Brevet FR2619585A1 — publié le 19890224

La présente invention concerne un procédé permettant de rendre étanches des talus quels que soient leur. rugosité, leur pente (à I'extrême, vertical ou horizontal), leur nature (talus naturel, graveleux, sableux ou argileux, ou artificiel: béton, sol-ciment, etc.) ou le mode de mise en oeuvre et d'utilisation (p.ex. talus ultérieurement recouvert ou pas, ou bien de talus sous l1eau). I1 existe de très nombreux procédés pour étanchéifier un talus: soit revêtement en place d'un produit seulement imperméable comme diverses argiles (bentonites ou autres) recouvertes ou non, ou d'un produit plus ou moins auto-durcissant, comme les bétons (avec au besoin pose préalable d'un treillis d'armatures et/ou cloutage) ou les mastics bitumin eux; soit mise en place d'une couche préfabriquée (à la limite dalle de béton), généralement feuilles souples ou plastiques; la combinaison de plusieurs procédés est évidemment utilisable, avec éventuellement préparation du talus, p.ex. par mise en place préalable d'une couche drainante contre les sous-pressions dans le cas où le talus est soumis à de brusques variations de charge hydraulique, Toutes ces méthodes sont peu ou prou adaptées à chaque problème spé cifique, aucune n'est universelle; p.ex. le béton présente une bonne tenue mécanique, mais est cher à mettre en oeuvre et se fissure; les feuilles souples se déchirent et vieillissent mal; les argiles ont une résistance mécanique souvent trop faible. La présente invention propose un procédé, relativement universel, facile à mettre en oeuvre (et donc bon marché) à la fois quant à l'appareillage nécessaire, quant aux matières premières, quant à la souplesse d'utilisation et d'amélioration selon le degré d'étanchéité recherché et quant au contrôle et à la réparation éventuelle. Elle est dérivée d'une méthode déposée, plus compliquée, mise au point, décrite et appliquée comme un "dispositif pour rendre étanches les enceintes verticales ou peu inclinées a (demande de brevet N" 84 05193) Son principe consiste à simplifier et étendre radicalement la mise en oeuvre de coulis dits d'argile-ciment déjà utilisés en travaux publics p. ex. pour réaliser à l'intérieur du sol des parois verticales, minces ou épaisses, mises en oeuvre avec des pelles excavatrices ou par injection à travers des lances. Le coulis a trois composantes principales, en proportions variables selon les cas d'espérer - de l'eau; - une argile ou un limon assurant son étanchéité, de préférence, mais pas exclusivement, montmorillonite ou bentonite (donc thixotropique), préférable pour la mise en oeuvre et la perméabilité, mais pas indis pensable (on peut utiliser tout sol naturel imperméable, même p. ex. du loess remanie'); - et un élément assurant le support mécanique, de préférence, pour ses caractéristiques à terme, mais pas exclusivement, un ciment, si possi ble riche en laitier pour son inertie vis-à-vis des variations d'h y- dratation; on peut p.ex. utiliser aussi de la chaux, avec apport au be soin d'adjuvants connus comme accélérateur de prise, adjuvant anti-re trait, colorant ou désherbant. I1 peut être en effet utile de supprimer les végétaux existants ou de les empêcher de repousser. Le traitement désherbant peut être appliqué avant celui d'étanchéité ou simultanément, p.ex. en l'incluant dans la première couche. Le coulis obtenu présente à la fois une résistance au cisaillement non négligeable (env. 0,1 à 10 MPa) et une élasticité comparable à celle du sol naturel, en sorte qu'en cas de sollicitation mécanique, le voile obtenu ait des caractéristiques de déformation analogues à celles du support, tout en devenant résistant à l'érosion Un avantage principal de la méthode est en effet la possibilité, grâce à l'élasticité du matériau et à sa cohésion qui se développe avec la prise du ciment, de pouvoir être appliquée sur n'importe quelle surface. Ainsi, sur un talus naturel, on peut traiter, càd. à la fois étanchéifier et stabiliser mécaniquement, des éboulis, de la terre végétale, des remblais artificiels ou bien tous autres types de matériau pour lesquels les méthodes conventionnelles nécessiteraient un pré-traitement. On peut aussi adapter la composition du coulis en fonction de la résistance au-cisaillement et de l'élasticité souhaités (notamment par simple variation du pourcentage des composants), p.ex. en mesurant préalablement en laboratoire les caractéristiques du talus traité et en donnant au coulis les mêmes caractéristiques ou bien des caractéristiques différentes si le cas d'espèce l'exige: généralement il est préférable que le support et l'étanchéité aient des modules d'élasticité comparables, mais il peut arriver qu'on demande à l'étanchéité une élasticité plus faible (p.ex. pour mieux s'adapter aux déformations ultérieures du support), ou plus élevée pour améliorer encore la résistance mécanique. Le mode de mise en oeuvre est fonction de l'objet à étanchéifier, des moy ens disponibles et du type d'imperméabilité recherché (p.ex. degré de perméabilité, sous-pressions, mise en oeuvre sous l'eau, etc.). De façon préférentielle, l'appareillage est constitué (voir planche l/lJ d'un véhicule automobile adapté (1) sur lequel est monté un malaxeur (2), éventuellement alimenté depuis des silos fixes ou mobiles, où est mélangé le coulis qui est pompé par une pompe (3) (de préférence pompe à piston ou hélicoldale, mais aussi moyens plus rudimentaires allant jusqu'à la simple goulotte) dont la conduite de refoulement est dirigée par l'opérateur (4) sur la zone à étanchéifier, peux. le talus (5), sous une pression adaptable de zéro à plusieurs MPa. Généralement, le coulis se fissure par retrait après mise en oeuvre en quelques minutes à quelques jours selon les composantes et les conditions, ce qui évidemment nuit à l'étanchéité de façon déterminante. Le procédé proposé permet, sans aucune difficulté, de projeter une deuxième couche sur la première après apparition des fissures de retrait, les fissurations de la deuxième couche ne se superposant pas à celles de la ;-e- mière, bouchées par la deuxième couche.Au besoin, on peut introduire entre deux couches de coulis, une couche intermédiaire d'argile sans ciment destinée à boucher les cheminements préférentiels de l'eau le long des fissures et les trous ponctuels à leur croisement, mais le procédé permet aussi de multiplier le nombre de couches, p.ex. pour augmenter l'épaisseur totale, ce qu'on peut aussi obtenir en jouant sur les rapports quantitatifs du ciment à l'eau et/ou de l'argile au ciment, paramètres sur lesquels on peut aussi jouer selon la pente et la rugosité du terrain, ou selon le degré d'etanchéité souhaité. Le mode meme de mise en oeuvre permet d'ailleurs son contrôle à l'oeil nu à l'avancement (main d'oeuvre peu spécialisée) ainsi qu'au besoin sa reprise à plus ou moins long terme par des wrustinesw après inspection visuelle. Le procédé permet entre autres de subir sans dommage certaines déformations grâce aux multi-couches et au module de déformation analogue à celui du sol, ainsi que de recouvrir le voile étanche, après début de prise, p.ex. avec du tout-venant. I1 permet aussi, comme pour l'invention mentionnée plus haut concernant les enceintes verticales ou peu inclinées, de fixer le coulis sur un feutre préalablement étendu sur la surface à traiter ou bien de le recouvrir par un feutre avant ou après prise du coulis, p. ex. quand des terrassements ultérieurs risquent de déchirer le voile. L'élément de fixation peut etre un feutre ou tout autre type de voile ou treillis, préfabriqué ou non, ajouré ou non. Préalablement au traitement de préférence, mais aussi simultanément ou postérieurement, il est possible de combler des cavités ou des macrofissures, en injectant p.ex. du coulis utilisé pour l'étanchéité, ou en utilisant tout autre matériau. Le mode de mise en oeuvre permet enfin entre autres les variantes suivantes: - prolongement sans discontinuité d'un autre type de voile, p.ex. d'un voile vertical à l'intérieur du sol; - combinaison avec d'autres procédés d'étanchéification, notamment mise en oeuvre simultanément, ou de préférence postérieurement,d'argile, p.ex. bentonite en poudre permettant d'épaissir la couche traitée, d'as souplir sa surface ou de réduire encore la perméabilité par entraine ment dans les microfissures existantes ou susceptibles de se former. La bentonite peut alors etre mise en oeuvre p.ex. par épandage pou dreux ou liguide, ou par entrainement par le liquide de remplissage ou par saupoudrage à la surface de ce liquide; - lissage de la surface obtenue, avant prise complète du coulis, les ru gosités du voile avant lissage, fonction de celles du support, déter minant l'épaisseur du voile à mettre en oeuvre; - préparation du talus avant traitement, p.ex. par mise en place d'un drain.L'un des avantages pratiques du procédé est néanmoins de per mettre sa mise en oeuvre sur des sols hétérogènes non préparés, au contraire des procédés connus qui nécessitent préparation coûteuse; - mise en place sous l'eau: quand le talus est sous l'eau, p.ex. pour des excavations de terrain plus profondes que la nappe phréatique, le coulis peut etre mis en place soit par projection systématique sous l'eau, à une distance du talus à choisir selon le cas d'espèce, soit par épandage à la surface de l'eau, en une ou plusieurs phases, de coulis préparé ou bien de ses constituants, liquides ou solides (à la limite, poudre sans liquide). Pour assurer une mise en place optimale (p.ex. uniforme), on peut utiliser un calibre.Enfin, pour des eaux chargées chimiquement (p.ex. eau de mer), on peut modifier les consti tuants en conséquence, comme pour toutes techniques d'utilisation de ciments En cas de mise en eau du talus (p.ex. réservoir ou barrage) possibilité d'attendre prise et fissuration complètes du matériau, mais aussi de mettre en eau au besoin avec protection, provisoire bu non, contre l'érosion due à la mise en eau, au fur et à mesure du traite ment. - pour des zones inacessibles par voie terrestre, le procédé peut etre mis en oeuvre p.ex. par dispersion d'un hélicoptère, en poudre ou en coulis. L'invention est utilisable partout où il est nécessaire d'étanchéifier un terrain naturel ou artificiel, soit en premier traitement, soit en reprise, p.ex.: revêtement de canaux, ou bien ré-étanchéification de canaux fissurés, p. ex. en béton; isolation de 2 nappes, pour éviter la contamination de la nappe phréatique par une pollution accidentelle ou par une décharge installée dans une excavation (carrière désaffectée, etc.); enceintes étanches destinées à recevoir de l'eau (bassins tampons) ou un autre liquide (p.ex. hydrocarbures, eaux résiduelles), retenues et barrages, notamment en zones difficiles à terrasser. Elle permet d'étendre à tous les sols, notamment à des sols très perméables, comme les karsts, des techniques de retenues collinaires pratiquées en sols naturellement imperméables comme les arènes granitiques, la forte épaisseur imperméable naturelle des arènes étant compensée par la permé abilité très faible du voile obtenu par le procédé sur une faible épaisseur. Le procédé est particulièrement adapté à l'utilisation en pays en voie de développement par son économie et sa souplesse, par sa mise en oeuvre simple, directement contrôlable et facile à perfectionner, mais surtout par le fait que, dans sa formulation de base, il ne nécessite que des matières premières quasi-disponibles en tous pays et mises en oeuvre avec un appareillage simple. L'invention s'étend à tous types d'application reprenant de quelque façon la description particulière ci-dessus. REVENûICA1IOS 1) Procodd d'S'anchEificatzon de talus, nntirr.l ou artificicls (5), de pente entièrement variable, hors d'eau ou sous l'eau, caractérisé par la projection d'un coulis à base de matériaux fins, et de liants hydrauliques, coulis fabriqué (2) sur place, et projeté (4) sur le talus au fur et à mesure de la fabrication. 2) Procédé, selon la revendication 1, caractérisX par la superposition successive de plusieurs couches projetées. 3) Procédé, selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'une couche n'est projetée qu'après apparition des fissurations de retrait des couches antérieures. 4) Procédd, selon les revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'une des couches au moins est constituée de matériaux fins, apportés en phase liquide ou pulvérulente, sans liant hydraulique. 5) Procédé, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins une partie de la projection a lieu sur un support préfabriqué recouvrant le talus. 6) Procédé, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'étanchéité exécutée est en liaison avec un autre voile, dans le sol. 7) Procédé, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'étanchéité exécutée est recouverte par une épaisseur quelconque de matériaux. 8) Procédé, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, le talus à étanchéifier étant sous l'eau, le coulis définitif ou ses constituants sont épandus à un niveau quelconque par rapport à la surface de l'eau. e 9) Procédé, selon l'une quelconque des revendications précédentes, catactérisé par le fait que l'une des couches au moins du coulis reçoit un adjuvant spécifique tel un désherbant, un colorant, un accélérateur de prise, un anti-retrait. 10) Procédé, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le coulis ou ses constituants sont mis en place à l'aide d'un calibre.