Brevet FR2878543A1 — publié le 20060602

PROCÉDÉ D'ÉTANCHEMENT ET DE CONSOLIDATION D'UN OUVRAGE EN BÉTON PAR UN REVÊTEMENT D'ÉTANCHÉITÉ La présente invention concerne un procédé pour étancher et consolider des ouvrages, de type conduits ou canalisations en béton, notamment d'un collecteur d'assainissement. Une rénovation par étanchement et consolidation s'applique principalement à une surface intérieure du conduit en béton, dont les dimensions sont telles, qu'il peut être accessible à un opérateur assurant une maintenance. L'invention se rapporte également à une utilisation d'un revêtement d'étanchéité, afin de permettre la rénovation, l'étanchement et la consolidation de tels ouvrages et conduits. Les conduits, collecteurs ou autres canalisations constituant des égouts sont utilisés afin d'évacuer par gravité des rejets liquides, par exemple des eaux pluviales ou des rejets industriels ou tout autre effluent chimique, agressif ou non, en direction des stations d'épuration, des fleuves ou de la mer. Ces conduits sont le plus souvent réalisés en béton, dès qu'ils atteignent un diamètre sensiblement supérieur à 400 mm. L'expression conduits en béton inclut également tous les conduits en ciments et conduits réalisés en d'autres matières à base de liants hydrauliques. Les conduits en béton sont à ciel ouvert ou le plus souvent sous terre, avec des regards permettant à un opérateur d'y accéder. Ces conduits présentent une forme ovoïde et comprennent une surface intérieure concave sur laquelle s'écoulent les liquides. La surface intérieure possède un profil sensiblement en arc de cercle. Or, la surface intérieure est soumise à des dégradations par érosion mécanique, en raison des liquides charriant des particules de sable, ainsi que de nombreux autres matériaux abrasifs. La surface intérieure se dégrade également par attaque chimique, les liquides s'écoulant pouvant être particulièrement corrosifs. Si des opérations de maintenance régulières permettent de désobstruer et de nettoyer les conduits en béton, ces derniers subissent néanmoins un vieillissement pouvant conduire à des fuites, voire à des ruptures. De telles dégradations de la surface intérieure entraînent ainsi des contaminations des sols préjudiciables pour l'environnement. Pour garantir l'étanchéité du conduit en béton, des rénovations et/ou des renforcements s'imposent. Ils doivent être mis en oeuvre de manière très rapide. En effet, les rejets liquides doivent être interrompus dans les sections à rénover et les flux des rejets liquides sont détournés vers d'autres branches du réseau. Un assèchement des surfaces abîmées est nécessaire. De plus, dans une ville, les encombrements des rues pour ces chantiers de rénovation se doivent d'être réduits au minimum. Art antérieur Il est connu de rénover des conduits en béton visitables, en les renforçant à l'aide d'éléments sous la forme de plaques ou de coques en polyéthylène, en polyester chargé fibres de verres ou en d'autres matériaux. Pour cela, la surface intérieure abîmée est repiquée et les gravats obtenus sont enlevés. Ensuite, une plaque, par exemple de dimensions sensiblement égale à 3 m en longueur, 1 m en largeur et 4 mm à 5 mm en épaisseur, est posée sur la surface décapée. Sur sa face inférieure, cette plaque comprend un ensemble d'ergots, d'environ 30 mm de longueur. La plaque repose sur la surface raclée par la pointe de ses ergots. En raison de la longueur de la plaque, un assemblage par soudure ou collage doit être réalisé de manière systématique, pour la solidarisation de deux plaques consécutives. Un coffrage rigide est ensuite monté pour conserver la plaque en appui constant contre la surface raclée. Dans une dernière étape, un coulis de béton est injecté dans l'intervalle préservé, maintenu par les ergots, et délimité par la face inférieure de la plaque et la surface raclée. Le coffrage sert à empêcher tout mouvement des plaques sous la pression d'injection du coulis. Cependant, les ergots sont rapportés un à un par soudure sur la plaque. Cette technique exige l'utilisation d'une plaque de forte épaisseur, afin de faciliter le soudage et pour éviter des effets de surface dus à la soudure. La plaque, dans sa configuration plus classique sans ergots, présente l'inconvénient d'être réalisée par moulage ou par extrusion, ce qui implique la conception d'un moule spécifique, puis éventuellement sa rectification, en fonction du profil du conduit à renforcer. Le moule constitue un coût important dans la fabrication de la plaque. La plaque obtenue est de forte épaisseur, lourde et rigide. La plaque doit être mise en forme sur gabarit ou présenter une géométrie conçue dès le départ en fonction des spécifications du conduit et de la surface à renforcer et à rénover. Des délais de préparation du chantier et des coûts supplémentaires sont imposés. Cette plaque est de plus difficilement manipulable dans les espaces confinés constitués par les conduits visitables. De plus, la nécessité d'avoir un assemblage tous les 3 m entre les plaques successives multiplie les opérations de pose. Les soudures sont réalisées dans des situations difficiles d'humidité, d'exiguïté et de pénombre. Ces soudures exigent l'intervention de plus de main d'oeuvre et engendrent, de cette manière, de multiples points de faiblesses à la surface renforcée ou rénovée. Exposé de l'invention Un problème principal que se propose de résoudre l'invention consiste à mettre au point un procédé d'étanchement et/ou de consolidation d'une surface d'écoulement de liquides pour un ouvrage en béton. Un deuxième problème est de concevoir un procédé qui permette d'obtenir un ouvrage étanche, entièrement rénové et particulièrement renforcé par un revêtement. Un troisième problème est la mise en oeuvre d'un procédé dans lequel un revêtement est ancré sur une surface intérieure d'un collecteur d'assainissement visitable. Un quatrième problème concerne celui de l'utilisation d'un revêtement d'étanchéité, afin de réaliser une rénovation et une consolidation d'une surface intérieure d'un ouvrage en béton. De manière connue, un procédé d'étanchement et de consolidation d'une surface intérieure d'un ouvrage en béton, notamment d'un collecteur d'assainissement visitable, est mis en oeuvre par une pose d'un revêtement d'étanchéité. Conformément à un premier aspect de l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - nettoyer la surface intérieure de l'ouvrage en béton devant être étanché et consolidé ; - appliquer une composition adhésive sur la surface intérieure nettoyée; et - plaquer sur la composition adhésive un revêtement d'étanchéité souple, du type comprenant une feuille étanche en un matériau polymère et une grille solidarisée sur une face de la feuille étanche, de façon à ce que la grille pénètre dans la composition adhésive et réalise un ancrage mécanique du revêtement d'étanchéité à la surface intérieure de l'ouvrage en béton. Autrement dit, ce procédé utilise une feuille flexible et étanche, comprenant sur une face un système d'accroche continu, pouvant être rapportée et recouvrir une surface existante via un agent de liaison ou une composition adhésive. Ce système d'accroche à grille permet de maintenir la feuille assurant l'étanchéité sur la surface de béton selon les deux directions d'orientation du treillis de la grille. Avec une grille, aucun effet de surface n'est observé lors de la liaison grillemembrane, ce qui permet ainsi d'obtenir des épaisseurs moindres. Par sa souplesse, le revêtement est appliqué en continu sur la surface de l'ouvrage. De ce fait, le coffrage n'est plus indispensable et de grandes longueurs sont réalisables avec un nombre de liaisons inter-feuilles largement diminué. La manipulation du revêtement d'étanchéité est grandement facilitée. Conformément à un deuxième aspect de l'invention, un procédé d'étanchement et de consolidation d'une surface intérieure d'un ouvrage en béton fraîchement coulé, notamment d'un collecteur d'assainissement visitable, par une pose d'un revêtement d'étanchéité, est caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à plaquer sur le béton fraîchement coulé un revêtement d'étanchéité souple, du type comprenant une feuille étanche en un matériau polymère et une grille solidarisée sur une face de la feuille étanche, de façon à ce que la grille pénètre dans le béton fraîchement coulé et réalise un ancrage du revêtement d'étanchéité à la surface intérieure de l'ouvrage en béton. Ainsi, le procédé peut être utilisé pour des ouvrages en béton ayant déjà de nombreuses années d'utilisation ou également pour des ouvrages en béton venant d'être réalisés. Par l'expression béton fraîchement coulé , on entend béton ayant subi la phase de prise, mais restant encore en début de phase durcissement, selon les normes DTU employées dans ce domaine technique. Dans un mode de réalisation particulier, la composition adhésive peut être choisie dans le groupe comprenant les coulis de mortier et les résines thermodurcissables. De manière particulièrement avantageuse, la composition adhésive peut être une résine thermodurcissable pouvant être choisie dans le groupe comprenant les résines époxy, à polymérisation en milieu humide. De préférence, la grille du revêtement d'étanchéité peut être solidarisée sur la face de la feuille étanche en un matériau polymère par calandrage à chaud. Pour assurer une étanchéité et une résistance mécanique et chimique, le matériau polymère de la feuille étanche peut favorablement être choisi dans le groupe comprenant les polyéthylènes haute-densité, les polyéthylènes moyenne densité, les polypropylènes ou les polychlorure de vinyle. Dans un premier exemple de pose du revêtement, le procédé peut en outre comprendre une étape supplémentaire, disposée après l'étape consistant à plaquer sur la composition adhésive un revêtement d'étanchéité souple, consistant à souder à chaud un bord transversal de deux lés consécutifs du revêtement d'étanchéité. Dans un deuxième exemple préféré de pose du revêtement, le procédé peut en outre comprendre une étape supplémentaire, disposée après l'étape consistant à plaquer sur la composition adhésive un revêtement d'étanchéité souple, consistant à coller un bord transversal de deux lés consécutifs du revêtement d'étanchéité, par une bande transversale adhésive au niveau de l'un des lés. Le procédé peut comprendre en outre une étape supplémentaire, disposée après l'étape consistant à coller un bord transversal de deux lés consécutifs, consistant à fixer un profilé destiné à maintenir le revêtement d'étanchéité au niveau des bords de la surface intérieure de l'ouvrage en béton. Conformément à un autre aspect de la présente invention, une utilisation d'un revêtement d'étanchéité, du type comprenant une feuille étanche souple en un matériau polymère et une grille solidarisée sur une face de la feuille étanche, est prévue pour réaliser une rénovation et un renforcement d'une surface intérieure d'un ouvrage en béton. Description sommaire des figures L'invention sera bien comprise et ses divers avantages et différentes caractéristiques ressortiront mieux lors de la description suivante, de l'exemple non limitatif de réalisation, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: - la Figure 1 représente une vue en écorché d'un collecteur d'assainissement; - les Figures 2 à 7 représentent une vue synoptique en perspective partielle montrant les différentes étapes du procédé de rénovation et de renforcement du collecteur; et la Figure 8 montre une vue en plan de la face inférieure du revêtement d'étanchéité. Description détaillée de l'invention Un ouvrage, par exemple un conduit en béton (1), représenté sous la forme d'un collecteur d'assainissement en Figure 1, présente une forme d'ovoïde de dimensions égales à 180 cm en hauteur et 150 mm en:largeur, sur plusieurs centaines de mètres de longueur. Le conduit (1) peut comprendre une voûte supérieure (2), deux voies de passages latérales (3 et 4) et une surface intérieure centrale (6), sur laquelle s'écoulent les liquides circulant par le conduit (1). Comme le montre la Figure 2, la surface intérieure (6) du conduit (1) présente des fissures, des trous, des irrégularités de surface (7), soit directement dans le béton, soit dans un revêtement plus ancien. Il s'avère ainsi nécessaire de procéder à une rénovation et à un renforcement de la surface intérieure (6) du conduit (1). La surface à rénover (6) est préparée comme à l'habitude par détournement des effluents, après pose de batardeaux, pompage, déviation et blocage des fuites. Dans une première étape (Figure 2), on procède à un nettoyage (A) de la surface (6). Si la surface (6) s'avère saine, un hydro-décapage, réalisé avec une lance spécifique (8), à une pression supérieure à 200 bars sera suffisant. En cas de surface (6) particulièrement grasse, par exemple en environnement industriel ou alimentaire, un décapage chimique, non agressif pour la santé et pour l'environnement, pourra être employé. Les surface (6) hors profils seront reprise soit par piquage et/ou par reprofilage. Conformément à la norme CEN 1504, la surface nettoyée obtenue (9) sera cohérente, saine, exempte de nids de graviers, fissures et autres décollements. Selon le profil du conduit (1) à rénover, et dans une deuxième étape (Figure 3), on opère tout d'abord une découpe d'un revêtement d'étanchéité (11), à la cote du développé final, afin de couvrir la largeur désirée de la surface à recouvrir (9). On conditionne (B) ensuite le revêtement (11) en rouleaux (12) sur moyeu, pour faciliter sa manipulation. Un rouleau (12) de revêtement d'étanchéité (11), par exemple d'une largeur de 1,30 m et d'une longueur de 30 rn, pèse environ 60 kg et devra être manipulé par trois personnes. Suivant sa cote et l'encombrement dans le réseau, un pliage en long pourra également être proposé. Le revêtement d'étanchéité (11) est principalement destiné à la réhabilitation et à la protection d'ouvrages hydrauliques visitables en béton ou en d'autres matériaux à base de ciment. Ce revêtement d'étanchéité est constitué d'une feuille polyéthylène haute-densité (PEHD) souple, d'une épaisseur sensiblement égale à 0,8 mm. Elle s'adapte donc à tous les diamètres, toutes les géométries et toutes les longueurs de surface à recouvrir (9). Le revêtement d'étanchéité (11) est préformé, puis lié mécaniquement au béton de la surface (9) du conduit (1). Le revêtement (11) occasionne une faible perte dimensionnelle, inférieure à 10 mm en rayon. Le revêtement (11) est durable et supporte les intempéries en cas de forts afflux de liquides. Le revêtement (11) résiste aux dégâts relatifs à la construction. Le revêtement (11) peut être restitué immédiatement après sa pose pour une circulation de liquides. Il améliore en outre les caractéristiques hydrauliques du conduit. De par sa nature chimique, le PERD n'offre pas d'adhérence aux matières habituellement rencontrées dans les égouts, la surface est auto nettoyante. Le PEHD est un produit totalement inerte à la plupart des produits chimiques, H2S entre autre, et est ainsi sans risque de réaction chimique avec l'eau stagnante et/ou avec des eaux agressives. Il confère une protection totalement étanche contre le méthane, le radon et le CO2. Il permet également une forte augmentation de la vitesse des flux grâce à un coefficient de Manning Strikler proche de 110. Cela permet de compenser une diminution de section et d'envisager des constructions nouvelles à section réduite mais à débit égal par rapport à des structures béton. Le Tableau 1 ci-dessous montre quelques propriétés du revêtement (11). Propriétés du revêtement Valeurs moyennes Valeur d'adhérence par pelage 74 N / 50 mm Résistance des joints au cisaillement 377 N (bande adhésive) Résistance au poinçonnement 600 N (norme ASTM E 154) Perméabilité au méthane 1,3317 m2 /sec/Pa Perméabilité au CO2 Tableau 1 Le revêtement d'étanchéité (11) comprend une grille cellulaire (13) complexe, 25 (voir Figure 8) liée à la feuille en PEHD (14). La grille (13) permet de créer un 2878543 s verrouillage mécanique durable avec le béton frais, permettant des applications telles que le moulage en usine d'éléments préfabriqués ou l'extrusion sur site de conduites à l'aide de machines à coffrage glissant, ou avec une résine époxy liée chimiquement au béton dans le cadre d'une rénovation. La grille (13) est solidarisée par calandrage à chaud à la feuille (14). Le calandrage sera toujours positionné à l'extérieur du pliage ou de l'enroulement. A titre d'exemple, l'épaisseur de la feuille (14) et de la grille (13) est sensiblement comprise entre 4 mm et 5 mm. Ensuite, on place par exemple des potences ou des étais (non représentés) à l'horizontal et à hauteur de plafond tout le long de l'ouvrage, de façon à laisser un libre champ pour l'application d'une résine époxy. On déroule et on place le revêtement (11) sur ces étais, la face munie de la grille (13) tournée vers la surface à rénover (9). Dans une troisième étape (voir Figure 4), si la surface nettoyée (9) est jugée correcte, un premier opérateur applique (C) une résine époxy (16) à l'aide d'un peigne cranté (17). La résine époxy (16) se lie chimiquement et adhère parfaitement aux matériaux à base ciment servant de surface au revêtement d'étanchéité (11). On obtient un accrochage du revêtement (11) à la surface en place, grâce à la résine époxy (16), spécialement conçue pour son adhérence au béton même humide. De par l'absence de solvants, le procédé n'offre pas de risque particulier. Si la surface nécessite un reprofilage, on repique la surface et au moment de maçonner le nouveau profil, on opère de la même manière mais la composition adhésive est le béton frais utilisé pour le nouveau profil. Dans une quatrième étape (voir Figure 5), un second opérateur descend (D) le revêtement (Il) sur la surface enduite au fùr et à mesure (18). Le revêtement (Il) est appliqué pendant le durcissement de la résine (16). Le temps ouvert de la résine époxy est d'environ 50 min à une température de 20 C. La feuille (14) s'accroche mécaniquement à la résine grâce à sa grille ouverte (13). Le déroulement du rouleau (12) se fait de l'amont vers l'aval. L'application est manuelle, et l'opérateur prendra soin de bien maroufler à l'aide d'un rouleau le revêtement (Il) du centre vers les bords. Le maintien en place du revêtement (11) et de son rebord durant le durcissement de la résine (16) est assuré par différentes solutions, allant des poids, au ballon gonflable, jusqu'à la structure bois démontable, en passant par divers outils modulables. Le choix dépendra des spécifications techniques du chantier. Chaque rouleau (12) de revêtement (11) constitue un lé (19 et 21). Dans une cinquième étape (voir Figure 7), les lés (19 et 21) sont assemblés entre-eux (E). Les lès (19 et 21) seront posés d'aval en amont, en libérant les étais ou potences, ceci pour ne jamais bloquer le fil d'eau en cas d'impondérable qui obligerait à rendre le réseau à l'exploitant en urgence. Le revêtement d'étanchéité (11) est fourni avec une bande adhésive (22) sur un côté transversal de façon à former les lés étanches (19 et 21). Les différents lés (19 et 21) peuvent également être liés entre eux par soudure thermique au pistolet à air chaud (250'C) ou par soudure au cordon. Si le support reste trop humide, la jonction est réalisée avec de la bande adhés:we (22). En environnement alimentaire, la pose pourra être réalisée à l'aide de clous pvc coniques, scellés dans le conduit (1) au travers du revêtement (11), le cachetage du clou se faisant par soudage à chaud d'une pièce de membrane occultante. Les jonctions bord à bord seront réalisées avec un recouvrement d'au moins 5 cm pour permettre une soudure correcte. Dans une sixième et dernière étape (voir Figure 7), des profilés longitudinaux (23) permettent de maintenir le revêtement (Il) sur les voies de passages latérales (3 et 4). Les profilés (23), en PVC ou en inox, sont fixés par vissage. L'ensemble revêtement (11) et résine (16) consolide la surface intérieure du conduit (1). La remise en service a lieu dès le durcissement de la résine époxy (16). Le procédé selon l'invention s'applique également à l'étanchement et au renforcement de conduits neufs (1). Dans ce cas, le conduit (1) vient d'être coulé et présente une surface intérieure (6) avec un béton pris mais non encore durcis. Dans ce cas, l'étape de nettoyage (A) de la surface intérieure (6) de l'ouvrage en béton (1) devant être étanché et consolidé et l'étape d'application (C) de la composition adhésive (16) sur la surface intérieure nettoyée ne sont plus nécessaires. La grille (13) du revêtement (11) pénètre dans le béton fraîchement coulé. L'ancrage du revêtement (11) se fait dans ce béton restant encore fluide en surface. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés. De nombreuses modifications peuvent être réalisées, sans pour autant sortir du cadre défini par la portée du jeu de revendications. Le procédé décrit est standard et économique s'adaptant aisément à toutes les géométries de conduits (1). Le revêtement (11) procure une membrane d'étanchéité à la vapeur utilisable dans le bâtiment et dans le génie civil. Les géométries particulières et autres raccordements pourront être étanchés en mettant en oeuvre ce procédé. REVEND [CATIONS 1. Procédé d'étanchement et de consolidation d'une surface intérieure (6) d'un ouvrage en béton (1), notamment d'un collecteur d'assainissement visitable, par une pose d'un revêtement d'étanchéité (11) , caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - nettoyer (A) la surface intérieure (6) de l'ouvrage en béton (1) devant être étanché et consolidé ; - appliquer (C) une composition adhésive (16) sur la surface intérieure nettoyée (9) ; et - plaquer (D) sur la composition adhésive (16) un revêtement d'étanchéité souple (11), du type comprenant une feuille étanche en un matériau polymère (14) et une grille (13) solidarisée sur une face de la feuille étanche (14), de façon à ce que la grille (13) pénètre dans la composition adhésive (16) et réalise un ancrage mécanique du revêtement d'étanchéité (11) à la surface intérieure (6) de l'ouvrage en béton (1). 2. Procédé d'étanchement et de consolidation d'une surface intérieure (6) d'un ouvrage en béton fraîchement coulé (1), notamment d'un collecteur d'assainissement visitable, par une pose d'un revêtement d'étanchéité (11) , caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à plaquer sur le béton fraîchement coulé un revêtement d'étanchéité souple, du type comprenant une feuille étanche en un matériau polymère (14) et une grille (13) solidarisée sur une face de la feuille étanche (14), de façon à ce que la grille (13) pénètre dans le béton fraîchement coulé et réalise un ancrage mécanique du revêtement d'étanchéité (11) à la surface intérieure (6) de l'ouvrage en béton (1). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition adhésive est choisie dans le groupe comprenant les coulis de mortier et les résines thermodurcissables (16). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la résine thermodurcissable (16) est choisie dans le groupe comprenant les résines époxy à polymérisation en milieu humide. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la grille (13) est solidarisée sur la face de la feuille étanche en un matériau polymère (14) par calandrage à chaud. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau polymère de la feuille étanche (14) est choisi dans le groupe comprenant les polyéthylènes haute-densité, les polyéthylènes moyenne densité, les polypropylènes, les polychlorure de vinyle. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape supplémentaire, disposée après l'étape consistant à plaquer (D) le revêtement d'étanchéité souple (11), consistant à souder (E) à chaud un bord transversal de deux lés consécutifs (19, 21) du revêtement d'étanchéité (Il). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape supplémentaire, disposée après l'étape consistant à plaquer (D) le revêtement d'étanchéité souple (11), consistant à coller (E) un bord transversal de deux lés consécutifs (19, 21) du revêtement d'étanchéité (11), par une bande transversale adhésive (22) au niveau de l'un des lés (21). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape supplémentaire, disposée après l'étape consistant à coller (E) un bord transversal de deux lés consécutifs (19, 21), consistant à fixer (F) un profilé (23), destiné à maintenir le revêtement d'étanchéité (21) au niveau des bords de la surface intérieure (6) de l'ouvrage en béton (1). 10. Utilisation d'un revêtement d'étanchéité (11), du type comprenant une feuille étanche souple en un matériau polymère (14) et une grille (13) solidarisée sur une face de la feuille étanche (14), pour réaliser une rénovation et un renforcement d'une surface intérieure (6) d'un ouvrage en béton (1).