Brevet FR2707093A1 — publié le 19950106

" Surface artificielle notamment adaptée à la réalisation de pistes hippiques ainsi que procédé d'obtention d'une telle surface La présente invention se rapporte à une surface artificielle d'épaisseur de l'ordre de 40 à 150 mm notamment adaptée à la réalisation de pistes hippiques. La surface classiquement utilisée pour les courses et les concours hippiques est l'herbe qui présente l'inconvénient d'être sensible au gel et de donner lieu à une usure rapide en cas d'utilisation intense. Pour cette raison, l'herbe est réservée à des pistes qui ne sont utilisées qu a la belle saison ou à des terrains ayant une surface suffisamment grande pour lui permettre de se régénérer. Lorsque ces conditions ne sont pas remplies, on a pensé à remplacer l'herbe par des surfaces artificielles le plus souvent à base de sable notamment de sable siliceux, le cas échéant associé à des matériaux tels que fibres de bois, cendres provenant de centrales thermiques ou encore matériaux synthétiques broyés, notamment chlorure de polyvinyle. Les surfaces ainsi fabriquées ne se sont pas avérées satisfaisantes vu qu'elles se dégradent en vieillissant et surtout qu'elles manquent de cohésion et de tenue. Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé d'ajouter au sable dont la granulométrie est classiquement comprise entre 0,01 et 2 mm des fibres synthétiques, notamment des fibres de polypropylène de grande longueur ayant pour rôle de stabiliser la surface en sable et d'augmenter sa cohésion et sa portance grâce au frottement ainsi engendré des fibres contre les grains du sable ; l'idée à la base de cette incorporation de fibres consistait à tenter d'obtenir artificiellement une stabilisation de même nature que celle consécutive à l'enchevêtrement du système radicalaire du gazon dans les grains de sable. A titre d'exemple, le document FR-A-2 601 705 décrit une surface artificielle adaptée à la réalisation de pistes hippiques du type susmentionné constituée par un sable très fin dans lequel sont dispersées en tous sens des fibres synthétiques ayant de préférence une longueur comprise entre 35 et 50 mm et un diamètre de l'ordre de 100 pm. Il était jusqu'à présent admis que, les forces de frottement variant de façon exponentielle avec la longueur des fibres, il était impossible d'obtenir une stabilisation satisfaisante en mettant en oeuvre des fibres de longueur inférieure à 30 mm. On a bien déjà proposé, conformément au document EP-0 136 747 d'incorporer à du sable des fibres synthétiques notamment des fibres de polypropylène ayant une longueur de 6 à 10 mm pour la réalisation de surfaces artificielles destinées à des manèges ou à des écoles d'équitation, mais, il s'agissait là d'une couche de fondation destinée à être recouverte par une couche supérieure constituée par des fibres d'herbe artificielle. Or, cette obligation d'utiliser des fibres ayant une longueur minimale n'est pas sans poser de nombreux problèmes, notamment quand il s'agit non pas de créer de toute pièce des surfaces nouvelles, mais de "régénérer" des surfaces existantes en leur incorporant des fibres : en effet, une telle incorporation à du sable de fibres de longueur relativement grande qui nécessite des cisaillements très importants, ne peut pas être réalisée in situ mais oblige à faire appel à des mélangeurs de haute intensité dans lesquels le sable préalablement extrait est vigoureusement mélangé aux fibres avant d'être ensuite réappliqué sur le sol. Or, il s'agit là d'une opération particulièrement coûteuse dont la mise en oeuvre correspond à la plus grande partie du coût du traitement. Or, on s'est rendu compte, conformément à l'invention, que l'on pouvait, de manière surprenante, remédier aux inconvénients susmentionnés en mettant en oeuvre des fibres extrêmement fines (environ 10 fois plus que les fibres classiquement utilisées) et ce, tout en pouvant, en fin de traitement, obtenir des surfaces artificielles ayant des caractéristiques au moins égales à celles des surfaces de l'art antérieur susmentionné. L'invention concerne donc une surface artificielle d'épaisseur de l'ordre de 40 à 150 mm, notamment adaptée à la réalisation de pistes hippiques et essentiellement constituée par un matériau en fines particules de granulométrie comprise entre 0,01 et 2 mm, dans lequel sont dispersées en tous sens des fibres synthétiques. Cette surface artificielle est caractérisée en ce qu'elle comporte, en proportions pondérales, environ 1 à 5 "/'" de fibres synthétiques, notamment de fibres de polypropylène ayant une longueur comprise entre 4 et 75 mm et un diamètre compris entre 5 et 20 pm. Les avantages surprenants de la surface artificielle conforme à l'invention sont liés à la mise en oeuvre de fibres extrêmement fines ayant une longueur cumulée de l'ordre de 5 000 km par kilogramme qui permettent d'obtenir des surfaces de frottement aussi grandes que possible, et donc des surfaces satisfaisantes tant pour ce qui est de leur cohésion que de leur tenue, en imitant, autant que possible, le réseau racinaire du gazon. Un tel réseau, qui inclut des radicelles de très petites dimensions, ayant un diamètre de l'ordre de micron, voire inférieur, est cependant difficile à imiter du point de vue mécanique ; pour remédier à cette difficulté, on a eu l'idée, conformément à l'invention, de faire subir aux fibres un traitement mécanique de manière à augmenter les forces de frottement. A cet effet et conformément à une autre caractéristique de l'invention, on met en oeuvre des fibres synthétiques ayant subi un traitement préalable de gainage par un bitume, notamment sous forme d'une émulsion bitume/eau de préférence acide. Dans certains cas particuliers, on peut également chercher à diminuer le frottement en gainant les fibres synthétiques au moyen d'un produit gras faisant office de lubrifiant. Selon une autre caractéristique de l'invention, le matériau en fines particules est essentiellement choisi dans le groupe formé par le sable notamment le sable siliceux, les polymères notamment les matériaux plastiques tels que le polyéthylène ou les élastomères naturels ou de synthèse. I1 est, en effet, important de noter que l'invention ne concerne pas exclusivement des surfaces synthétiques à base de sable, mais concerne également des surfaces réalisées en ou contenant des matériaux notamment des matériaux synthétiques autres, en particulier des matériaux non affectés par le gel et possédant une souplesse structurelle. Une fraction limoneuse peut être ajoutée à de telles surfaces artificielles conformes à l'invention de façon à augmenter leur cohésion et leur densité. Il est à noter que l'invention permet avantageusement de réaliser des surfaces artificielles particulièrement bon marché en incorporant des fibres à des matériaux plastiques de récupération, notamment à des broyats de câbles disponibles en grande quantité sur le marché, et donc pouvant être obtenus à bas prix. Lorsque l'on désire créer de toute pièce des pistes hippiques nouvelles, la surface artificielle conforme à l'invention peut être préparée dans une installation de type centrale à béton avant son application sur le sol. Cependant, de nos jours, de telles créations de pistes sont rares, mais en revanche, on est relativement souvent amené à "régénérer" des pistes existantes, notamment en sable, dans le but d'en améliorer les caractéristiques. Or, on s'est rendu compte, selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, que, de façon surprenante, si l'on choisissait des fibres synthétiques ayant une longueur maximale de 40 mm, il était possible d'effectuer une telle régénération in situ, tout en obtenant en fin de processus une surface ayant des caractéristiques particulièrement satisfaisantes proches du gazon. L'invention concerne donc également un procédé d'obtention par régénération d'une surface artificielle du type susmentionné essentiellement constituée par un matériau en fines particules renfermant, en proportions pondérales, environ 1 à 5 /' de fibres synthétiques ayant une longueur comprise entre 4 et 40 mm et un diamètre compris entre 5 et 20 pm par traitement in situ d'une surface existante essentiellement constituée par un matériau en fines particules, notamment en sable. Conformément à l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que, dans une étape préalable, on prépare par agitation mécanique une dispersion de fibres dans l'eau à une concentration de l'ordre de 5 à 10 g/l, puis on asperge la surface à traiter avec cette dispersion, pour y répartir les fibres de façon essentiellement uniforme, on mélange les fibres au sable par des moyens mécaniques classiques, sur une épaisseur de 40 à 150 mm, et l'on répète l'opération jusqu'à obtention des caractéristiques mécaniques souhaitées. Il est clair qu'il s'agit là d'un procédé dont la mise en oeuvre est extrêmement simple et qui est de nature à abaisser environ d'un facteur 10 le coût du traitement par rapport aux procédés mis en oeuvre dans des malaxeurs de haute intensité. Les moyens mécaniques utilisés pour l'étape de mélange du sable et de la dispersion de fibres dans l'eau peuvent être quelconques sans pour cela sortir du cadre de l'invention ; à titre d'exemple, on peut mentionner la possibilité d'avoir recours à des organes classiques tels que rotorvator, herse vibrante ... ou encore d'autres moyens habituels d'entretien. Pour pouvoir obtenir une répartition uniforme des fibres dans le sable, il est indispensable d'agir sur la viscosité de la dispersion afin de pouvoir amener le sable à l'état "liquide" ; l'expérience a montré que l'on peut obtenir des résultats satisfaisants en utilisant une dispersion ayant approximativement la consistance d'un gel, notamment grâce à une addition d'un composé biodégradable notamment à base de polyacrylamides. Une telle addition est en particulier indispensable lorsque le sable à traiter est un sable drainant de façon à garantir que l'eau reste dans la couche supérieure du sol d'épaisseur de l'ordre de 40 à 150 mm et ne risque pas de venir se perdre dans les couches plus profondes. Selon une autre caractéristique de l'invention, lors de l'étape préalable, on ajoute à l'eau des agents tensioactifs faisant office de dispersants permettant de faciliter la préparation de la dispersion. Dans le même but, il est également possible, conformément à une autre caractéristique de l'invention, de disperser les fibres dans une émulsion de bitume dans l'eau lors de l'étape préalable. Le procédé selon l'invention peut permettre la fabrication de surfaces artificielles monocouches mais également de surfaces "multicouches" comportant plusieurs couches se distinguant par des teneurs différentes en fibres ou par l'addition de fibres de caractéristiques différentes. Par ailleurs, bien que s'appliquant de manière particulièrement satisfaisante à la fabrication et au traitement des pistes hippiques, l'invention n'est pas limitée à ce seul domaine, et pourrait, en particulier, trouver une application dans le domaine militaire, pour la fabrication de pistes de roulement à mise en oeuvre rapide en cas de débarquement sur une plage. On peut également envisager d'adapter le procédé conforme à l'invention à la stabilisation de talus ou de l'espace annulaire d'un forage ou encore à l'obtention de parois drainantes et de fossés drainants. Dans certains de ces cas particuliers, il peut être avantageux de prévoir non pas un traitement in situ, mais un traitement en centrale à béton, et en particulier une préparation du mélange sable/dispersion de fibres préalablement préparée dans une telle centrale. REVENDICATIONS 10)Surface artificielle d'épaisseur de l'ordre de 40 à 150 mm, notamment adaptée à la réalisation de pistes hippiques et essentiellement constituée par un matériau en fines particules de granulométrie comprise entre 0,01 et 2 mm, dans lequel sont dispersées en tous sens des fibres synthétiques, surface artificielle caractérisée en ce qu'elle comporte, en proportions pondérales, environ 1 à 5 / de fibres synthétiques, notamment de fibres de polypropylène ayant une longueur comprise entre 4 et 75 mm et un diamètre compris entre 5 et 20 pm. 2')Surface artificielle selon la revendication 1, caractérisée en ce que les fibres synthétiques ont subi un traitement préalable de gainage par un produit gras ou par un bitume, notamment sous forme d'une émulsion bitume/eau de préférence acide. 30)Surface artificielle selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le matériau en fines particules est essentiellement choisi dans le groupe formé par le sable notamment le sable siliceux, les polymères notamment les matériaux plastiques tels que le polyéthylène et les élastomères naturels ou de synthèse. 40)Surface artificielle selon la revendication 3, caractérisée en ce que le matériau en fines particules comporte une fraction limoneuse. 50)Procédé d'obtention d'une surface artificielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, essentiellement constituée par un matériau en fines particules renfermant, en proportions pondérales, environ 1 à 5 /-- de fibres synthétiques ayant une longueur comprise entre 4 et 40 mm et un diamètre compris entre 5 et 20 pm par traitement in situ d'une surface existante essentiellement constituée par un matériau en fines particules, notamment en sable, procédé caractérisé en ce que, dans une étape préalable, on prépare par agitation mécanique une dispersion de fibres dans l'eau à une concentration de l'ordre de 5 à 10 g/l, puis on asperge la surface à traiter avec cette dispersion, pour y répartir les fibres de façon essentiellement uniforme, on mélange les fibres au sable par des moyens mécaniques classiques, sur une épaisseur de 40 à 150 mm, et l'on répète l'opération jusqu'à obtention des caractéristiques mécaniques souhaitées. 60)Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, lors de l'étape préalable, on augmente la viscosité de la dispersion en y ajoutant un gel biodégradable, notamment à base de polyacrylamides. 7")Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que, lors de l'étape préalable, on ajoute à l'eau des agents tensioactifs faisant office de dispersants. 8')Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que, lors de l'étape préalable, on disperse les fibres dans une émulsion de bitume dans l'eau.