Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

Modélisation numérique du dépôt de microplastiques en milieux sédimentaires côtiers et fluviaux à l’aide de modèles basés sur la DNF et la méthode d’analyse par éléments distincts

A great global concern is the ubiquitous presence of small plastics due to high rate of their production and rapid industrial growth. Despite the fact that most types of plastics are lighter than water, significant portion of them are found in bed sediments. Thus, it is indispensable to understand mechanisms influencing deposition of lower density plastic materials in bed sediments. This project endeavours to bridge the gap in understanding micro-size plastic debris deposition to bed sediments in riverine and coastal environments. In this respect, a novel and verified numerical model along with a set of laboratory experiments will be employed to assess the behavior of microplastics considering different ambient scenarios and bed materials. The proposed numerical model can simulate physical processes such as beaching, burial, remobilization, and deposition in aquatic environments with complex hydrodynamics influenced by turbulence. As a result, understanding microplastics behavior using the validated model to parameterize the aforementioned processes for a regional scale particle tracking model, enables scientists and engineers to assess ecological impacts and address the national and global concern of plastic generation and disposal in water bodies.

L’omniprésence des petites pièces en plastique constitue une préoccupation importante à l’échelle mondiale à cause de leur production importante et d’une croissance industrielle rapide. Malgré le fait que la plupart des types de plastique soient plus légers que l’eau, une grande partie d’entre eux se retrouvent dans les sédiments. Il est donc indispensable d’élucider les mécanismes qui sous-tendent le dépôt des matériaux en plastique de faible densité jusque dans les sédiments. Le présent projet vise à combler les lacunes concernant la compréhension du dépôt des microdébris de plastique dans les sédiments des milieux côtiers et fluviaux. On utilisera à cette fin un nouveau modèle numérique validé et effectuera une série d’expériences en laboratoire pour évaluer le comportement des microplastiques suivant les conditions ambiantes et les matériaux sédimentaires présents. Le modèle numérique proposé permettra de simuler des processus physiques tels que l’échouage, l’enfouissement, la remobilisation et le dépôt dans des milieux aquatiques caractérisés par une hydrodynamique complexe influencée par des phénomènes de turbulence. Le modèle validé permettra aux chercheurs d’élucider le comportement des microplastiques en paramétrant les processus cités plus haut dans le cadre de la modélisation du transport des particules à l’échelle régionale. Les scientifiques et les ingénieurs pourront ensuite évaluer l’impact écologique de ces particules et répondre aux voix qui s’élèvent au Canada et ailleurs dans le monde contre leur production et leurs déversements dans les cours d’eau.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.