7 Q 169 1 Perteparlefond ES 27 5 3 3 Sortie par les drains Z o o 123 7 On remarque au tableau 4 que le bilan d eau sur le LET n est pas nul La somme des d bits qui entrent dans le site est sup rieure celle des d bits qui sortent Malheureusement le logiciel utilis ne donne pas directement plusieurs de ces l ments du bilan Il a donc fallu calculer manuellement ceux ci sur un maillage beaucoup plus large et avec certaines hypoth ses simplificatrices qui expliquent l impr cision de ces valuations E20338ASimard rap02 y NPC C D N 7 20338F 06 L gende Pr par pour Andr Simard et Associ s Pr par par EXPERTS ENVIROCONSEIL INC 3930 boul Hamel ouest Qu bec bureau 208 GIP 2J2 T l 418 877 2969 T l c 4182 877 1469 Titre du projet Lieu d enfouissement technique de Matane Titre du dessin quipotentielles m calcul es avec Flowpath chelle Projet no 1 10 000 20338 01 Date Figure no F VRIER 2002 9 20 6 CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS L utilisation du mod le num rique FLOWPATH a permis d valuer les d bits qui seraient capt s par les drains tels qu ils ont t plac s sur le site Plusieurs hypoth ses ont cependant d
17. tait situ e au niveau de l argile ce qui ne repr sente pas la charge hydraulique au niveau du sable situ au dessus Seuls les forages pr sent s au tableau 1 ont t utilis s Tableau 1 FORAGES ET NIVEAU LE 30 NOVEMBRE 2001 COORDONN ES DES DE L EAU SOUTERRAINE Forages Eau souterraine Eau souterraine Coordonn e _ Coordonn e i Profondeur H l vation Xe X En utilisant uniquement les donn es de niveau d eau dans les puits situ s sur le site la carte trac e avec SURFER ne couvrait que la superficie du site Or la zone mod lis e devait couvrir une superficie suffisante pour tre repr sentative tant donn que l aquif re est un sable et qu il est donc tr s perm able on peut supposer que la nappe fait r surgence dans le fond des cours d eau tout autour du site Des points de contr le suppl mentaires ont donc t ajout s dans des cours d eau en y indiquant la charge hydraulique correspondant l intersection avec les courbes de niveau sur les cartes topographiques Plus de 24 points de contr le additionnels ont donc t ajout s dans le but de bien couvrir une superficie de 1 500 m x 1 500 m La figure 1 pr sente la carte pi zom trique obtenue partir de SURFER E20338ASimard rap02 1 Projet no Figure no EXPERTS ENVIROCONSEIL 20338 01 quipotentielles m calcul es avec Surfer Conditions initiales T
18. ue les valeurs variables pr sent es l annexe 1 4 6 Rivi res foss s et murs existants On retrouve l int rieur de la zone mod lis e des rivi res des foss s de m me que la pr sence d un mur tanche la hauteur du site d enfouissement actuel Ces l ments influencent la position de la nappe phr atique Ils ont donc t simul s Le mod le Flowpath permet la repr sentation de ces l ments La figure 5 pr sente leur localisation sur la zone l tude Aucune donn e n tait disponible quant la profondeur du foss situ le long du site actuel Nous l avons donc plac 1 m de profondeur Quant au mur tanche nous lui avons attribu une perm abilit de 5 8 x 10 cm s 0 5 m d et une profondeur jusqu l argile E20338ASimard rap02 Limite de la zone mod lis e Foss existant Rivi re Mur tanche Emplacement du futur LET Maillage Pr por pour Andr Simard et Associ s L I et H Pr por par C v dl J EXPERTS ENVIROCONSEIL INC 3930 koul Hamel ouest Qu bec bureou 208 GIP eJe T l 418 877 0969 T l c 418 877 1469 d Titre du projet Lieu d enfouissement technique de Matane Titre du dessin Localisation des rivi res foss s et murs existants Dessin chelle Projet
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