Brevet FR2572426A1 — publié le 19860502

GEOTEXTILE L'invention concerne un produit textile destiné à être utilisé en géotechnique, qu'il est convenu désormais de désigner sous le terme de géotextile. On ne rappellera point ici toutes les applications que les géotextiles ont trouvé au cours de la dernière décennie, ni les recherches importantes dont ils sont l'objet afin d'étendre constamment leur domaine d'application, de parfaire la connaissance de leurs fonctions, de concevoir de nouveaux textiles et/ou composites, etc.... Toutefois, pour faciliter la compréhension, il conviendra de mentionner ici les types de géotextiles les plus répandus, qui sont: - les géotextiles tissés, - les géotextiles non-tissés, - des géotextiles composites "tissé et non-tissé", On rencontre également des géotextiles tricotés en faibles quantités. Pour des raisons spécifiques à la géotechnique, on emploie de plus en plus, dans les textiles tissés, des fils à haute ténacité et/ou à haut module d'élasticité, par exemple en polyester, polyamide, carbone, verre ou en aramide, que ce soit pour les fils de trame et/ou de chaine, de manière à obtenir des textiles de haute résistance dans la direction des fils considérés. Dans des géotextiles tissés classiques où les fils de trame sont entrelacés avec les fils de channe, tous les fils présentent, dans le tissu fini, un tracé sinueux. Lorsqu'on applique une tension à ces fils, ceux-ci tendent à adopter chacun un tracé rectiligne qui efface leur tracé sinueux de départ, et ceci entrain des concentrations localisés de contraintes qui provoquent des ruptures de fils et par conséquent une perte globale de la résistance du textile, par rapport à la somme des résistances des fils, atteignant dans certains cas 40 8. Un des buts de la présente invention est de pallier à cet inconvénient et de réaliser un géotextile dans lequel la résistance globale est pratiquement égale à la somme des résistances des fils individuels. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à un géotextile dans lequel les fils de chatne constituent une première nappe de fils, les fils de trame constituent une seconde nappe de fils superposée parallèlement à la première et sont orientés sensiblement perpendiculairement aux fils de ladite première nappe, et les fils de channe et de trame sont reliés au moyen de fils de liaison qui passent au dessous des fils de la première nappe, et au dessus des fils de la deuxième nappe. De la sorte, les fils de chaque nappe restent parfaitement rectilignes en toutes circonstances et le textile présente une résistance maximale. D'autres détails et avantages de l'invention apparattront clairement à la lecture de la description qui va suivre, en se référant aux dessins annexés de divers modes de réalisation de géotextiles conformes à l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Ces dessins représentent: - la figure 1, une représentation en perspective à forte échelle d'un échantillon de géotextile conforme à l'invention, - la figure 2, une coupe d'un second mode de réalisation de l'invention, - les figures 3a à 3e, des vues en plan schématiques de diverses variantes de géotextiles de la figure 1, - la figure 4, une application particulière d'un géotextile selon l'invention, et - la figure 5, un mode de déformation particulier d'un géotextile selon l'invention. Dans la représentation schématique d'un échantillon de géotextile conforme à l'invention, on remarque une première nappe 10 de fils 12, par exemple les fils de trame, disposés de manière rectiligne et parallèles entre eux, et une seconde nappe 20 de fils 22, par exemple les fils de chatne, s'étendant sensiblement perpendiculairement aux fils de trame, cette nappe étant superposée à la première. Les fils des deux nappes sont reliés par des fils de liaison 30 qui passent successivement au dessous des fils de la première nappe et au dessus des fils de la seconde nappe. Dans cet arrangement de base selon l'invention, les fils de chaque nappe sont parfaitement rectilignes et le restent lorsque le textile est soumis à des efforts de traction. Il nty a donc point de fragilisation des fils comme cela se produit avec les textiles tissés classiques où les fils de chaine et de trame sont entrecroisés et suivent un parcours sinueux qui favorise les concentrations de contraintes et les ruptures de fils. Ainsi, pour un effort appliqué dans la direction d'une des nappes de fils, la résistance maximale du géotextile sera donc pratiquement égale à la somme des résistances individuelles des fils de la nappe considérée. Les intervalles séparant deux fils consécutifs dans une nappe, et/ou dans l'autre, peuvent être librement choisis, ce qui permet de faire varier à volonté les dimensions des ouvertures traversant le textile selon le résultat souhaité. Par exemple, lorsque le géotextile doit remplir un rôle séparateur les fils seront très rapprochés afin que les ouvertures soutent petites, et lorsqu'il doit remplir un rôle d'armature au sein d'un matériau homogène, les fils seront relativement écartés afin que les ouvertures soient larges. A titre comparatif, on remarquera que la cohésion d'un matériau tissé dépend étroitement du rapprochement des fils, de channe et de trame, et qu'on ne peut faire augmenter l'écartement entre fils au delà d'un certaine mesure sans nuire profondément à la cohésion du textile. Inversement, on ne peut trop rapprocher les fils sans leur imposer des courbures excessives. On remarquera également de la représentation de la figure 1, que le géotextile présente sur chaque face des côtes saillantes, constituées par les fils de la nappe correspondante, et des gouttières intermédiaires, constituées par les espaces séparant les fils, qui permettent un excellent "accrochage" avec le sol environnant. Comme on le verra par la suite, les fils de liaison 30 peuvent être réalisés de nombreuses manières. Conformément à la solution la plus simple illustrée à la figure 1, les fils de liaison sont des fils simples qui s'étendent le long d'un meme fil de chatne en passant successivement par dessus le fil de chatne et par dessous chaque fil de trame qui le croise Naturellement le textile présentera une cohésion qui sera fonction du blocage imposé par le fil liaison entre les fils de chatne et les fils de trame. En se reportant maintenant à la figure 2, on comprendra que la présente invention permet de réaliser de manière avantageuse un géotextile composite formé par une couche textile comme définie précédemment et par une couche de doublage 40, par exemple 'une couche en matériau non-tissé. En effet, les fils de liaison 30 sont simplement "cousus" sur la couche de doublage à leur passage au dessous des fils de la nappe adjacente à la couche de doublage. Ceci présente un grand avantage sur les géotextiles composites connus "tissé plus non-tissé". En effet, dans les techniques classiques, on réalise séparément une couche de matériau tissé et une couche de matériau non-tissé puis on rassemble ces deux couches en les solidarisant de diverses manières : couture, agrafage, collage, etc..., ce qui nécessite une opération particulière de solidarisation dans le processus de fabrication et donc une machine spécifique supplémentaire. Grâce à l'invention, au contraire, couche de doublage est alimentée en même temps que les nappes de chatne et de trame et la mise en place des fils de liaison entre fils de chatne et fils de trame assure, sans opération ni machine particulière, une couture "gratuite" de la couche de doublage. Bien entendu, selon les matériaux envisagés il n'est pas indispensable de prévoir que les fils de liaison traversent la couche de doublage à chaque passage, mais seulement de loin en loin. De même, les fils de liaison peuvent traverser la couche de doublage seulement partiellement. En complément, la couche de doublage et la nappe de fils adjacente peuvent être collées ensemble. Si l'on se reporte aux diverses variantes des figures 3a à 3e, on évoquera maintenant certains particularités de l'invention liées d'une part au choix respectif des fils des deux nappes et d'autre part à la réalisation des fils de liaison, étant entendu que chacune de ces variantes peut être combinée avec les autres et/ou avec celle de la figure 2 déjà décrite. Dans la variante de la figure 3a, les fils de channe et les fils de trame sont identiques, ce qui confère au textile des caractéristiques identiques dans les deux directions (résistance, allongement, adhérence avec le sol avoisinant, etc...). Dans la variante de la figure 3b, les fils de trame sont différents des fils de chaîne. Cette différence peut porter sur une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - résistance à la rupture, - module d'élasticité, - allongement, - propriété hydrophile ou hydrofuge, - masse surfacique, - comportement thermique. Cette différence peut également porter sur la constitution des fils eux-mêmes: - fils mono ou multifilaments, - bandelettes, - fibres coupées rassemblées par torsion, sous forme de fils simples, retors ou câblés. Dans une même nappe, on peut également choisir d'alterner des fils de deux, ou plusieurs, natures différentes. Selon une variante particulièrement avantageuse, une des nappes est constituée de fils en matériau hydrophile et l'autre est constituée de fils en matériau hydrofuge. De la sorte, le géotextile présentera une transmissivité (aptitude à laisser s'écouler l'eau dans son propre plan) élevée dans le sens des fils hydrophiles et faible dans le sens des fils hydrofuges et permettra d'assurer un drainage dans une direction préférentielle différente de la direction de plus grande pente. Comme illustré à la figure 4, un tel géotextile à transmissivité préférentielle est utilisé en protection superficielle de talus ou remblai Le géotextile est disposé de manière à ce que les fils hydrofuges soient situés au dessous et les fils hydrophiles au dessus, orientés à 450 de la ligne de plus grande pente, de part et d'autre d'un collecteur médian 100. Les eaux de ruissellement s'écoulent préférentiellement le long des fils hydrophiles, dans les directions indiquée par les flèches 102, 104, pour se rassembler dans le collecteur médian. On peut ainsi réduire le dimensionnement des caniveaux en pied de talus, voire meme se passer de tels caniveaux. Ce qui vient d'être exposé s'applique de la même manière à un géotextile drainant incorporé dans le sol. La transmissivité préférentielle permet d'organiser le drainage dans une direction choisie, même s'il ne s'agit pas de la direction de plus grande pente. On remarquera qu'un textile tissé classique ne permettrait pas d'obtenir un tel résultat. En effet, quand bien même choisirait-on les fils de chatnelde trame, selon leurs propriétés hydrophiles/hydrofuges, on constate que l'écoulement d'eau le long des fils hydrophiles serait constamment interrompu par l'entrecroisement avec les fils hydrofuges. L'invention fait également l'objet de variantes selon la disposition des fils de liaison: - Aux figures 3a et 3b, chaque fil de liaison 30 associé à un fil de chaîne coopère avec les fils de liaisons associés aux fils de chaîne voisins de manière à assurer un maintien transversal des fils de chaîne. Comme représenté, le fil de liaison effectue un trajet en zig-zag de part et d'autre du fil de chaîne. A chaque branche du trajet en zig-zag le fil passe au dessus du fil de chaîne. A chaque sommet du trajet en zig-zag, il définit une boucle 34 qui passe sous un fil de trame et forme un oeil de passage pour une boucle similaire 34' provenant du fil de liaison associé au fil de chaîne voisin. - Aux figures 3c et 3e, les fils de liaison sont disposés par tricotage, dans le premier cas les mailles du tricot étant du type démaillable, et dans le second cas du type indémaillable. - A la figure 3d, les fils de liaison sont tricotés en point de chaînette, ce qui confère au géotextile un certain gonflant et introduit de nombreux espaces vides favorables à la fonction de drainage. En variante, les chaînettes peuvent se trouver entre fils de chaîne, au lieu de coincider avec les fils de chaîne comme représenté. Selon une autre variante, un géotextile réalisé selon cette technique peut etre totalement dépourvu de fils de trame, sa cohésion dans le sens "trame" étant assurée par les décochements transversaux 32 des fils de liaison d'une chaînette à la chaînette voisine, ou en utilisant un point de chaînette tramage partiel. On peut accentuer l'effet drainant en omettant à intervalles réguliers les fils de chaîne, ce qui laisse donc des espaces vides entre les points de chaînette. En variante, les points de chaînette peuvent etre effectués sur des fils independants, qui forment alors des "tricotines" disposées dans le sens de la chaîne ou de la trame. Un autre avantage des géotextiles conformes à l'invention est leur capacité à subir des déformations importantes parallèlement aux fils de chaîne et/ou de trame. Comme illustré à la figure 5, le géotextile tel que disposé au départ (tracé en pointillé3 a la forme d'un rectangle R. A la suite de glissements différentiels dans le terrain avoisinant (flèches G) le géotextile se déforme jusqu'à présenter la forme indiquée en traits pleins. Dans cette déformation, chaque cellule élémentaire du textile, constituée de deux tronçons élémentaires de fils de chaîne et deux tronçons élémentaires de fil de trame, se déforme à la manière d'un parallèlogramme. On notera que les textiles tissés ne permettent ce mode de déformation que dans une faible mesure, en raison de l'entrecroisement des fils de chaîne et de trame. Bien entendu, de nombreuses autres variantes peuvent etre envisagées, notamment la réalisation d'une géomembrane par enduction du géotextile sur l'une de ses faces à l'aide d'un film imperméable. A cet égard, on notera que la réalisation d'une géomembrane dans laquelle le géotextile est du type drainant à transmissivité préférentielle (Fig 4) disposé en sous face de la couche imperméable, trouve des applications avantageuses par exemple pour la réalisation de bassins de rétention de liquides, ou encore de canaux, permettant d'assurer par surcroît le drainage du massif dans lequel est réalisé le bassin. Une autre variante consiste en un géotextile comportant une couche d'enduction imperméable sur une face et une couche de non-tissé sur l'autre face, comme décrit en relation avec la Figure 2. Les géotextiles conformes à l'invention sont d'un coût inférieur à des géotextiles tissés comparables. En effet, dans les cas les plus favorables, la vitesse de production de métiers à tisser atteint cinq à dix mètres à l'heure (compte tenu des largeurs importantes dépassant 4 mètres). 8 Aiec les métiers trameurs que l'on utilise pour fabriquer les géotextiles conformes à l'invention, la vitesse de production est comprise entre 30 et 80 mètres à l'heure. La quantité de fil employée est inférieure à celle que l'on emploie pour les produits tissés puisque pour ces derniers il y lieu de tenir compte d'un certain taux d'embuvage. Il convient certes de comptabiliser dans le coût celui des fils de liaison, mais celui-ci est largement compensé par les économies de temps et de matière évoquées ci-avant. Dans la mesure où les fils de trame et de chaîne sontrectilignes, il devient possible d'utiliser pour ces fils des matériaux qu'il serait impensable d'utiliser pour réaliser des produits tissés en raison de leur fragilité (filaments de verre, fibres aramides, carbone, silice, etc...) notamment lorsqu'on considère les contraintes imposées lors du tissage. Pour la réalisation de géotextiles avec couche de doublage en matériau non-tissé, comme illustré à la Figure 2, on peut en variante prévoir que les fils de liaison soient constitués par des fibres prélevées dans la couche de doublage elle-même, par exemple par aiguilletage. Plus précisément, dans la machine de confection du géotextile, on constitue les nappes de fils de chaîne et de trame que l'on superpose à une couche de matériau non-tissé, l'ensemble traversant ensuite un dispositif d'aiguilletage qui prélève des fibres du matériau non-tissé puis les réintroduit dans ce dernier en passant par dessus les nappes de fils. REVENDICATIONS 1. Géotextile composé de fils de chaîne parallèles entre eux s'étendant dans une première direction et de fils de trame parallèles entre eux s'étendant dans une seconde direction sensiblement perpendiculaire à la première direction, caractérisé en ce que lesdits fils de trame sont sensiblement rectilignes et constituent ensemble une première nappe, que lesdits fils de chaîne sont sensiblement rectilignes et constituent ensemble une seconde nappe superposée à la première, et en ce que lesdits fils de chaîne et de trame sont reliés au moyen de fils de liaison qui passent au dessous des fils de la première nappe et au dessus des fils de la seconde nappe. 2. Géotextile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une couche de doublage en un matériau de nature différente, s'étendant le long de l'une desdites nappes de fils et traversée au moins partiellement par lesdits fils de liaison. 3. Géotextile selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite couche de doublage comprend un matériau non-tissé. 4. Géotextile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits fils de chaîne et de trame sont de nature différente. 5. Géotexile selon la revendication 4 caractérisé en ce que lesdits fils de chaîne ont des propriétés hydrophiles et lesdits fils de trame des propriétés hydrofuges, ou vice-versa. 6. Géotextile selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits fils de chaîne présentent un allongement supérieur auxdits fils de trame, ou vice-versa. 7. Géotextile selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits fils de trame présentent une résistance à la rupture supérieure auxdits fils de chaîne, ou vice-versa. 8. Géotextile selon la revendication 6, caractérisé en ce que les fils de chaîne présentent un module d'élasticité supérieur aux fils de trame, ou vice-versa. 9. Géotextile selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits fols de chaîne etlou de trame sont réalisés en un matériau. choisi dans le groupe comprenant le polyester, le polyamide, le verre, le carbone, la silice et les matériaux aramides. 10. Géotextile selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ee qu'il comporte un fil de liaison par fil de chaîne, chaque fil de liaison étant disposé suivant un trajet en zig-zag de part et d'autre d'un fil de chaîne à chaque branche du trajet en zig-zag, et à chaque sommet dudit trajet, le fil de liaison définnissant une boucle passant au dessous d'un fil de trame en formant un oeil de passage recevant une boucle similaire provenant d'un fil de liaison associé à un fil de chaîne voisin. 11. Géotextile selon I'unequelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ee que les fils de liaison sont tricotés. 12. Géotextile selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits fils de liaison sont tricotés au point de chaînette. 13. Géotextile selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits fils de liaison forment chacun une tricotine s'étendant dans le sens des fils de chaîne. Géotextile selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait qu'il est dépourvu à intervalles prédéterminés d'un ou plusieurs fils de trame et/ou- de chaîne. 15. Géotextile selon la revendication 142 caractérise en ee qu'il est totalement dépourvu de fils de trame. 16. Géotextile selon la revendication 3, caractérisé en ee que lesdits fils de liaison sont des fibres prélevées et Péintroduites dans ledit matériau nontissé par aiguilletage. 17 Géotextile selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend une couche imperméable enduIte sur l'une de ses faces ce qui en fait une géomembrane