Brevet FR2185739A1 — publié le 19740104

La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un réservoir enterré dans un sol comportant une nappe aquifère et les réservoirs pouvant etre ainsi réalisés. On sait que les terrains comportant des nappes aquifères se prêtent difficilement à la réalisation d'ouvrages enterrés. On sait aussi qu'il est cependant possible, dans de tels terrains, de réaliser des parois verticales, par exemple par le moyen de palplanches battues ou bien en soutenant les parois d'une tranchée ouverte au moyen d'une émulsion thixotrope de bentonite, que l'on remplace ensuite par du béton coulé dans ladite tranchée. La présente invention met à profit ces techniques d'exécution de parois pour la réalisation de réservoirs pour fluides et spécialement de réservoirs à grande capacité. Selon l'invention, on établit dans le sol comportant une nappe aquifère une paroi continue extérieure, fermée sur elle-même, on excave ledit sol à l'intérieur du contour délimité par ladite paroi et on établit, dans le bassin ainsi réalisé, un réservoir à parois légères comprenant au moins une paroi intérieure périphérique supportée dans ledit bassin, réservoir à l'intérieur duquel est emmagasiné le fluide à stocker. Dans les réalisations de réservoirs selon l'inven s tion, les pressions hydrostatiques dues à l'eau de la nappe et au fluide stocké s'équilibrent dans toute la mesure du possible, de part et d'autre des deux parois que comporte la construction, de sorte que ces parois sont affranchies des fortes sollicitations dues à ces pressions. Ln ce qui concerne la paroi continue extérieure, la pression qu'elle sera amenée à supporter sera d'autant plus réduite que le niveau de la nappe aquifère sera plus proche du niveau du sol. Lorsque le fluide est plus léger que l'eau (ven- tuellement très léger s'il est un gaz), la paroi intérieure est complétée par un fond supérieur étanche, de sorte que l'ensemble constitue une cloche flottant sans autre moyen de support sur le bassin. Dans le cas d'un gaz, le réservoir peut ainsi se présenter comme une sorte de gazomètre enterré. Si, au contraire, le fluide est plus lourd que l'eau le réservoir léger est constitué par une cuvette souple, étanche, qui empêche le départ vers le bas de ce liquide. Lorsque le fluide est, par exemple, un hydrocarbure léger, susceptible d'entraîner la pollution de la nappe d'eau avec laquelle il est en contact, on peut, par divers moyens, réduire ou même supprimer complètement cette pollution, notamment en assurant, par pompage, une arrivée permanente d'eau dans le bassin-limité par la paroi périphérique, ou bien encore en limitant ou en supprimant le contact de l'eau avec des parois souillées par le fluide polluant. Les dessins annexés permettent de bien comprendre comment l'invention peut être mise en oeuvre. La figure 1 est une coupe verticale d'un réservoir selon l'invention dans le cas où le fluide est un liquide plus léger que l'eau. La figure 2 est une coupe analogue dans le cas du stockage d'un liquide plus léger que l'eau ou d'un fluide gazeux. La figure 3 est une coupe analogue dans le cas d'un liquide plus lourd que l'eau. Les figures 4, 5 et 6 montrent, en coupe partielle verticale, trois réalisations de réservoirs selon l'invention dans lesquels la pollution de la nappe d'eau est réduite et même supprimée. Dans un terrain T comportant une nappe aquifère de niveau N, on édifie préalablement au moyen de palplanches ou par la technique de la fouille à la bentonite une paroi 1 verticale, continue et fermée sur elle-même. Le sommet de cette paroi peut être arasé juste audessus du niveau maximal N, tandis que le terrain à la périphérie est alors aménagé en talus 2 jusqu'au niveau S du sol pour réduire les poussées subies par la paroi 1 en service. On excave ensuite,jusqu'à un niveau 3 supérieur à la base de la paroi 1, l'espace intérieur à cette paroi, ce qui, par l'amenée d'eau de la nappe, crée un bassin 4 dont le niveau est sensiblement N. Dans le cas de la figure 1, on établit dans ce bassin une paroi intérieure 5 qui peut être supportée par les flotteurs 6 ou bien par des supports en encorbellement (non représentés) établis au sommet de la paroi 1. De manière en soi connue, il est possible ainsi d'amener, par exemple par un conduit 7, un liquide 8 plus léger que l'eau et non miscible avec celle-ci (par exemple un produit pétrolier) dans l'espace délimité par cette paroi 5, de sorte que ce liquide flotte sur l'eau à l'intérieur de ladite paroi. Son niveau supérieur 9 s'établit de façon que les pressions s'équilibrent au niveau de l'interface 10 entre le liquide stocké et l'eau. On peut couvrir ce liquide stocké par une feuille de couverture elle-même soutenue,soit directement sur le liquide lui-même, soit par des flotteurs 12. Un canal de départ 13 permet les prélèvements de liquide stocké faisant ainsi varier le niveau de l'interface 10. Dans la réalisation montrée sur la figure 2, la capacité de stockage est une cloche rigide 14 qui, comme précédemment, flotte sur l'eau du bassin. Cette flottaison est assurée par le gaz compris dans l'espace intérieur 15 au-dessus du liquide intérieur à la cloche. Comme précédemment, ce liquide peut être un produit pétrolier stocké jusqu'à l'interface 10. Le fluide stocké peut aussi être un gaz, la cloche se comportant alors en gazomètre. Pour empêcher le niveau de la cloche de varier suivant son état de remplissage, on peut faire varier, par pompage, le niveau du bassin 4 de façon que la cloche ne fasse jamais saillie au-dessus du niveau du sol et reste pratiquement dissimulée. A cette fin, pour réduire l'énergie de pompage de l'eau du bassin, le fond de ce dernier peut comporter une couche d'étanchéité au moins relative 16 chargée de matériaux lourds pour ne pas être soulevée par les sous-pressions. Dans le cas de la figure 3, au bord supérieur de la paroi périphérique la est suspendue une cuvette souple 18 dans laquelle est amené le liquide lourd 19 à stocker. La cuvette à paroi souple se trouve immergée en équilibre dans le bassin, la poussée de l'eau de celui-ci équilibrant le poids dudit liquide. Si le liquide est très lourd, la partie supérieure de la cuvette peut comporter un raidis sage approprié pour résister à la poussée de l'eau extérieure. Lors du stockage de produits polluants tels que les produits pétroliers, il est souhaitable d'éviter toute diffusion possible de ces produits dans la nappe de niveau N. Les figures 4, 5 et 6 montrent, à cette fin, trois moyens possibles d'éviter cette diffusion. Dans la réalisation selon la figure 4, des moyens de pompage 20 maintiennent, dans l'espace compris entre les parois 1 et 5, une dépression,matérialisée par la différence de niveau th, entre le niveau extérieur N et le niveau intérieur Tri'. L'eau circule donc toujours, comme indiqué par les flèches 21, de l'exterieur vers l'intérieur du bassin délimité par la paroi périphérique 1, de sorte que l'eau souillée que contient ce bassin ne peut atteindre la nappe aquifère, à condition, bien entendu, que l'eau prélevée par les moyens de pompage 20 ne soit pas rejetée directement dans cette nappe. Dans la réalisation selon la figure 5, la paroi 5 est doublée intérieurement par une paroi souple 22 étanche et continue qui est fixée au sommet de cette paroi 5 et portée, à la partie inférieure, par des flotteurs 23 tarés pour flotter sur l'eau mais pour s'immerger dans le liquide stocké 8. Ainsi, ces flotteurs suivent le niveau de l'interface 10 et, en s'élevant, replient sur elle-même, par un mouvement d'enroulement, la paroi souple 22, de sorte que la face de celle-ci, souillée par le contact du liquide polluant, n'est pas mise au contact de l'eau ; seule vient au contact de cette eau la face tournée vers la paroi 5 qui n'est pas souillée. Comme montré par la figure 6, on peut parfaire cette disposition en disposant suivant l'interface 10 une membrane 24 avantageusement liée aux flotteurs 23 et raccordée au bord inférieur de la paroi souple 22. L'invention s'applique au stockage des liquides dans les terrains aquifères (arais, lagunes, terrains d'alluvions) qui, normalement, ne se prêtent pas sans très grands frais à l'exécution de travaux importants. Elle permet l'exécution de réservoirs pratiquement dissimulés à la vue. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de réalisation d'un réservoir pour un fluide enterré dans un sol comportant une nappe aquifère proche de sa surface, caractérisé en ce qu'on établit dans le sol une paroi extérieure continue et fermée sur elle-même, on excave ledit sol à l'intérieur de ladite paroi et on établit, dans le bassin rempli d'eau ainsi réalisé, un réservoir à paroi légère comprenant au moins une paroi périphérique supportée dans ledit bassin, réservoir à l'intérieur duquel est emmagasiné le fluide à stocker. 2. Procédé de réalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide à stocker étant plus léger que l'eau, le réservoir à paroi légère est une cloche flottant sur le bassin. 3. Procédé de réalisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fluide est un liquide et le niveau du bassin reste constamment en équilibre avec celui de la nappe. 4. Procédé de réalisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fluide est un gaz-et, afin d'éviter des variations sensibles du niveau de la cloche suivant son état de remplissage, le niveau du bassin est variable, les amenées d'eau de la nappe dans le bassin étant limitées par la réalisation, vers le fond de celui-ci, d'un niveau d'étanchéité. 5. Procédé de réalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide étant plus lourd que l'eau, le réservoir à paroi légère est une cuvette à paroi latérale souple. 6. Procédé de réalisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fluide étant nettement plus lourd que l'eau, la partie supérieure de la paroi latérale de cuvette est rendue rigide. 7. Procédé de réalisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'intervalle compris entre les parois intérieure et extérieure est mis en dépression par pompage partiel de l'eau qui y est contenue. 8. Procédé de réalisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi intérieure est-rigide et doublée intérieurement par une paroi souple, fixée à la partie supérieure de ladite paroi intérieure et portée à sa base par des flotteurs tarés pour flotter sur l'eau et couler dans le liquide stocké. 9. Procédé de réalisation selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'interface entre l'eau et le liquide stocké est matérialisée par une membrane fixée par sa périphérie à la paroi souple. 10. Réservoir pour un fluide réalisé par le procédé selon une des revendications précédentes.