Brevet FR2660335A1 — publié le 19911004

L'invention concerne le secteur technique du drainage des sols et la protection de ceux-ci contre les effets de l'eau et, notamment, le drainage des chaussées routières. Sous l'action de l'intensité de la circulation et des intempéries, les chaussées se dégradent avec le temps. Ceci se traduit par l'apparition de fissures provoquant une dégradation de l'imperméabilité de la face supérieure de la chaussée et permettant à l'eau des précipitations de pénétrer dans les couches constituant le corps de la chaussée. Cette eau, qui se trouve dans le corps de la chaussée sous forme libre et sous forme capillaire peut être la cause de nombreux dommages et défauts prématurés. Les coûts d'entretien des chaussées sont notablement diminués en équipant celles-ci de dispositifs de drainage capables d'évacuer rapidement l'eau en excès. Les méthodes de drainage des sols habituellement utilisées mettent en oeuvre des tuyaux perforé ou poreux posés au fond d'une tranchée et recouverts de granulats dont les caractéristiques de granulométrie doivent répondre aux critères dits de Terzaghi. Ces critères de Terzaghi évitent le colmatage du matériau et lui assurent un maintien de son efficacité drainante dans le temps. Cependant, ces méthodes ont l'inconvénient, de par le principe d'utilisation de granulats, de nécéssiter l'extraction d'un volume disproportionné par rapport à la nature des travaux entrepris, de matériau provenant du terrain à drainer avec un coût élevé de transport et qui devra être remplacé par des granulats également très onéreux. Une amélioration de ce type de procédé a consisté à utiliser des géotextiles entravant le tuyau et le granulat de façon à créer un filtre artificiel, éliminant ainsi les contraintes liées aux critères de Terzaghi. Toutefois, ce procédé ne réduit pas la quantité de matériau à évacuer et à remplacer par des granulats. I1 a également été proposé dans l'état de la technique d'utiliser des nappes de textiles associées à une armature de métal déployée ou de matière plastique ondulée permettant à l'eau de s'écouler après filtration entre les espaces libres. Ce procédé vite ainsi l'utilisation de granulats et diminue les quantités de matériaux à extraire. Cependant, les dispositifs utilisés présentent des inconvénients qui limitent leur utilisation au cas où le système de drainage doit subir des efforts de compression dans une direction sensiblen;e;lt perpendiculaire à son plan. En effet, le filtre textile entre chaque ondulation n'est pas soutenu et le système peut soit se déformer et alors se colmater, soit se per forer et alors permettre le passage de fines particules dans le système limitant, à terme, son efficacité. Un autre procédé de l'état de la technique consiste à utiliser une armature recouverte sur ses deux faces par une couche filtrante. L'armature à terme présente une multitude de bossages et d'alvéoles dont les sommets viennent en contact avec les deux couches filtrantes. L'armature interne est, de plus, étanche à l'eau. Ces procédés présentent cependant l'inconvénient de mettre en oeuvre une structure rigide limitant les possibilités d'adaptation du système à la géométrie du sol à drainer, particulièrement dans le cas de pliage, d'arrondi, d'angularités ou d'aspérités. De même, dans le cas de déplacement du sol, cette structure rigide peut créer des points durs engendrant des contraintes importantes localisées, entrainant elle-même une détérioration du système. Enfin, les procédés à structure rigide nécessitent la présence de vides entre la couche filtrante et l'armature interne pour assurer un écoulement de l'eau. Or, cette disposition entraine, pour la couche filtrante qui n'est plus soutenue, des deformations importantes ou des risques de perforation dus aux contraintes provoquées par les éléments durs du sol à drainer. Les perforations permettent alors aux fines particules du sol à drainer d'être entraînée J dans le système de drainage, provoquant rapidement son colmatage défv tif. La présente invention concerne un nouveau dispositif de drainage constitué d'un assemblage de matériaux textiles de type souple associé à un système de collecte des eaux, dispositif ne présentant pas les inconvénients de ceux de l'état de la technique et doté de multiples avantages. La souplesse des matériaux textiles utilisés permet d'employer le dispositif de drainage selon I'inventio dans de très nombreuses réalisations devant répondre à des critères liés, soit à la nature du sol à drainer, soit à la nature de l'exploitat on de l'ouvrage à drainer. Cette souplesse permet au dispositif de ne pas ae déchirer et de garder des capacités hydrauliques satisfaisantes. Par ailleurs, le dispositif peut être soumis à des efforts importants dans toutes les directions sans voir son efficacité remise en cause. Selon l'invention, l'assemblage de matériaux textiles de type souple est constitué d'une nappe drainante centrale recouverte sur chacune de ses faces par une nappe filtrante. Le matériau textile utilisé pour constituer la nappe centrale est choisi pour ses qualités de drainage et notamment ses caractéristiques de transmissivité de l'eau. Le matériau textile utilisé pour constituer les nappes filtrantes est choisi pour ses qualités de filtration et notamment pour ses caractéristiques de porométrie. La disposition des nappes filtrantes et drainante permet aux eaux de franchir d'abord le filtre textile puis d'être conduites par la nappe drainante centrale vers un système de collecte des eaux placé en partie basse. Selon l'invention, le système de collecte des eaux est constitué par une poche contenant un collecteur drainant poreux ou perforé soit sur sa périphérie soit sur une seule ligne supérieure parallèle à son axe permettant au collecteur d'être étanche dans sa partie inférieure et ainsi d'autoriser l'évacuation complète des eaux drainées sans réimbibition du sol. Les deux nappes filtrantes évitent le colmatage du dispositif drainant et évitent également le lessivage du sol à drainer en créant une zone de transition entre le sol à drainer tt la nappe drainante. -- Les caractéristiques de ces nappes filtrantes sont choisies en fonction de la perméabilité du sol à drainas mais aussi en fonction de sa granulométrie. Avantageusement, on utilise des napées filtrantes constituées par un matériau textile non tissé. Préférentiellement les nappes filtrantes sont constituées par un matériau textile non tissé et aiguilleté. Egalement préférentiellement, les nappes -filtrantes utilisées pos -l sèdent une permittivité comprise entre 0,5 et 10 s et une porométrie comprise entre 50 et 150 microns. La nappe centrale assure, sous l'action de la gravité, l'évacuation de l'eau qui a traversé la nappe filtrante Selon un aspect particulièrement intéressant de l'invention, la porométrie de la nappe drainante est supérieure à la porométrie des nappes filtrantes pour permettre aux très fines particules ayant pu passer à travers les nappes filtrantes d'être évacuées sans rétention par le système collecteur. Avantageusement, la transmissivité de la nappe drainante est également plus élevée que celle de la nappe filtrante. Avantageusement, on pourra utiliser une nappe drainante possédant une transmissivité comprise entre 10 6 et 10 m2/s, une porométrie comprise entre 150 et 300 microns et une permittivité comprise entre -l 0,5 et 10 s La nature très souple du dispositif de drainage conférée par la présence de textiles lui permet d'être adapté aisément à la géométrie du terrain à drainer et notamment d'être utilisé dans le cas de pliage, d'arrondi, sans détérioration ou diminution de ses capacités, même en cas de tassement plus ou moins irréguf-.er du sol. De plus, l'absence du vide ou de cavité entre les différentes nappes du dispositif, garantit une protection contre les risques de déchirure entraînant le colmatage partiel ou total par arrivée de particules fines dans le dispositif drainant. La nature de la nappe drainante et plus particulièrement ses caractéristiques de souplesse, de transmlssivité, de perméabilité, de porométrie et de résistance mécanique permettent au procédé de garder son efficacité sous l'action des conditions de réalisation des travaux de pose du dispositif, d'une part, et de l'exploitation de l'ouvrage à drainer d'autre part. L'assemblage des nappes filtrantes avec la nappe centrale peut se faire par tout moyen approprié, par exem7ie par thermosoudure, par couture ou par aiguilletage. Préférentiellement, cet assemblage ost fait par aiguilletage. Selon une variante préférentielle, le système collecteur est constitué par un tuyau poreux ou perforé inséré dans une poche formée par la prolongation des nappes filtrantes dont les dimensions sont plus importantes que celles de la nappe drair.-nte centrale. Le système collecteur ainsi constitué assure le recueil des eaux en provenance de la nappe drainante et l-ur évacuation vers des exutoires appropriés. L'invention et les avantages qu'elle présente seront plus facilement compris grâce à un exemple non limitatif de réalisation de l'invention décrit ci-après en référence aw messins dans lesquels - La figure 1 représente une vue e -oupe d'une réalisation du dispositif de drainage des sols selon l'inv ntion, - La figure 2 représente en coupe n exemple de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention dans le catirez ce l'exécution de terrassements pour la mise n place d'une autorc > u. Selon la figure 1, le dispositif L'assemblage (1) est constitué d'une nappe drainante centrale (4) recouverte sur chacune de ses deux faces par une nappe filtrante (3). La dimension des nappes filtrantes (3) est supérieure à celle de la nappe drainante (4) et permet la formation d'une poche (5) dans laquelle est inséré un collecteur drainant (6). Cette poche (5) et ce col-l-- lecteur drainant (6) constituant le système collecteur (2) dans lesquels circulent les eaux drainées. Les nappes filtrantes (3) sont constituées d'un textile de fibres continues en polypropylène aiguilleté d'un masse surfacique de 160 g/m2, -l d'une porométrie de 85 microns et d'une permittivité de 2,73 s La nappe drainante est constituée d'un textile en fibre courte de polypropylène aiguilleté possédant une masse surfacique de 600 g/m2, d'une porométrie de 250 microns et d'une transmissivité de 8.10 m2/s. Cette nappe drainante possède une épaisseur de 8 à 8,5 mm sous 2 kPa. Des points de thermo-soudure (8,9,10 et 11) permettent la solidarisation des nappes filtrantes (3) et de la nappe drainante (4), d'une part et la formation de la poche (5) d'autre part. Le tuyau (6) est en contact dans sa partie supérieure, avec la nappe drainante (4), de façon à permettre une bonne circulation des eaux drainées (7). Selon la figure 2, une zone de terrassements (12) pour la construction d'une autoroute dont la plateform (13) sera située à 7 m sous le niveau de référence (14) et protégée par deux tranchées drainantes (15, 16) parallèles à l'axe perpendiculaire à la plateforme (13). Dans chacune de ces tranchées (15, 16) est disposé un dispositif de drainage selon l'invention (17, 18). Les dispositifs de drainage selon l'invention ont une hauteur de 5 m et une largeur de 4 m et présentent à la base une poche suffisante pour recevoir un tuyau circulaire d'un diamètre de 150 mm. L'installation de tels dispositifs permet de prévenir une mauvaise tenue des parements des futurs talus (19, 20) et ainsi de palier les inconvénients provoqués par l'hétérogénéité des matériaux en place et de contrôler une circulation à l'origine anarchique des eaux d'infiltration. REVENDICATIONS 1. Dispositif de drainage des sols caractérisé en ce qu'il est constitué d'un assemblage (1) de matériaux textiles souples associé à un système de collecte des eaux (2). 2. Dispositif de drainage des sols selon la revendication 1 caracté risé en ce que le dit assemblage (1) est constitué d'une nappe drainan te centrale (4) recouverte sur chacune de ses deux faces par une nappe filtrante (3). 3. Dispositif de drainage des sols selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les nappes filtrantes (3) sont-constituées par un matériau textile non tissé. 4. Dispositif de drainage des sols selon la revendication 3 caractérisé en ce que les nappes filtrantes sont constituées par un matériau tex tile non tissé aiguilleté. 5. Dispositif de drainage des sols selon l'une des revendications précé dentes caractérisé en ce que les nappes filtrantes utilisées possè -l dent une permittivité comprise entre 0,5 et 10 s 6. Dispositif de drainage des sols selon l'une des revendications précé dentes caractérisé en ce que les nappas filtrantes possèdent une po rométrie comprise entre 50 et 150 microns. 7. Dispositif de drainage des sols selon l'une des revendications précé dentes caractérisé en ce que la porométrie de la nappe drainante est supérieure à la porométrie des nappes filtrantes. 8. Dispositif de drainage des sols selon i'une quelconque des revendica tions précédentes caractérisé en ce que la transmissivité de la nappe drainante est supérieure à celle de la nappe filtrante. 9. Dispositif de drainage des sols selon l'une des revendications précé dentes caractérisé en ce que la transmissivité de la nappe drainante est comprise entre 10 et 10 m2/s. 10. Dispositif de drainage des sols selon l'une des revendications pré cédentes caractérisé en ce que la porométrie de la nappe drainante est comprise entre 100 et 300 microns. 11. Dispositif de drainage des sols selon l'une des revendications pré cédentes caractérisé en ce que la pemittivité de la nappe drainante -l est comprise entre 0,5 et 10 s 12. Dispositif de drainage des sols selon l'une des revendications pré cédentes caractérisé en ce que le di système de collecte (2) est cons titué par une poche (5) dans laquel est insérée un collecteur drainant (6). 13. Dispositif de drainage des sols selon la revendication 12 caracté risé en ce que la dite poche (5) est constituée par les nappes fil trantes (3).