Barrage Rapides-des-Quinze

Évaluation des causes de dégradation afin de déterminer une stratégie d’entretien efficace

Le barrage Rapides-des-Quinze fait partie d’une centrale hydroélectrique maintenue et exploitée par Hydro-Québec. Il s’agit d’une installation située sur la rivière des Outaouais, en Abitibi-Témiscamingue, dans le nord-ouest du Québec. La première structure a été mise en service en 1923, et la centrale a été par la suite élargie dans le cadre de divers projets de construction menés au fil des décennies.

Au Canada, un grand nombre d’installations hydroélectriques construites avant les années 1970 sont affectées par divers problèmes de détérioration. C’est particulièrement le cas au Québec, où la nature réactive des granulats de béton, l’utilisation de ciments à haute teneur en alcalis et les pratiques de construction appliquées aux projets de grande envergure ont favorisé l’apparition de divers mécanismes de détérioration. Des efforts considérables ont donc été déployés au cours des dernières années pour remettre en état les structures en béton et prolonger leur durée de vie utile.

À la centrale des Rapides-des-Quinze, une série d’évaluations de l’état des structures en béton menées par différents consultants d’Hydro-Québec indiquait une fissuration importante de l’enveloppe externe. La détérioration semblait progresser lentement à partir de la surface des structures vers leur centre. Afin d’établir les causes des problèmes de détérioration, Hydro-Québec a alors fait appel aux experts de SIMCO pour qu’ils effectuent des recherches approfondies et formulent des recommandations précises pour la réhabilitation ou la reconstruction des structures en béton.

Après plusieurs inspections de la centrale des Rapides-des-Quinze, Hydro-Québec avait repéré les signes d’une importante détérioration du béton des structures. Les symptômes d’une dégradation due à une réaction alcali-granulat avaient été observés, mais des analyses chimiques effectuées sur des carottes de béton avaient également révélé des concentrations anormalement élevées de sulfates dans les parties ayant subi des dommages importants. Les experts en étaient donc venus à la conclusion que l’exposition interne aux sulfates constituait la principale cause de la détérioration progressive du béton. Étant donné la nature particulière du mécanisme de détérioration envisagé, la remise en état n’avait pas été considérée comme une option viable.

Le mandat de SIMCO était de confirmer les causes de la dégradation du béton de la centrale des Rapides-des-Quinze en se servant des données contenues dans le rapport d’analyse du béton. L’équipe de SIMCO a effectué des analyses scientifiques et des modélisations numériques pour déterminer les causes de la détérioration et émettre des recommandations pratiques pour la remise en état de la centrale. Ses recherches lui ont permis d’expliquer plus clairement la présence de sulfates sur la surface du béton. Des observations au microscope électronique à balayage lui ont par ailleurs permis de conclure que la détérioration était en fait attribuable aux réactions silico-alcalines et aux dommages causés par le gel.