Brevet FR2846571A1 — publié le 20040507

La présente invention concerne un procédé d'assèchement par électro-osmose d'un milieu poreux imprégné d'un liquide aqueux, ainsi que des électrodes particulièrement appropriées à la mise en oeuvre dudit procédé. L'assèchement d'un milieu humide par électro-osmose est bien connu dans la technique. On peut à ce sujet consulter les articles de L. Casagrande, 1949, "Electro-osmosis in soils", Géotechnique, 3, 1, 159177 and 1951, "Electro-osmotic stabilization of soils", Meeting of the structural section of the Boston Society of Civil Engineers. Selon un tel procédé connu, on implante dans ledit milieu à assécher au moins une anode et au moins une cathode et on établit une différence de potentiel entre ladite anode et ladite cathode pour faire migrer ledit liquide aqueux en direction de ladite cathode. La cathode est disposée dans une aire o les flux hydrauliques ayant migré vers ladite cathode 1 5 peuvent se répandre avec facilité vers une zone constituée d'un matériau apte à absorber ces flux, en asséchant le milieu ainsi traité. Dans la majorité des cas, ladite zone d'absorption est constituée purement et simplement par le sol supportant et/ou avoisinant le milieu à assécher. Cependant, il peut arriver que la migration desdits flux hydrauli20 ques entre ladite cathode et ladite zone d'absorption se fasse avec difficulté, par exemple dans le cas o ladite-zone d'absorption est déjà saturée en liquide et/ou est constituée d'un matériau absorbant mal lesdits flux hydrauliques. Ladite zone d'absorption peut même refouler le liquide amené par lesdits flux hydrauliques. L'ensemble du processus d'assèche25 ment électro-osmotique s'en trouve alors affecté, ce qui peut entraîner le détournement desdits flux hydrauliques vers des parties dudit milieu à assécher, initialement sèches ou déjà asséchées. Par ailleurs, il arrive que le contact électrique entre l'anode et ledit milieu poreux ne puisse être suffisant pour initialiser et/ou optimiser la mi5 gration du liquide aqueux en direction de la cathode. Ceci se produit notamment lorsque, à l'emplacement de ladite anode, ledit milieu poreux n'est pas assez humide. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. A cette fin, selon l'invention, le procédé d'assèchement par électroosmose d'un milieu poreux imprégné d'un liquide aqueux, procédé selon lequel on implante, dans ledit milieu, des électrodes comprenant au moins une anode et au moins une cathode et on établit une différence de potentiel entre ladite anode et ladite cathode pour faire migrer ledit liquide 15 aqueux en direction de ladite cathode, est remarquable en ce que, au niveau d'au moins l'une desdites électrodes, on absorbe, par des moyens absorbants, le liquide aqueux dudit milieu. Dans le cas o ladite électrode est une anode, lesdits moyens absorbants exercent une action de succion sur le liquide aqueux dudit mi20 lieu, de sorte que celui-ci est attiré vers ladite anode, ce qui améliore le contact électrique entre ladite anode et ledit milieu. Dans le cas o ladite électrode est une cathode, le liquide absorbé est celui ayant migré jusqu'à elle. On peut alors faire s'évaporer le liquide ainsi absorbé de sorte que, grâce à la présente invention, le-liquide ayant 25 migré jusqu'à la cathode passe dans l'atmosphère ambiante. Il n'existe plus aucun risque de saturation dans l'évacuation de ce liquide. Notamment, lorsque, de façon connue, ladite électrode est disposée dans un trou borgne à l'une de ses extrémités et ouvert vers l'extérieur à son autre extrémité, pratiqué dans ledit milieu, il est avantageux que le liquide absorbé par lesdits moyens absorbants soit drainé par ceuxci en direction de l'air libre. Plus particulièrement dans le cas d'une cathode, pour accélérer l'évaporation du liquide absorbé par les moyens absorbants, on peut met5 tre en mouvement ledit air libre pour former un flux de ventilation, qui exerce alors une ventilation forcée dudit liquide absorbé. Ainsi, une cathode, conforme à l'invention et destinée à assécher un milieu par voie électro-osmotique, est remarquable en ce qu'elle comporte des moyens aptes à absorber le liquide aqueux dudit milieu. Ces 10 moyens sont de préférence de type mèche et ils peuvent être réalisés en une matière textile, naturelle ou artificielle, de préférence à fibres orientées favorisant l'absorption, ou en une matière géotextile. Une telle mèche peut contenir un produit changeant de couleur, de façon réversible, sous l'action de l'humidité, ce qui permet de visualiser l'évolution de l'assè15 chement dudit milieu poreux. On peut également disposer des pastilles d'un tel produit dans ledit milieu, dans lequel le procédé est mis en oeuvre. Ladite électrode peut comporter une armature ajourée, réalisée en une matière conductrice de l'électricité et supportant lesdits moyens absorbants. En variante, elle peut être constituée par un support absor20 bant, traité pour être conducteur de l'électricité, par exemple par incorporation de fils ou fibres conducteurs. L'électrode conforme à la présente invention peut se présenter sous la forme d'une nappe ou celle d'un corps oblong, éventuellement creux. Dans ce dernier cas, notamment lorsque ladite électrode est une 25 cathode, il est avantageux que l'air de ventilation, éventuellement chauffé, soit soufflé à l'intérieur dudit corps creux. Dans une forme de mise en oeuvre particulièrement avantageuse de l'invention, une cathode oblongue et creuse est implantée dans ledit milieux poreux de façon que ses deux extrémités soient accessibles de l'extérieur de celui-ci et ledit flux de ventilation est soufflé à l'intérieur de ladite cathode, à travers une extrémité de celle-ci, et est aspiré hors de ladite cathode, à travers l'autre extrémité de cette dernière. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment 5 l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 illustre, schématiquement en coupe, le procédé conforme à la présente invention, mis en oeuvre avec un premier mode de réalisation d'électrode. La figure 2 illustre, en vue semblable à la figure 1, un deuxième mode de réalisation d'électrode. La figure 3 illustre schématiquement une variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention. La figure 4 est une vue en plan d'une électrode en nappe conforme 15 à la présente invention. Les figures 5 et 6 correspondent à une coupe selon la ligne V-V de la figure 4. La figure 7 illustre, en coupe schématique correspondant à la ligne VII-VII de la figure 8, encore une variante de mise en oeuvre du procédé 20 conforme à la présente invention. La figure 8 est une vue en perspective partielle selon la flèche VIII de la figure 7. Sur ces figures, à des fins de clarté, les alimentations électriques n'ont pas été représentées. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une électrode El, anode ou cathode, conforme à la présente invention, implantée dans un mur poreux 1, devant être asséché par le procédé d'électro-osmose. A cet effet, l'électrode El est logée dans un trou 2 pratiqué dans ledit mur, ledit trou étant borgne à son extrémité interne, mais ouvert à l'air libre à son extrémité externe. Conformément à la présente invention, l'électrode El comporte une armature 3, conductrice de l'électricité, contenant une mèche 4 de matière géotextile. L'armature 3, par exemple réalisée en acier inoxydable, est ajourée et elle peut être constituée d'un tube dont la paroi 5 latérale est percée de trous, ou bien d'un grillage, d'un ressort hélicodal à spires non jointives, etc... Elle peut être cylindrique, parallélépipédique, etc... Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'armature 3 et, surtout la mèche 4, font saillie hors du mur 1, du côté de l'air libre 5. Si l'électrode El est une anode, la mèche 4 aspire l'humidité des zones voisines du mur poreux 1, améliorant le contact électrique entre ladite armature 3 et ce dernier. Si l'électrode El est une cathode, l'humidité contenue dans le mur poreux 1 migre vers elle (flèches 6> pendant le déroulement du processus 15 d'électro-osmose et forme, autour d'elle, une poche 7 dans laquelle se rassemble le liquide attiré par ladite cathode. Ce liquide traverse l'armature ajourée 3 et est absorbé par la mèche 4, qui le conduit vers l'air libre 5, comme cela est illustré par les flèches 8. Notamment, à l'extrémité libre 9 de la mèche 4, le liquide absorbé et drainé par celleci s'évapore au 20 contact de l'air libre 5 (flèches 10). Dans le mode de réalisation E2 de la figure 2, l'armature 1i1 est constituée par un ressort hélicodal à spires non jointives et la mèche 1 2 se présente sous la forme d'une enveloppe, appliquée sur la face extérieure de l'armature 11. De plus, notamment si l'électrode E2 est une ca25 thode, à l'entrée du trou 2 est disposé un ventilateur 13 qui, éventuellement associé à une résistance électrique 14, est apte à souffler dans l'électrode creuse E2 un flux d'air chaud, symbolisé par les flèches 15. Ainsi, la ventilation du liquide absorbé par la mèche 12 est forcée par le flux d'air chaud 1 5. Sur la figure 3, on a représenté une électrode E3, semblable à l'électrode E2, disposée dans un trou 16, pratiqué dans un sol 17 à assécher. Le processus d'assèchement du sol 17 est analogue à ce qui a été décrit à propos du mur 1 de la figure 1. L'électrode E4 des figures 4 et 5 se présente sous la forme d'une nappe 18, constituée d'une mèche en nappe 19 accolée à une armature en grillage électriquement conducteur 20. Dans l'électrode E5 des figures 4 et 6, l'armature en grillage conducteur 21 est incorporée dans la mèche en nappe 22. Les armatures 20 et 21 peuvent être réalisées en fil métalli10 que, par exemple inoxydable, ou bien en fibres de carbone. Les électrodes E4 et E5 peuvent être appliquées sur un mur ou un sol à assécher, ou bien être introduites dans une fente de ceux-ci. Dans le cas o les armatures 20 et 21 sont souples, elles peuvent également être roulées sur elles-mêmes pour former un rouleau apte à être introduit dans 1 5 untrou2ou16. Dans le mode de réalisation des figures 7 et 8, une cathode tubulaire creuse E6, par exemple du type de l'électrode E2 de la figure 2, est disposée dans une tranchée 23 pratiquée dans le mur 1, parallèlement à la face extérieure 24 de celui-ci. A ses deux extrémités, la tranchée 23 20 communique avec l'air libre 5, par l'intermédiaire de deux ouvertures 25, 26, le reste de ladite tranchée étant bouché par un enduit 27. Dans l'ouverture 25 est disposé un ventilateur soufflant 13.1, associé à une résistance électrique 14. Dans l'ouverture 26 est disposé un ventilateur aspirant 1 3.2. Ainsi, comme cela est illustré par les flèches sur la figure 7, de l'air est introduit à travers l'ouverture 25, par le ventilateur 13.1, puis chauffé par la résistance 14 et soufflé dans la cathode creuse E6, tout en étant aspiré, à travers cette dernière, par le ventilateur 13.2 qui le rejette à l'extérieur. Dans ce mode de réalisation, la ventilation de la mèche 12 est donc particulièrement efficace, de sorte que l'assèchement du mur est accéléré. REVENDICATIONS 1. Procédé d'assèchement par électro-osmose d'un milieu poreux imprégné d'un liquide aqueux, procédé selon lequel on implante, dans ledit milieu (1, 17), des électrodes (El à E6) comprenant au moins une anode 5 et au moins une cathode et on établit une différence de potentiel entre ladite anode et ladite cathode pour faire migrer ledit liquide aqueux en direction de ladite cathode, caractérisé en ce que, au niveau d'au moins l'une desdites électrodes (El à E6), on absorbe, par des moyens absorbants (4, 12, 19, 22), le liquide 10 aqueux dudit milieu (1, 17). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite électrode est une cathode, caractérisé en ce que lesdits moyens absorbants (4, 12, 19, 22) absorbent le liquide aqueux ayant migré jusqu'à ladite cathode et en ce qu'on 15 fait s'évaporer le liquide ainsi absorbé par lesdits moyens absorbants. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le liquide absorbé par lesdits moyens absorbants est drainé par ceux-ci en direction de l'air libre (5). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'air libre (5) est mis en mouvement pour former un flux de ventilation exerçant une évaporation forcée dudit liquide absorbé. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit flux de ventilation est chauffé. 6. Electrode pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des re25 vendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (4, 12, 19, 22) aptes à absorber ledit liquide aqueux dudit milieu. 7. Electrode selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits moyens absorbants (4, 12, 19, 22) sont du type mèche. 8. Electrode selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que lesdits moyens absorbants (4, 1 2, 1 9, 22) sont réalisés en une matière textile. 9. Electrode selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que lesdits moyens absorbants (4, 1 2, 1 9, 22) sont réalisés en une matière géotextile. 10. Electrode selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte une armature ajourée (3, 11, 20), réalisée en une matière conductrice de l'électricité et supportant lesdits moyens absorbants. 11. Electrode selon l'une des revendications 6 à 9, 1 5 caractérisée en ce qu'elle est constituée par un support absorbant (22), traité pour être conducteur de l'électricité. 1 2. Electrode selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisée en ce qu'elle se présente sous la forme d'une nappe (19, 22), apte à être appliquée sur ou dans ledit milieu poreux. 1 3. Electrode selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisée en ce qu'elle présente une forme oblongue apte à être insérée dans un trou (2, 1 6, 23) pratiqué dans ledit milieu poreux. 1 4. Electrode selon la revendication 1 3, caractérisée en ce qu'elle est creuse. 1 5. Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, mis en oeuvre avec l'électrode oblongue et creuse, de type cathode, de la revendication 14, implantée dans ledit milieu poreux de façon que l'une de ses extrémités soit accessible de l'extérieur de celui-ci, caractérisé en ce que ledit flux de ventilation est soufflé à l'intérieur de ladite cathode (E2, E6). 16. Procédé selon la revendication 1 5, caractérisé en ce que ladite cathode oblongue et creuse (E6) est implantée 5 dans ledit milieux poreux de façon que ses deux extrémités soient accessibles de l'extérieur de celui-ci. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit flux de ventilation est soufflé à l'intérieur de ladite cathode (E6), à travers une extrémité de celle-ci, et est aspiré hors 10 de ladite cathode, à travers l'autre extrémité de cette dernière.