Cleaning Roads, Thinking Nature L'intelligence artificielle au service de l'environnement


"Clean Nature, the optimal product, place and quantity at the right time." "Clean Nature, le bon produit et la bonne quantité, au bon endroit et au bon moment."

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A salty problemUn problème salé


In context of global warming and changes in hydrological regimes, governments and private companies will need to maintain public safety and contain environmental and socio-economic impacts of extreme natural events. Extreme winter conditions are no exception, with an expected increase in frequency and intensity of snowfall events. Facing this situation, maintenance of public safety must be ensured through winter maintenance operations, where de-icing agents are largely achieved through the use of salts. As a matter of fact, Canadian collectivities would have to increase road salts application as de-icing agents are required for road safety. Unfortunately, the often-excessive application of road salts since the 1940s has led to major environmental problems. Since road salts are widely applied throughout Canadian roads, the growing issue of chloride contaminated water is turning into one of the current pressing environmental issues. Approximately 7,700 lakes of North America would face elevated chloride concentrations due to road salt runoff [1]. Salts accumulation in water bodies affects both aquatic ecosystems and the surrounding fauna and flora where salinity can even reach lethal levels for some species. En contexte de réchauffement climatique et de changements dans le régime hydrologique, les administrations publiques et entreprises privées devront assurer le maintien de la sécurité publique et contenir les impacts environnementaux et socio-économiques qu’engendrent les événements naturels extrêmes. Les conditions hivernales extrêmes n’y font pas exception, où l’on prévoit une augmentation en fréquence et en intensité des événements neigeux. Le maintien de la sécurité publique face à ces événements doit être garanti par les opérations d’entretien hivernal, où le déglaçage des routes est assuré en grande partie par l’utilisation de sels de voirie. Malheureusement, l’épandage souvent excessif des sels de voirie depuis les années 1940 a mené à des problèmes environnementaux majeurs. L’accumulation de sels dans les plans d’eau affecte d’une part les écosystèmes aquatiques, mais également la faune et la flore environnantes lorsque le taux de salinité devient létal pour certaines espèces.

The real cost of salt useLe coût réel du sel


These environmental impacts have a major economic impact, with an estimated $1.9 billion in annual environmental damage costs in Canada [2]. In addition, corrosive effect of road salts generates indirect costs related to damage in public infrastructure and vehicles at nearly $9.4 billion annually in Canada [2]. Ces impacts sur l’environnement ont des répercussions économiques majeures, estimées à près de 1,9 millards $ en coûts associés aux dommages environnementaux par année au Canada [2]. À cela s'ajoute les coûts indirects associés aux dommages aux infrastructures publiques et aux véhicules estimés à près de 9.4 milliards $ annuellement au Canada [2].

guIA


The growing issue of chloride contaminated water is one of the current pressing environmental issues related to urban watersheds, that represents a threat for Canada’s freshwater ecosystems. Because the application of de-icing agents in urban areas remains necessary during the winter, Clean Nature is convinced that the most feasible and long-term solution to divert salt from entering the aquatic ecosystems is only through source reduction. To achieve this goal, it is necessary to provide the right tools to those involved in winter maintenance, so that they can optimize the road salts use while minimizing environmental impacts. Hence, Clean Nature focus on preventing excessive salt roads use through guiA, an adapted artificial intelligence model based on local real-time meteorological, environmental and road conditions as well as specific properties of different de-icing products. Clean Nature propose GuiA, son outil web intelligent d'aide à la décision permettant une optimisation des quantités et du type de déglaçants à épandre. GuiA permet ainsi de répondre aux besoins réels de fondants sur les routes, limite les coûts directs et indirects de l’épandage excessif de chlorure tout en assurant la mobilité et la sécurité routière.

[1] Dugan, H. A., Bartlett, S. L., Burke, S. M., Doubek, J. P., Krivak-Tetley, F. E., Skaff, N. K., ... & Roberts, D. C. (2017). Salting our freshwater lakes. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(17), 4453-4458.
[2] Dindorf, C., Fortin, C., Asleson, B., & Erdmann, J. (2014). The real cost of salt use for winter maintenance in the twin cities metropolitan area. Minnesota Pollution Control Agency, Minnesota, 26 p.

Our team Notre équipe


Anne Carabin, M.Sc.

Ph.D. student
University of Victoria (Victoria, BC)
Étudiante au doctorat
Université de Victoria (Victoria, CB)

Water treatmentTraitement de l'eau
Water qualityQualité de l'eau
Project managementGestion de projet

Patricia Gomez, M.Sc.

Project Manager
NEXT Stormwater Solutions (Valleyfield)
Chargée de projet
NEXT stormwater Solutions (Valleyfield)

Watershed managementGestion par bassin versant
Hydrological modellingModélisation hydrologique
Project managementGestion de projet

Claudie Ratté-Fortin, Ph.D.

Postdoc, HEC Montreal (Montreal)
Postdoc, INRS (Quebec city)
Postdoc, HEC Montréal (Montréal)
Postdoc, INRS (Québec)

MathematicsMathématiques
StatisticsStatistiques
HydrologyHydrologie

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