Brevet FR2471740A1 — publié le 19810626

La présente invention concerne une application nou voalc des géotextiles a l'irrigation souterraine des sols désertiques tropicaux On désigne sous l'appelation de géotextiles des matériaux composites à base de matières textiles, sous forme tissée ou non tiss & , utilises en géotechnique , Ces g éo- textiles peuvent éventuellement être constitués de l'as semblage de plusieurs couches et leurs domaines d'application sont nombreux :: sous-bassements pour routes et voies ferrées, voies d'accès provisoires en cours de chantier, caniveaux de drainage, constructions des digues en terre ou réservoirs, terrassements, remblais, où ils jouent entre autres, un rôle d'assèchement par drainage.Pour jouer efficacement ce rôle, les géotextiles peuvent comporter plu sieurs couches de propriétés différentes9 par exemple et de haut en bas - une couche filtrante assurant la séparation de l'eau et des particules solides, et protégeant le drain des risques de colmatage, - une couche drainante, plus lâche et plus épaisse facilitant l'évacuation de l'eau, - une couche anticontaminante ou renforçatrice, la plus souvent constituée d'une deuxième couche filtrante et/ou d'un tissu renforçateur. La demanderesse a découvert que ces type de com- plexes textiles, complétés par un film étanche, pouvaient trouver des applications interessantes non seulement, comme il est déjà connu, pour l'assèchement des terrains mais aussi pour l'enrichissement du terrain en eau, en un mot qu'ils pouvaient être utilisés non plus pour évacuer l'eau mais bien pour l'apporter, et que cette utilisation comme "drain à l'envers" permettait d'assurer l'irrigation souterraine des sols désertique. tropicaux sans évaporation excessive en surface ni perte d'cau par infiltration. L'invention a donc pour objet une application nouvelle des complexes géotextiles géomembranes, du type comportant l'association d'au moins une couche filtrante, une couche drainante et une couche imperméable, éventuellement assemblées et associées à un matériau composite, à l'irrigation souterraine des sols désertiques tropicaux par effet de drainage inversé, la nappe géotextile étant enterrée dans le sol, couche filtrante en haut.L'eau arrivant dans le sol sera donc arrêtée par la membrane imperméable constituant la partie inférieure du géotextile, ce qui évite tout gaspillage et infiltration d'eau dans le sol situé au-dessous de ladite membrane ainsi que toute perte d'éléments nourriciers, éventuellement contenus dans cette eau ; la couche drainante centrale assure pour sa part l'acheminement et la répartition régulière de cette eau sur toute sa surface, permettant de ce fait une véri- table irrigation du sol, cette irrigation étant assurée par la couche filtrante supérieure qui diffuse par effet de 'tmeche",sans colmatage, l'humidité dans le sol cultivable avec apport éventuel des éléments nourriciers introduits dans l'eau aux racines des plantes. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, un apport régulier d'eau à la nappe géotextile est assuré par au moins un dispositif de pompage sous faible pression, fonctionnant en circuit fermé et comportant au moins deux tuyaux perforés reliés par la nappe géotextile dont les deux extrémités sont fixées le long d'une génératrice à chacun des dits tuyaux, ladite nappe enserrant lesdits tuyaux, la couche filtrante étant plaquée contre les perforations tout en ménageant une solution de continuité le long de ladite génératrice au niveau de la couche filtrante. Le tuyau d'arrivée de l'eau et le tuyau de retour sont avantageusement placés selon deux plans horizontaux dif férents, afin de conférer une légère pente à l'ensemble d'irrigation pour faciliter la circulation du liquide, dans la couche drainante; éventuellement un système analyseur-doseur est intercalé dans le circuit afin de permettre une introduction puis un réajustement automatique d'éléments nourriciers etXou fertilisants dans l'eau. Les deux tuyaux sont éventuellement très légèrement in clinés par rapport au plan du sol dans le sens de l'écou- lement du liquide, afin de réduire la charge de la pompe Si l'on utilise le géotextile dans des sols caillouteux, il est préférable de renforcer la partie inférieure de la membrane imperméable par une armature textile afin de la protéger des perforations. Cette armature est avantageusement constituée par tout tissu ou non-tissé à hautes performances. La présente invention sera mieux comprise d'ailleurs et ses avantages ressortiront bien de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé dans lequel Figure 1 est une vue an coupe très schématique d'un géotextile utilisé selon l'invention pour assurer l'irrigation souterraine des sols désertiques. Figure 2 est une vue en coupe du dispositif d'irriga- tion utilisant la nappe géotextile ci-dessus. Le géotextile 2 utilisé selon l'invention, pour assurer l'irrigation souterraine des sols désertiques, est du type constitué par l'association d'ou moins une couche filtrante 3, une couche drainante 4, une couche imperméable 5, et une couche antiperforation 6, éventuellement assemblées entre elles par tout moyen connu en soi. La couche filtrante 3 est avantageusement constitues d'un matériau non-tissé formé de fibres de titre fin, mono ou multicomposants, obtenu par tout procédé classique de liage des fibres, qu'il soit mécanique, physique ou chimi que La nature et la finesse des fibres constituant la cou- che filtrante sont choisies on fonction de la nature du sol à irriguer et de façon à protéger efficacement Ba couche drainante contre tout risque de colmatage La couche drai- nante 4 est constituée de tout matériau pro sentant un pou- voir de transmissivité suffisant ; c'est ainsi qu'il peut s'agir de grille extrudée en matière plastique, de plaque de matière plastique ondulée ou d'un matériau non-tissé, mais d'épaisseur plus importante et de structure fibres plus grossière, que celles dumatériau constituant la couche fil trante. C'est grâce aux nombreux vides existant dans cette structure grossière que le géotextile transporte l'eau dans son plan et en assure la diffusion latérale.La couche imperméable 5 est avantageusement constituée d'un film de matière plastique ou d'élastomère, par exemple en chlorure de polyvinyl, à la partie inférieure duquel est éventuellement associéeune armature textile 6 constituée par exemple d'un tissé tel que représenté en 6a ou d'un non-tissé représenté en 6b, â hautes performances afin de protéger le film plastique contre les éventuelles perforations qui pourraient nuire à son étanchéité. On voit sur la figure 2 l'application de ces géotextiles à l'aménagement des sols désertiques cultivables, permettant de réaliser la circulation d'un liquide nourricier et sa diffusion aux racines des plantes au moyen de deux dispositifs d'alimentation en circuit fermé placés côte à côte. Ces dispositifs, destinés à assurer l'irrigation souterraine du sol dans lequel ils sont placés, se composent essentiellement des tuyaux perforés 7 et 8 de la pompe 9 , d'un système analyseur-doseur 10 et d'une vanne d'alimentation à règlage automatique 11. Les deux tuyaux perforés 7 et 8 sont reliés par la nappe géotextile 2 dont les deux extrémités sont fixées, par tout moyen connu en soi, le long d'une génératrice du tuyau. Dans le mode d'exécution représenté à la figure, la nappe géotextile 2 enserre pratiquement complètement les tuyaux 7 et 8, la couche filtrante 2 ôtant plaquée contre les perforations des tuyaux.-Il est toutefois ménagé, par tout moyen connu en soi, en 12, une solution de continuité au niveau de la couche filtrante afin de ne pas nuire à la diffusion ultérieure de l'eau dans la partie du géotextile servant de liaison entre les deux tuyaux. C'est ainsi que lton peut par exemple agrafer les parties correspondantes de la couche filtrante après enroulage du géotextile autour du tuyau. Selon un autre mode d'exécution {non représenté), seules les couches filtrantes et drainantes sont plaquées contre les perforations du tuyau, la couche imperméable ne recouvrant que très partiellement ce dernier. Le tuyau 7, qui assure l'arrives de 11 eau a la nappe géotextile 2, est placé sur un plan légèrement supérieur à celui du tuyau 8, qui assure le retour de l'eau au dispositif de pompage. De plus, les tuyaux 7 et 8 présentent une très légère inclinaison dans le sens de l'écoulement du liquide, par rapport au plan horizontal du sol dans lequel ils sont enterres. Le nombre de pompes à installer depend de la longueur du champ et ne peut être défini qu'expérimen- talement après un test pratiqué dans le sol considéré. L'alimentation en eau (non représentée) est commandée par la vanne 11, qui peut etre reliée, de façon connue en soi, à un dispositif d'automatisation régissant l'alimentation en fonction de l'humidité désirée. L'analyseur-doseur 10 permet d'ajouter à volonté à l'eau introduite dans le dispositif des éléments ferti- lisants et de compenser le prélèvement effectué par les plantes. Un système d'alimentation en eau indépendant (non représenté) est prévu pour compenser les pertes par l'évaporation en surface et par l'assimilation des plantes On voit clairement sur la figure 2 qu'une fois la pompe 9 mise en marche, l'eau circulera depuis son entrée dans le tuyau perforé jusqu a sa collecte aux points bas du tuyau perforé 8 à travers la nappe géotextile irrigante 2. Cette eau, éventuellement chargée d'éléments nourriciers, ne pourra s'infiltrer dans le sol en raison de la présence de la membrane imperméable 5 éventuellement renforces d'une couche antiperforation, ce qui evite tout gaspillage d'eau dans la partie profonde du sol. Le pouvoir capillaire de la couche filtrante du géo- textile permet à 1eau de diffuser régulièrement dans la partie supérieure destine à la culture, cette diffusion étant accélérée par la dépression provoquée tant par l'effet évaporateur du soleil que par l'effet de succion exer ee par les racines des végétaux. On peut bien entendu modifier a volonté le régime de l'irrigation souterraine par règlage de la pompe 8. Enfin, la pluie tombant éventuellement sur le sol ne se perdra pas dans les couches profondes de ce dernier mais sera retenue par la membrane imperméable et diffusera progressivement dans le sol par 1 t intermédiaire des couches drainantes et filtrantes, et sera intégrée dans le système où elle pourra etre récupéréel Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, la présente invention ne se limite pas au seul mode de réalisation décrit ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes quels que soient notamment le nombre, la nature et la composition des couches filtrantes, drainantes et imperméables, le mode de fixation de la nappe géotextile autour des tuyaux et le mode d'automatisation du système. De plus, l'invention, quoique plus particulièrement décrite pour une application à l'irrigation des sols désertiques tropicaux peut être également utilisée dans les pays tempérés pour permettre l'utilisation, par tous les temps, des terrains de sport,éventuellement avec supression de la couche imperméable et le géotextile peut alors fonctionner, en agissant sur le dispositif d'amenée d'eau, soit comme dispositif de drainage, soit comme dispositif d'irrigation. - REVENDICATIONS 1 = Application des géotextiles du type comportant l'association d'au moins une couche filtrante, une couche drainante, une couche imperméable, éventuellement assem blees et associées à une couche inférieure de protection, à l'irrigation souterraine des sols désertiques tropi- caux, caractérisée en ce que cette irrigation est effectuée par drainage inversé, le géotextile étant enterré dans le sol, couche filtrante en haut 2 - Application du géotextile selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche filtrante est cons tituee de matériau non-tissé forme de fibres de titre fin, mono ou multicomposant, dont la nature et la finesse sont fonction de la nature du sol et de celle de la couche drainante dont elle doit empêcher le colmatage, la couche drainante est constituée de tout matériau présentant un pouvoir de transmissivité élevé et est choisie parmi les grilles en matière plastique extrudé; les plaques de matière plastique ondulées ou les non-tissés en fibres grossières, la couche imperméable est un film de matière plastique ou d'élastomère et la couche de protec tion est un matériau composite textile choisi parmi les tissés ou les non-tissés. 3 - Dispositif permettant la mise en oeuvre de l'appli cation selon les revendications d et 2, caractérisé en ce qu'il se compose d'un dispositif de pompage an circuit fermé comportant au moins deux tuyaux perforés enterrés dans le sol à irriguer, relies par le géotextile dont les deux extrémités sont fixées le long d'une génératrice des dits tuyaux, ledit géotextile enserrant les dits tuyaux, couche filtrante plaquée contre les perforations, tout en ménageant, le long de ladite génératrice, une so lution de continuite' au niveau de la couche filtrante. i Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tuyau d'arrivée d'eua et le tuyau de retour dont placés sur deux plans différents, les deux tuyaux étant éventuellement inclinés par rapport au plan horizontal du sol dans le sens d'écoulement du liquide. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'alimentation en eau est commandée par une vanne reliée à un dispositif pro gramme' en fonction de I'humidité désirée.