EFFETS DE LA BIOTURBATION SUR LES CARACTÉRISTIQUES GÉOTECHNIQUES DE LA COUCHE DE 1996 DANS
LA BAIE DES HA! HA! ET DANS LE BRAS NORD DU FJORD DU SAGUENAY (QUÉBEC, CANADA)
France Maurice, Jacques Locat, Priscilla Desgagnés, Francis Martin, René Therrien
Département de géologie et de génie géologique de l'Université Laval (Ste-Foy, Québec)
Serge Leroueil, Rosa Galvez-Cloutier
Département de génie civil de l'Université Laval (Ste-Foy, Québec)
Le déluge de 1996 au Saguenay a entraîné la sédimentation rapide de plusieurs tonnes de matériel dans la Baie des Ha! Ha!.
Ces sédiments ont été déposés sous forme de turbidite et recouvrent des sédiments fortement bioturbés. Soixante échantillons
prélevés au carottier à boîte à l'été 1998 ont été analysés afin de déterminer les caractéristiques géotechniques de la couche
de 1996, et afin d'analyser les effets de la recolonisation benthique sur les sédiments.
Dans la Baie des Ha ! Ha ! et dans le Bras Nord, on retrouve des échantillons bioturbés et peu ou non-bioturbés.
Typiquement, les carottes prélevées dans la Baie des Ha ! Ha ! ont en surface une mince couche (quelques mm) de sédiments post-1996,
puis une couche de 5 à 45 centimètres de sédiments de 1996 non ou peu bioturbé et granoclassé (silt-argileux à sableux).
Le sédiment pré-1996 est fortement bioturbé et possède une granulométrie fine (argile). En surface, les résistances au
cisaillement intact et remanié ont de faibles valeurs (0,1 kPa) et augmentent régulièrement avec la profondeur. L'indice
de liquidité varie entre 1 et 4 de la surface vers la base de la couche 1996 et l'indice de plasticité varie entre 17%
et 52%. Les limites plastique et liquide varient respectivement de 22% à 46% et de 31% à 97%.
Dans le Bras Nord, la bioturbation s'est développée plus rapidement que dans la Baie des Ha ! Ha ! : dans les zones fortement
bioturbées, la couche de 1996 est plus difficile à identifier. Les profils de teneur en eau, de résistance intact et d'indice
de liquidité sont inversés par rapport à un profil géotechnique typique d'une turbidite. Les valeurs de résistances au cisaillement
intact varient de 0 à 5 kPa (du bas vers la surface) dans les secteurs bioturbés.
Les profils d'indice de liquidité de terrain sont comparés à des courbes de laboratoire obtenues par des essais SEDCON.
Ces essais permettent d'obtenir une courbe de référence applicable à une mise en place rapide des sédiments. Des images
prises au microscope électronique à balayage montrant la microstructure du sédiment bioturbé et non-bioturbé sont présentées
et permettent d'observer l'effet des organismes benthiques sur le comportement mécanique du sédiment de 1996.
BIOTURBATION EFFECTS ON THE GEOTECHNICAL CHARACTERISTICS OF THE 1996 LAYER IN BAIE DES HA! HA! AND BRAS NORD,
SAGUENAY FJORD, (QUéBEC, CANADA)
France Maurice, Jacques Locat, Priscilla Desgagnés, Francis Martin, René Therrien
Department of geology and engineering geology, Laval University (Ste-Foy, Québec)
Serge Leroueil, Rosa Galvez-Cloutier
Department of civil engineering, Laval University (Ste-Foy, Québec)
The 1996 Saguenay flood carried 6x10 6 tons of material in Baie des Ha! Ha!. These sediments deposited as a turbidite
are covering bioturbated and contaminated sediments. Sixty box core samples were taken in Summer 1998, and were analysed
to determine the geotechnical characteristics of the 1996 layer, and to evaluate the effects of the benthic recolonisation
on the geotechnical properties of the sediments.
In Baie des Ha! Ha! and Bras Nord, bioturbated sediments and non- or slightly bioturbated sediments are present.
Typically, samples from Baie des Ha! Ha! have a thin layer of freshly deposited sediments (a few mm) at the surface
which are underlained by 5 to 55 cm of 1996 sediments (non- or slightly bioturbated) in a fining upward sequence (sand to silty clay).
The old sediment is mostly a homogenous clay strongly bioturbated. Intact and remolded shear strength values are quite low in
subsurface, but regularly increase with depth. The liquidity index varies from 1 to 4 from bottom to surface of the 1996 layer,
whereas the plasticity index values range between 17% and 52%. Plastic and liquid limits between 22% and 46%, and between 31%
and 97% respectively (Figures 5 to 11).
In Bras Nord, the 1996 layer is difficult to identify, mostly because the bioturbation started acting soon after the flood
(due to the presence of more organic matter). The water content profiles, intact and remolded shear strength profiles are inverted
compared to a typical turbidite geotechnical profile in Baie des Ha! Ha!. Values of intact shear strength vary from 0 to 5 kPa
(from bottom to top) in bioturbated zones (Figures 1 to 4).
Liquidity index profiles of box core samples are compared to laboratory results from SEDCON tests (Figures 12 to 14).
These tests provide a non-bioturbated reference curve against which in situ profiles can be compared to illustrate the
effect of bioturbation. Scanning electron microscope images from the 1996 layer are also shown to observe the fabric of
the 1996 sediment (Figures 15 to 20).
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