Section Géotechnique et géoenvironnement - Alexandre R. Cabral, ing.,
Ph.D.
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Alexandre Cabral, ing.,
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Généralités
(encadrement; financement)
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(mise à jour: fev 2011)
Généralités (encadrement, financement)
Le nombre de personnes de l'équipe de recherche que je dirige varie d'une année à l'autre. En janvier 2017, l'équipe sera composée d'une stagiaire postdoctorale et de deux étudiants au doctorat (Ph.D.). Je supervise aussi des étudiants de 1er cycle (le 1er cycle au Québec représente le cycle d'études menant au diplôme d'ingénieur) dans le cadre d'activités d'initiation à la recherche (projets d'une durée de 4 mois). Chaque été, j'encadre des étudiants étrangers (futurs ingénieurs) qui viennent effectuer un de leurs stages obligatoires.
Pratiquement tous les étudiants reçoivent un financement pendant leurs études de maîtrise et de doctorat. Certains sont boursiers d'organismes canadiens ou d'autres d'organismes internationaux. Dans la plupart des cas, le financement de notre groupe provient de subventions du gouvernement et de contrats de recherche avec l'industrie. Il s'agit donc de projets typiquement de sciences appliquées. Parfois, en attendant un financement de l'industrie, on utilise, selon les disponibilités, des fonds de recherche discrétionnaires pour financer un étudiant.
Formation académique et expérience professionnelle :
1977 - 1981 :
Baccalauréat en génie civil, Université Catholique de Rio de Janeiro, Brésil
1986 - 1988 : M.Sc.A., École Polytechnique de
Montréal, Montréal, Canada
1988 - 1992 : Ph.D., McGill University,
Montréal, Canada
1991-1994 : Consultant en géoenvironnement (Serrener Consultation, D&G Enviro-Group)
1994 - 1998 : Professeur adjoint
1998 - 2002 : professeur agrégé
2002- ... : Professeur titulaire
1994 - ... : Consultant pour diverses firmes de consultants, entrepreneurs et
exploitants de sites d'enfouissement
Affiliations
:
· Ordre des ingénieurs du Québec (OIQ)
· International Waste Working Group (IWWG)
· Consortium for Landfill Emissions Abatement Research (CLEAR; IWWG)
· Société canadienne de géotechnique (SCG)
·
International Society
of Soil Mechanics and Foundation Engineering (ISSMEF)
· International Geosynthetic Society (IGS)
Oxydation passive du méthane par biorecouvrement dans les sites d’enfouissement
(Passive methane oxidation biocovers for landfills)
Principaux partenaires:
1. 2005-2008: CRSNG (subvention stratégique); Biocap Canada; Institut de recherche en biotechnologie de Montréal; Waste Management
2. 2009-2012: Waste Management et NSERC (subvention RDC)
3. 2010-2012: CRIBIQ, Waste Management
Projet de recherche portant sur l’oxydation passive du méthane produit dans les sites d’enfouissement de résidus solides municipaux. Ce projet inclut l’installation de plusieurs (5 jusqu'en 2010) biorecouvrements d’oxydation passive du méthane (BOPM) dans le recouvrement final du site de Saint-Nicéphore, Québec. Les BOPM constituent une solution économiquement attrayante pour aider - ou dans certain cas, substituer – les systèmes actifs (captage des biogaz para aspiration) à réduire les émissions de ce gaz à effet de serre dont le pouvoir de rechauffement est 25 plus grand que celui du CO2. En effet, malgré la présence de systèmes actifs (d'aspiration), une partie non considérable des biogaz migrent à travers le recouvrement et constituent des émissions fugitives. Les résultats obtenus avec les BOPM suivies sur le terrain, ainsi que ceux obtenus dans le cadre de tests de laboratoire montrent que les différents matériaux testés peuvent oxyder de grandes quantités de méthane.
Cette étude intègre à la fois aux aspects biotiques (dynamique de l'activité des méthanotrophes), géotechniques (mise en place; compactage; etc.) et hydrauliques (écoulements; évolution de la saturation en eau; etc.) d’un BOPM. En effet, l’efficacité de l’oxydation passive est tributaire de la présence de méthanotrophes, mais aussi des conditions de saturation (teneur en eau) des couches servant de substrat à l’oxydation. Une fois mis en place, les infiltrations, la dégradation de la matière organique et la production de biomasse au sien du biorecouvrement font en sorte que les conditions de saturation évoluent, ce qui peut affecter la circulation des gaz (méthane et oxygène) et, à la limite, nuire au travail des bactéries. Notre groupe étudie présentement tous ces aspects. Un nouveau projet qui débute à la fin 2010 traitera de l'importance de la végétation. On comptera sur une équipe multidisciplinaire (biologistes. pédo-biologistes, botanistes, ingénieurs chimistes et géotechniques).
Réduction des émissions de GES et contrôle des odeurs dans les fermes laitières par biofiltration
(Greenhouse gas abatement by biofiltration in
Dairy farms)
Principaux partenaires (2010-2012) : Producteurs laitiers du Canada; Agriculture et agroalimentaire Canada (Centre de recherche et de développement sur le bovin laitier et le porc). Participation potentielle aussi du MITACS.
Projet de recherche portant sur la réduction des émissions de carbone par les fermes laitières. Le ruminants produisent de grandes quantités de méthane. L'hypothèse posée dans ce projet est que l'installation des biofiltres dédiés peuvent réduire non seulement les émissions de CH4 (par oxydation en CO2), mais aussi les odeurs associés à l'élevage. Les étudiants au doctorat qui seront employés dans ce projet devront développer des biofiltres, d'abord à l'échelle du laboratoire, puis à l'échelle pilote (photo ci-dessous) e, finalement, à grande échelle. La question des odeurs sera adressée autant du point de vue des éléments soufrés que des COV qui en sont responsables.
Méthode alternative de contrôle du compactage (Méthode Sherbrooke)
(Alternative method for soil compaction control; Sherbrooke Method)
Principaux partenaires (2016) : CRSNG + EnGlobe (Engage project); Decagon (USA)
Compaction is necessary to obtain a soil whose mechanical (resistance and
compressibility) and hydraulic (permeability) characteristics correspond to
design specifications.
It
can be performed based on destructive and non-destructive methods. The former
are long because moisture content measurements are lengthy, therefore costly.
With the advent of non-destructive methods such as nuclear methods
in the 1980s, compaction control sped up significantly. The use of
nucleodensimeters (NDs) permitted to obtain results within minutes, lowering
quality control costs significantly.
However, NDs are expensive and, since they contain radioactive material, a
permit is required for handling, transport and storage, which must be carried
out by authorized staff.
In addition, yearly costs due to maintenance, calibration and training are high.
Several non-destructive methods have been recently proposed.
However, none has been widely adopted by C&QC industries; possibly because none
are both accurate enough and cost effective.
Valorisation
de résidus industriels comme matériaux géotechniques pour le recouvrement de
sites d'enfouissement et de parcs à résidus miniers générateurs d’eaux acides
(Industrial waste recycling and use as geotechnical
materials)
Principaux partenaires (1996-2008) : Cascades inc.
Actuellement, les principaux résidus industriels faisant objet de recherches par notre groupe sont les sous-produits de désencrage (SPD). Ces résidus sont produits lors des premières étapes du recyclage du papier. Les études sur la valorisation des SPD visent leur utilisation dans des ouvrages de géotechnique environnementale, tel que décrit par la suite.
Les SPD peuvent être utilisés comme couverture à effet de barrière capillaire (CEBC) dans les sites d'enfouissement sanitaires et les parcs à résidus miniers produisant du drainage minier acide (DMA; ou acid mine drainage – AMD – en anglais). Les différents comportements et propriétés (géomécaniques, hydrauliques et environnementales) nécessaires à la conception et à la prédiction de la performance de ces résidus, dans le cadre des différentes utilisations envisagées, sont étudiés autant à l'intérieur de programmes de laboratoire que d'un suivi de plusieurs plateformes d’essai instrumentées et construites sur le terrain. Depuis 1995, plusieurs projets de recherche sur la valorisation des SPD ont été subventionnés par l'industrie. Aussi, quelques CEBCs instrumentées ont été construites et plusieurs parcelles de deux sites d'enfouissement ont été recouvertes avec ces sous-produits. Le dernier projet a débuté en 2005 et se terminera à la fin 2008. On a construit une parcelle expérimentale instrumentée au site de St-Tite-des-Caps, Québec. Plusieurs problématiques sont étudiées dans le cadre de ce projet, allant de la migration des biogaz à l'écoulement d'eau en milieu non saturé à la qualité du lixiviat. Les problématiques associées à la dégradation des SPD, telles les effets que cette dégradation peut avoir sur les propriétés géomécaniques et hydrauliques sont des sujets qui suscitent présentement beaucoup d'intérêt.
Ce projet a reçu l'appui de la Ville de Québec, propriétaire du site d'enfouissement de St-TIte.
