Brevet FR2543565A1 — publié le 19841005

La présente invention se rapporte à un procédé de conditionnement de sols et elle concerne plus particulière- ment un procédé pour améliorer la structure de sols sa- blonneux La structure d'un sol est une propriété importante. Dans un sol ayant une structure convenable, les fines particules sont agglomérées en agregats stables, qui permettent à l'air d'accéder facilement dans leurs interstices et qui retiennent l'humidité ou l'eau d'irrigation. De plus, un tel sol est beaucoup moins sujet à l'érosion par le vent ou par l'eau (eau de pluie ou d'irrigation). Des recherches de base sur la physique des sols ont clairement montré qu'un sol est stable et supporte les conditions défavorables auxquelles il peut être soumis-lorsqu'il est constitué d'agrégats stables, poreux, formant une structure aérée. Une méthode d'amélioration de la structure ou de la stabilité structurelle de sols consiste a les imprégner de polymères-organiques à lone chaînea notamment des polymères d'acrylamide solubles dans l'eau. Un procédé consiste à traiter les particules du sol par une solution aqueuse de polyacrylamide et par une dialdéhyde, dont en particulier le glyoxal, qui agit comme agent de réticulation du polyacrylamide. Ce procédé est décrit dans le bre vetfranvais .078.744 de la Demanderesse.Le terme "polyacrylamide" comprend non seulement les homopolymères de l'acrylamide, mais aussi les copolymères solubles dans l'eau, à base d'acrylamide en mélange avec une quantité moindre de comonomere. Généralement, le polyacrylamide a un poids moléculaire compris entre environ 50.000 et 1.500.000. La quantité de polyacrylamide (calculée sur base sèche), nécessaire pour la formation d'agrégats stables, dépend du type de sol à traiter; cette quantité varie entre environ 0,05 et 0,5% du poids de particules. Quand un sol sablonneux est traité par une solution aqueuse de polyacrylamide et de glyoxal ou autre aldéhyde, il se forme un gel insoluble autour et entre les particules qui sont ainsi agglomérées en agrégats stables. La présente invention a pour objet une amélioration de cette technique de stabilisation de sols. A cet effet, le procédé consistant à traiter les particules de sol sablonneux par une solution aqueuse de poly- acrylamide et de dialdéhyde est amélioré quand on traite aussi les particules par une solution aqueuse de composé de fer. Le procédé de la présente invention consiste donc à traiter les sols sablonneux avec une solution aqueuse de polyacrylamide et de di aldéhyde en combinaison avec une solution aqueuse de composé de fer en une quantité correspondant à 0,05 - 1 % d ions fer base sur le poids de particules sèches du sol. On utilise avantageusement le procédé de l'invention pour- le traitement de particules du sol sablonneux dont le pH ne dépasse pas environ 5. Des sois consistant princi- palement en particules de sable blanc ou de sable limoneuxont un pH de l'ordre de 4 à 4,5 et ils sont particuliere- ment améliorés en ce qui concerne lUagregation et la sta bilité. Les effets favorables du procédé de l'invention sont moins prononcés quand on traite des sols calcareux ou sodiques. Comme composés de fer, on utilise les composés solubles dans l'eau, tels que chlorure, nitrate, sulfate, acE- tate et similaires. Quand il est répandu sur le sol, un composé ferreux est oxydé par l'oxygène atmosphérique en composé ferrique correspondant. Dans le procédé de l'inven- tion, on peut utiliser aussi bien des composés ferreux que des composés ferriques. D'après un mode d'exécution avantageux du procédé de l'invention, on utilise du sulfate ferreux, car il s'agit d'un sous-produit de nombreuses industries et il est donc facilement disponible à bas prix. La quantité minimum de solution aqueuse de composé de fer permettant d'améliorer le traitement par une solution aqueuse de polyacrylamide et de glyoxal correspond à environ 0,05 % d'ions de fer, calcule sur le poids de particules sèches à traiter. On peut utiliser des quantités de l'ordre de 1% et meme plus. Cependant, on utilise des solutions aqueuses de composé de fer correspondant à la mise en oeuvre de 0,05 à 0,75, notamment environ 0,10 à 0,50 % d'ions de fer, calculé sur le poids sec de particules du sol. En utilisant le procédé de la présente invention, la quantité de polyacrylamide nécessaire pour conférer la stabilité structurelle a un sol sablonneux est nettement moindre, en comparaison avec un procédé sans utilisation de composé de fer. Grâce à l'emploi d'une solution aqueuse de composé de fer en combinaison avec une solution aqueuse de polyacrylamide et de dialdéhyde, on augmente le taux d'agglomération des particules du sol, ainsi que la stabilité des agrégats formés. En général, on applique le procédé de la présente invention en utilisant la solution aqueuse de polyacrylamide en une quantité de l'ordre de 0,05 a 0,3 % du poids de particules sèches du sol à traité ter. Dans ces conditions, on obtient des agrégats stables, aérés, retenant l'humidité, l'eau d'irrigation ou les solutions aqueuses de compositions nutritives pour la végétation.Des quantités plus importantes de polyacrylamide conduiraient, lors de leur utilisation conjointe avec des composés de fer, à la formation de masses compactes (coagulum) imperméables. ta 'quantité de dialdéhyde ajoutée à la solution aqueuse de polyacrylamide est telle quril n'y ait pas plus d'un groupe aldéhydique par groupe amide dans le polymère. Dans le cas particulier du glyoxal, on peut utiliser ce dialdéhyde en une quantité comprise entre environ ,05 et 10% du poids de polymère sec, notamment entre Orl et 2%. te procédé de l'invention peut etre mis en oeuvre en appliquant au sol une solution aqueuse contenant le composé de fer, le polyacrylamide et le dialdéhyde Dans certains cas, on peut travailler en deux étapes: une application de solution aqueuse de composé de fer, puis une application de solution aqueuse de polyacrylamide et de di aldéhyde. Les exemples suivants sont donnés à titre d'illustration et ne comportent aucun caractère limitatif. Dans ces exemples: - l'indice d'instabilité d'un agrégat est donné par la dif férence en millimètres entre le diamètre moyen. d'agrégats avant et après leur criblage sous eau; - l'indice de stabilité est l'inverse du précédent; - le quotient de stabilité est donné par la formule Quotient de stabilité = % agrégation x indice de sta bilité; - PAM = solution aqueuse de polyacrylamide (poids moléculaire 200.Q00) contenant 0,1 % de glyoxal, calculé sur le poids de polymère sec. Exemple 1. On a effectué plusieurs essais en appliquant des quantités variables de PAM sur du sable blanc. Dans certains cas, le sable avait été traité préalablement par une solution aqueuse de sulfate ferreux. Dans le tableau 1, on donne les quantités respectives de PAM (calculé sur base sèche) et de sulfate ferreux (exprimé en ions ferreux), basé sur le poids de particules sèches de. sable, ainsi que le quotient de stabilité obtenu lors de chaque essai. TABLEAU 1. Fe2 (ions) Polyacrylamide rient de stabilité 0,05 8 0,1 0,05 23 0,3 0,05 44 0,5 0,05 46,5 0,10 15 0,05 0,10 25 0,1 0,1Q 41 0,3 0,10 62 0,5 0,10 81 0,20 48 0,1 0,20 53 0,3 0,20 63 0,5 0,20 92 Ces résultats montrent que le quotient de stabilité est amélioré quand le sable est traité par un composé de fer et du PAM en comparaison avec un traitement par-du PAM seul. Le quotient de stabilité obtenu lors du traitement avec 0,1 % de PAM et 0,3 % d'ions Fe est meilleur que celui obtenu en traitant avec 0,2 % de PAM seul. Exemple 2. On a traité différentes portions de sable limoneux soit avec une solution aqueuse de sulfate ferreux, soit par du PAM, soit encore par une solution aqueuse de sulfate ferreux et de PAM. Les résultats sont repris dans le tableau 2. TABLEAU 2. Traitement Pourcenta- I.I (a) Q. S. (b) Agrégats (c) ged'agré- #0,3 0,3-2,0 2,0 gation -8,0 Contrôle 17,8 0,787 22,6 86,8 11,7 1,5 0,3% Fe2+ 19,6 0,733 26 72,3 23,1 4.1 '0,18 PAM 21,6 0,279 77,4 63,9 21 15,1 :0,3% Fe2~ 22,2 0,276 80,4 52,8 30,1 17.1 :0,1% PAM :0.2% PAM 24,5 0,252 97,2 58,7 22,7 20,6 :0,38% Fe2+ 28,6 0.286 100 46,2 29,7 24,1 :0,2% PAM (a) I.I. = Indice d'instabilité (b) Q.S. = Quotient de stabilité (c) Agrégats stables à Liteau (%) ayant les dimensions (en mm) indiqués ci-dessus. Ces résultats montrent que l'application de sulfate ferreux, seul, améliore la formation d'agrégats, stables à l'eau, de n, 3-2,0 mm, aux dépens agrégats plus petits que 0,3 mm. Cette amélioration est équivalente à celle obtenue avec application de PAS seul. L'utilisation conjointe de sulfate ferreux et de PAM conduit à une amélioration accrue du pourcentage et de la stabilité de ces agrégats. Exemple 3. On a effectué différents essais en traitant du sable blanc avec les compositions données dans le tableau 3. Dans ce tableau 3, Fe et Fe signifient qu'on a utilisé res pectivement du chlorure ferrique et de l'acétate ferreux en tant que composés de fer TABLEAU 3. Traitement Pourcentage Indice de stabilité d'agrégation 0,1 % PAM 16 21,2 0,3 % Fe3+ + 0,1 % PAM 28,7 51,2 0,3 % Fe2+ + 0,1 % PAM 27,5 50,3 REVENDICATIONS 1. Procédé pour améliorer la structure de sols sablonneux, caractérisé en ce que l'on traite ces sols avec une solution aqueuse de polyacrylamide et de dialdéhyde en combinaison avec une solution aqueuse de composé de fer en une quantité correspondant à 0,05-1 % d'ions de fer, basé sur le poids de particules sèches du sol 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé én ce que le composé de fer est un composé ferreux ou ferrique soluble dans l'eau. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le composé de fer est le sulfate ferreux. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que le composé de fer est utilisé en une quantité comprise entre 0,05 et 0,75 %, notamment entre 0,1 et 0,3 %, basé sur le poids sec de particules du sol. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisé en ce qu'on utilise une solution aqueuse de polyacrylamide et de dialdéhyde contenant.de 0,05 a 0,3 % de polyacrylamide, basé sur le poids sec de particules du'sol, et de 0,05 à 10 z de dialdéhyde, basé sur le poids. sec de polyacrylamide.