Brevet FR2592415A1 — publié le 19870703

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour l'interruption de l'ascension de l'eau et des infiltrations latérales d'humidité dans tout corps poreux et notamment dans les maçonneries. Dans cette invention on vise la réalisation d'un dispositif au moyen duquel on interrompt de façon durable l'ascension de l'humidité dans chaque sorte de maçonnerie et toute épaisseur de rmir, aussi bien que les infiltrations humides latérales dans les murs des caves et sous-sols. La cause de l'ascension de l'humidité, et les homes de l'art en sont bien conscients, est basée sur le phénomène de dissolution, induit par la pénétration de l'eau, sur les cristaux entrant dans la composition du mur. Par la réaction chimique, il se libère dans la solution des porteurs de charges jusqu'ici liés, qui s'organisent à l'intérieur des capillaires de la maçonnerie en une chaîne ascendante qui va de la source (pôle positif) à la chute de tension (péle négatif). Les forces qui accompagnent le flux ionique, comme la pression hydrostatique, les influences thermodynamiques et les différences de pression créées dans les corps poreux par l'évaporation superficielle, constituent des contraintes qui aboutissent a la destruction des enduits et, a la fin, au lessivage de la maçonnerie. L'énergie électrostatique, libérée essentiellement par les réactions chimiques, atteint des forces d'une telle intensité qu'elle devient capable de traverser les corps, mime les meilleurs isolants synthétiques. Il devient compréhensible que, par ce bcmbardement ionique, les barrières installées dans le mur, même s'il s'agit de plaques de aplomb ou d'isolants multicouches comme d'autres moyens de séparation, sont traversées et que, de ce fait, elles sont tôt ou tard mises hors de service.La tentative, avec une énergie de type "ampères" d'influencer l'énergie statique, ne pouvait en elle-même être suivie d'aucun effet dans le secteur de l'assèchement des murs, car la susdite réaction chimique, à l'origine des différences de potentiel qui sont liées, est intensifiée, avec comme conséqvente, e, l'électrolyse des soudures et la désagr6- gation des électrodes conductrices du courant. Dans ce fait réside la cause que les procédés s'Electro-osmose qui, soit par le principe d'électrolyse -souvent aussi par électro-cinèse (procédés actifs)- soit par le principe de la galvano-corrosion (procédés passifs) ne peuvent assurer aucune durabilité. La prise en considération de ces s problèmes a dirigé divers systèmes modernes vers l'électrostatique, sans que l'on s'aperçoive qu'ils sont à ranger dans les procédés passifs. On a ainsi essayé de rompre la chaine des ions par le moyen de deux métaux différents, en contact soit vertical, soit diagonal. Un autre procédé essaie, par le moyen des barres de métal introduites dans la maçonnerie jusqu'à la couche aqueuse, et reliées entre-elles, d'obtenir une action électrostatique. Dans ces procédés des réactions chimiques se déclenchent également au niveau des barres, que l'on essaie également de protéger partiellement de diverses manières. Dans le procédé VEDER, par l'électrolyse des barres de fer au niveau de la couche limitante entre les parties en voie d'oxydation et celles en voie de réduction, les ions Na+ présents sont échangés avec les ions bivalents Fe++ Ceci conduit d'une part à une destruction des minéraux du milieu et, d'autre part à faire se déplacer les ions sodium libérés, avec leur couche aqueuse vers les surfaces, et ainsi est obtenu l'assèchement. Le procédé VEDER est donc un procédé électro-chimique car il dépend la fois d'un mécanisne galvanique et du déplacement ionique. De ce fait les barres de fer seront détruites en quelques années. Sur ce point le procédé VEDER se différencie des procédés électrostatiques où n' n'interviennent aucun courant mesurable en ampère et donc aucune destruction des barres introduites dans le mur. Un autre probldme à l'encontre des procédés électro-osmotiques est que le champ de force statique n'est pas homogène.En effet les dépots cristallins, d'origine naturelle, sont rpartis de façon irrégulière et ceci aboutit a des variations de concentration de la solution d'électrolytes et donc à des potentiels électrostatiques différents, d'ail des détériorations inégales pour les procédés qui ne relèvent pas de l'électrostatique Le procédé de la présente invention n'est nas sensible aux détérioration précédemment décrites et se trouve donc dans la situation de surmonter toutes ces difficultés, y compris 1' inomogénéité du camp, puisqu'il agit par influence.La fonction du dispositif repose, d'un côté, sur la donnée que dans un rmr humide s'établissent une différence de potentiel et une channe ionique qui monte de la source, positive, jusqu'à son extinction au pêle négatif, et d'un autre côté sur la donnée quún bon isolant, par exemple un matériau synthétique, par les frictions sur sa surface, induit une séparation de charges et, de ce fait, provoque l'apaarition d'un potentiel électrostatique. Un corps chargé d'électricité statique émet un potentiel d'influence électrostatique. Divers porteurs de charges deviennent liés et, par conséquent, rupture est déclenchée dans le champ électrostatique de la maçonnerie humide. La barre d'influence, selon la présente invention, est faite d'un noyau métallique formé d'un alliage défini, recouvert d'une couche ayant des caractéristiques de semi-conducteur, elle-meme enveloppée d'un manteau en matériau synthétique. Le noyau métallique, au moyen de ses porteurs de charges, renforce l'électricité par l'adjonction d'une charge statique au niveau de la surface de la barre d'influence. Comme influence on entend la modification de la répartition des charges dans un champ de forces électrostatiques par L'approche d'un corps chargé. Lorsqu'un solution entre en contact avec la surface d'un corps solide, il se produit toujours une séparation de charges au niveau de cette surface. De cette façon, à la surace des capillaires, et suivant leur polarité, les ions (par exemple oe ) sont adsorbés. Il se constitue alors unecouche fortement adhérente d'ions négatifs élctrostatiquement liés qui sont décrits comme une double couche fixée, ou couche de HELMHOLTZ. Là-dessus est connectée une couche externe faite d'une forte concentratior d'ions positifs, directement sur la couche de HELMOLTZ, en concentration décroissante exponentielle vers la solution libre. Le potentiel, d'abord linéaire, diminue ensuite de façon exponentielle vers la région des charges diffuses. Ce potentiel est décrit comme électro-cinétique ou potentiel ZETA (#) L'épaisseur des deux couches dépend à la fois de la sorte d'ions formant l'arrangement et leur concentration. D'autant plus l'ion est petit, d'autant plus le champ électrique est grand autour de lui, et d'autant plus fortement seront liées les molécules d'eau. Du fait du frottement dù à la chaîne des ions, les barres reçoivent de façon intensive et constante une charge statique et sont, de ce fait, alors dans la situation de leur côté d'interroqpre la chaste ascendante des ions, même si les forces de champ sont inhomogènes, et donc consécutivement de stopper la montée de l'humidité. La diminution du taux d'humidité dans la maçonnerie entraînant la reduction de l'intensité du champ électrostatique entraîne egalement la diminution de l'activité des barres d'influence, qui demeurent ainsi prêtes à faire face à un nouvel assaut de l'humidité. Les barres, faites de matérieaux appropriés pour produire l'influence, sont introduites dans le mur suivant des données précises, calculées pour assurer un recouvrement efficace et sans lacunes de leur rayonnement radial. L'arrangement dimensisnnel de l'installation est également fonction de la capa- cité en porteurs de charges des barres d'influence qui peut mathématiquement être estimé à 1028 par môle du noyau métallique, alors que dans chaque groupe d'ions dans la maçonnerie humide en possède seulement 107 par môle. Le procédé est susceptible de conserver son activité fort au-delà de la période décennale. Afin, dans les premiers temps, d'accélérer la rapidité de l'assbche- rrrent, le procédé peut être couplé avec le procédé ALLOZ (demande de brevet français n 85.17051), en utilisant le champ électrostatique ainsi créé pour obturer, à la base du mur, les capillaires de la maçonnerie. les explications seront mieux comprises en se référant aux dessins dans lesquels La figure 1 représente une coupe verticale d'un mur et l'ascension des ions entours de leur couronne d'eau. 1) Potentiel du sol 2) Potentiel atmosphérique 3) Electrolyte du mur humide 4) Courant ascendant des ions La figure 2 représente le mode d'action de la barre d'influence sur le potentiel du mur. 1) Potentiel du sol 2) Potentiel atmosphérique 5) Trou foré dans le mur 6) Trou obturé par du ciment 7) Barre d'influence 8) Séparation du courant ionique. La figure 3 représente la double couche ionique et l'allure de la courbe de potentiel ZETA. 9) Paroi capillaire 10) Double couche ionique 11) Extension de la couche ionique 12) Concentration des co-ions 13) Concentration des ions de signe opposé. La figure 4 représente le mode d'introduction de la barre d'influence et la répartition des charges à la surface de celle-ci. 5) Trou foré dans le mur 7) Barre d'influence et ses charges 1) Potentiel du sol 3) Electrolyte du mur humide La figure 5 représente le mode d'installation des barres d'influence dans les sous-sols et les caves. 1) Potentiel du sol 3) Electrolyte du mur 5) Trous forés à différents niveaux du mur. La figure 6 représente une coupe longitudinale de la barre composite. Selon le principe de Coulomb le noyau métallique, en contact avec le sol, se charge négativement. Ce conducteur électrisé, enveloppé d'un semi conducteur isolé nous met dans les conditions du théorème de Faraday, mais le semi-conducteur rompt de façon permanente l'équilibre en faveur de l'accumulation de charges statiques sur le manteau de matériau synthétique, lui-même chargé en permanence par la friction des ions ascendants. I1 se produit alors un appel constant du réservoir de charges du noyau métallique (1028 mol ).La neutralisation des charges négatives de la zone supérieure de l'humidité dans le mur est alors réalisée, sans possibilité d'inversion de polarité. 14) Noyau d'alliage 15) Couche à propriétés de semi-conducteur 16) Couche externe de matériau synthétique. Les résultats, dont quelques exenples suivent, sont obtenus sur tous les types de maçonnerie quelle qu'en soit l'épaisseur (% = pourcentage d'humidité du mur). Avant intervention 1ère mesure 2ème mesure I I I Date g | Date % Date % Universitè, murs 2m | 9/78 | 16.50 | 7/79 | 3.20 | 11/81 | 2.40 en sous-sol Habitation,Wiener Neustadt 7/80 9.50 11/80 0.50 12/83 0.50 Hôpital, Ybbs 8/82 12.0 10/82 5.0 7/83 2.0 Arsnal, Wien 9/82 22.0 2/83 3.30 8/83 0.80 Immeuble GRAZ 9/83 21.90 2/84 7.40 5/84 3.50 " " 10/83 20.0 2/84 3.40 5/84 0.50 Habitation Wien 3/79 19.0 4/79 11.0 6/79 3.0 " " 6/81 13.0 9/81 4.0 4/82 3.0 " n | 7/81 26.0 11/81 2.50 8/82 0.50 Brasserie Schwechat Wien 4/82 14.0 6/82 6.40 9/82 4.0 Hauscerwaltung |11/82 | 10.50 | 4/83 | 6.50 | 7/83 | 2.0 Habitation WIEN 3/83 14.0 0 | 9/83 7.0 | 5/84 3.0 Habitation YBBS 5/81 13.0 8/81 9.50 12/81 1.90 " " NEUGRUNSTRAMDORF 4/82 29.0 7/82 11.0 5/83 2.90 Le procédé a fait, en AUTRICHE où il a été appliqué l'objet de contrôles dans son utilisation pratique. 1) Rapport M A 39 n 2293/83 du Versuchs-uni- Forschunganstalt dEr Stadt Wien, sur l'assèchement réussi de la St JOHANN Kapelle, rapport mettant l'accent sur la valeur du procédé. 2) Rapport TVFA n V.70586/1 du Technische Versuch -und- Forschunganstali an der Technischen Universität Wien du 20.20.83 relatant la complète réussite d'un assèchement, par le procédé d'influence décrit ci-dessu des murs épais de deux mètres, datant de l'an 1525, des sous-sols de la Vieille Université de Vienne (Autriche). Le rapport fait état de ce que, sur une barre insérée dans le mur lors des travaux d'assèchement effectués en 1978 on n'a pas pu mettre en évidence en 1983 de traces de corrosion, et il conclut à la fiabilité du procédé dans le temps. R E V E N D I C A T I O N S 1) Procédé d'assèchement de l'humidité ascendante dans les murs, basé sur les lois de l'électrostatique, caractérisé en ce qu'il comporte des barres composites (7) formées d'un noyau métallique (14) recouvert par deux couches différentes (15,16), implantées obliquement ou verticalement dans des trous (5) ou fentes pratiqués dans le mur, etablissant ainsi par influence une séparation des charges dans la maçonnerie (8). 2) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des barres composites (7) formées d'un noyau d'alliaae métallique (14) recowert d'une première couche (15) de matériau à propriétés de semi-conducteur, elle-même recouverte d'une deuxieme couche (16) formée d'un matériau synthétique a propriétés électrostatiques.