FR 2544762 A1 19841026 FR 8406235 A 19840419 La présente invention est relative à tn procédé pour améliorer les terrains et pour renforcer les couches souterraines meubles ou empêcher une perméabilité à l'eau dans les couches perméables, et elle concerne également un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. La pratique courante jusqu'à présent pour empê- cher l'apparition de sources ou des pertes d'eau dans des terrains constitués de terres argileuses, des terrains sa- bleux ou des sables et des cailloux, pour empêcher une rup- ture des terrains ou pour renforcer des terrains-a consisté jusqu'à présent àinjecter dans le sol un agent de solidifi- cation destiné à se solidifier, au moyen d'une tige creuse d'injection telle qu'une tige de forage, un tube de coula- ge, un double tube ou autre Ceci n'est pas toujours satis- faisant pour améliorer le sol de façon stable et uniforme, en fonction de la condition des couches, par exemple la résistance, la perméabilité à l'eau ou autre condition du terrain En d'autres termes ce procédé n'est pas toujours satisfaisant pour former une concrétion sphérique ou en forme de colonne ayant un diametre uniforme pour les raisons suivantes. Les termes "agent de solidification" utilisés dans la suite de la présente description doivent être en- tendus comme désignant d'une façon générale un mortier li- quide ou tout autre composé analogue durcissable suscepti- ble d'être injecté. Lorsque l'agent de solidification est injecté suivant les procédés classiques, il se produit souvent une fracture eu terrain dans une zone de faiblesse Lorsque le terrain est fracturé, l'agent de solidification s'écoule le long des surfaces de la fracture et en conséquence la concrétion formée présente en section des formes irréguliè- res On a pensé jusqu'à présent que la fracture du terrain se produisait en raison du fait que la pression d'infiltra- tion qui est dûe à l'injection de l'agent de solidification devient trop élevée par rapport à la résistance au cisaille- ment de la zône concernée En d'autres termes, suivant la théorie conventionellement acceptée, la cause de défauts de formation d'une concrétion uniforme réside dans l'appa- rition d'un phénomène de fracture hydraulique dans le ter- rain qui est dû à ce qu'une pression élevée d'infiltration est développée par l'injection, ce qui a pour résultat la formation dans les terrains de plans de cisa Llleiment et l'apparition d'infiltrations de l'agent de solidification le long de ces plans, de sorte qu'il se forme une concré- tion irrégulière analogue à une veine L'expédient classi- que consiste ainsi à injecter l'agent de solidification sous une pression constante de manière que la pression d'infiltration puisse ne pas excéder la résistance du ter- rain au cisaillement L'obtention d'une infiltration inti- me jusque dans la zône désirée est extr 6 ment longue et n'est pas satisfaisante du point de vue économique. A la suite d'études extensives, la demanderesse a trouvé que la théorie conventionellement acceptée n'est pas correcte et que le phénomène de fracture hydraulique du terrain apparait comme étant causé principalement par un effort de traction qui est développé dans le terrain par l'injection de l'agent de solidification, qui excède la résistance du sol à la traction Lorsque l'agent de solidi- fication est injecté sous une certaine pression à travers la tige creuse d'injection, l'effort de traction diminue rapidement avec l'augmentation de la distance du centre de la tige creuse d'injection, dans la direction radiale, et augmente au contraire rapidement vers le centre Ceci si- gnifie que dans un diagramme dans lequel un effort de trac- tion est porté en ordonnée et une distance du centre de la tige creuse d'injection est portée en abscisse, l'effort de traction peut être porté sous la forme d'une courbe concave s'étendant depuis le haut à gauche vers le bas à droite (Fig l) Suivant cette découverte, on est certain que l'agent de solidification doit être injecté avec un- débit d'injection aussi faible que possible dans la période 25447 ? 6 initiale de l'injection, et que le débit d'injection peut être augmenté de façon continue après que l'infiltration ait été faite dans la zône voisine du centre o l'effort de traction excessif est susceptible d'apparaître (Fi G 2 courbe a), ce débit d'injection pouvant être augmenté pas à pas (Fig 2,courbe b) au contraire de ladite courbe d'ef- fort de traction Cette supposition s'est révélée correcte au cours de nombreux essais. Lorsque l'agent de solidification pour stabiliser le terrain est injecté à travers la tige creuse d'injection introduite dans le sol suivant le procédé bien connu, l'agent de solidification jaillit ou fuit habituellement vers le haut le long de la périphérie de la tige d'injec- tion, et il est en conséquence très difficile de former la concrétion dans lazone désirée Ceci signifie que l'on ne peut obtenir de façon satisfaisante d'empêcher une porméabi- lité à l'eau ou un renforcement ou une amélioration du sol. Pour résoudre le problème du jaillissement ou des fuites de l'agent de solidification, il a été proposé d'uti- liser une garniture chimique qui est un produit gélifiant, formée par injection à force d'une solution chimique à dur- cissement instantané, entre la périphérie de la tige creu- se d'injection et la paroi du trou Cependant, la résistan- ce du produit gélifiant est trop faible pour résister à la pression d'injection de l'agent de solidification, et le produit gélifiant est susceptible d'être brisé ou fracturé et des ouvertures de fuite sont susceptibles de se dévelop- per, de sorte que l'effet de garnissage est détruit et que l'agent de solidification jaillit ou fuit à travers les trous de la garniture. Il a également été proposé un procédé d'injection en utilisant un manchon, procédé comprenant les phases consistant à disposer un tube externe dans un trou de fora- ge après qu'un forage formant enveloppe ait été foré au moyen d'une foreuse rotative ou d'une foreuse rotative à percus- sion, à remplir le jeu entre le tube externeet la paroi du forage au moyen d'un -agent d'étanchéité, à disposer une double garniture dans le tube externe, dans une position correspondant à la profondeur du terrain qui doit être in- jecté, à envoyer ensuite un agent de solidification sous pression dans un espace formé par les éléments de garnitu- re à travers un tube interne disposé dans le tube externe, à faire jaillir l'agent de solidification hors de l'espace à travers de petits trous formés dans le tube externe, à briser l'agent d'étanchéité en faisant jaillir l'agent de solidification et à injecter ce dernier à travers les fis- sures résultantes; ou un procédé utilisant une garniture mécanique telle qu'une bague de caoutchouc disposée de façon à être comprimée des deux c 8 tés par un dispositif à vis de façon qu'une partie de cette bague fasse saillie circonférentiellement au-delà de la surface externe de la tige, ou encore une garniture pneumatique gonflable-au- moyen d'air comprimé de façon à assurer l'étanchéité du jeu entre la périphérie de la tige creuses d'injection et la paroi du forage Cependant, ces p'rocédés nécessitent le cuvelage du forage-afin de disposer la-garniture et compli- quent ainsi l'opération d'injection et l'entretien de la paroi du forage est difficile, de sorte que la fonction de garniture mécanique ou de garniture pneumatique est amoin- drie Ceci signifie que l'on ne peut obtenir aucun effet satisfaisant de garniture. Dans un procédé d'injection au moyen d'une tige en utilisant une tige d'injection creuse, l'agent de soli- dification peut fuir à travers les vides autour de la tige creuse d'injection ou suivant les surfaces environnantes des couches à grain grossier dans un terrain non consolidé tel qu'un terrain d'alluvions Pour empêcher l'agent de solidification de s'échapper de la zône d'injection, il a été proposé un procédé pour injecter un agent de solidifi- cation à durcissement instantané à travers un double tube, mais en raison du très court temps de gélification, l'in- jection de l'agent de solidification dans le terrain conduit à une infiltration divisée sous forme de veines, de sorte que l'infîltrationdans les grains du terrain devient in- complète. Un procédé d'injection utilisant un tube-de cou- lage n'est pas préférable, en raison du fait que le tube de coulage est laissé dans le terrain après l'injection, et également du fait qu'il est incommode d'introduire le tube de coulage dans le sol Il a également été proposé un procédé d'injection composite comprenant des phases con- sistant à former tout d'abord la garniture chimique à dur- cissement instantané autour du double tube au-dessus de la partie destinée à l'injection et à infiltrer ensuite un agent de solidification à longue durée de gélification dans les grains du terrain Cependant, la résistance de la garni- ture obtenue est faible à cause de la garniture chimique comme indiqué plus haut. -L'invention a été établie afin de résoudre ces problèmes et de fournir un procèdé capable de permettre d'injecter l'agent de solidification de façon stable et uniforme dans un sol ayant une structure et des propriétés compliquées et ainsi capable d'améliorer uniformément le renforcement de la capacité du terrain à retenir l'eau, et l'invention a également pour but de fournir un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé - Selon la première phase 7 du procédé suivant l'in- vention, l'agent de solidification est injecté sous une pres- sion d'injection commandée en maintenant un débit de sortie de l'agent de solidification à un faible niveau, en mainte- nant ainsi un effort de traction qui se développe dans le terrain par suite de l'injection de l'agent de solidifica- tion, au-dessous de la résistance du terrain à la traction jusqu'à ce qu'une certaine z 8 ne d'infiltration initiale soit formée autour de la tige creuse d'injection. Suivant la seconde phase du procédé; l'agent de solidification est injecté sous une pression d'injection commandée en modifiant le débit de sortie de l'agent de solidification de façon continue ou pas à pas, après la formation de ladite zone initiale d'infiltration, en main- tenant un effort de traction se développant par suite de la continuation de l'injection à l'extérieur de ladite zône initiale d'infiltration, à un niveau inférieur à la résis- tance du terrain à la traction dans la zône de la nouvelle injection. La résistance du terrain à la traction peut être détectée de façon indirecte, par exemple au moyen d'un essai de charge latérale dans un trou de forage Suivant l'essai de charge latérale dans le trou de forage, celui- ci est réalisé au moyen d'une tige creuse d'injection, de l'air comprimé ou unliquideétant alors distribué à un élé- ment de garniture gonflable fixé à l'extrémité de la tige creuse d'injection de telle sorte que l'élément de garnitu". re gonflé soit étroitement en contact avec la paroi du fo- rage, une pression d'air ou d'un liquide appliquée sur l'élément de garniture est alors augmentée pas à pas au moyen d'un manometre, et la résistance du terrain est dé- terminée à partir d'une variation de la quantité de fluide comprimé avec le temps et de la valeur de la pression ap- pliquée. On peut déterminer expérimentalement à l'avance comment commander la pression d'injection en fonction des valeurs obtenues de résistance à la traction (et dans cer- taines circonstances du coefficient de perméabilité du ter- rain à l'eau), pour conduire l'injection en utilisant un terrain d'essai Autrement, la pression d'injection peut être obtenue au moyen d'une, formule appropriée. Suivant un mode *de réalisation préféré de l'in- vention, l'agent de solidification est injecté en mainte- nant la viscosité de cet agent à un niveau faible et à peu près constant jusqu'à ce qu'une infiltration initiale ait été effectuée dans une zone centrale ayant un rayon infé- rieur au rayon d'infiltration désiré Ceci est du au fait que lorsqu'on injecte un agent de solidification présentant une viscosité élevée, le durcissement se produit pendant l'injection et la pression d'infiltration doit ainsi être considérablement augmentée. L'invention est en outre caractérisée par un élé- ment d'extrémité comportant une garniture et au moins deux orifices de sortie pour l'agent de solidification, cet élé- ment d'extrémité étant prévu à l'extrémité inférieure d'un tube interne de la tige de façon à être tiré dans un tube externe lorsque la tige est poussée dans le terrain et dé- couvert du tube externe lorsque l'extrémité avant de la ti- ge atteint une position désirée pour l'injection, la gar- niture étant actionnée lorsque l'élément d'extrémité est découvert, et l'agent de solidification étant ensuite in- troduit dans le tube interne et jaillissant à l'extérieur à travers lesdits orifices de sortie. L'invention est en outre caractérisée en ce qu' après la sortie dudit élément d'extrémité sous l'action du fluide sous pression, la pression de gonflage dans la gar- niture est réglée en fonction de la pression d'injection et de l'état de la paroi du forage au moyen d'un convertis- seur-de pression, en ce que l'alimentation en agent de solidification est réglée par un dispositif de réglage du débit d'alimentation qui convertit une différence entre un débit d'alimentation pré-réglé et un-débit d'alimentation indiqué en un signal, de façon à développer un effort de traction par l'injection initiale qui soit inférieure à la résistance du terrain à la traction et en ce qu'après la fin de l'injection initiale, l'alimentation en agent de solidification est réglée par ledit dispositif de-réglage du débit d'alimentation afin d'injecter l'agent de solidi- fication avec un débit de sortie qui est augmenté de façon continue-ou pas à pas, et en ce qu'un temps de durcissement de l'agent de solidification est réglé par la transmission du signal du dispositif de réglage du débit d'aliemntation à des vannes automatiques de commande de sortie. En modifiant successivement et rapidement le dé- bit de sortie de l'agent de solidification en-fonction de l'état du terrain dans lequel doit être effectuéel'injec- tion, cet agent peut être injecté de façon stable et uni- forme dans un terrain présentant une structure et des pro- priétés compliquées. Le mécanisme du procédé d'injection suivant l'in- vention pour modifier le débit de sortie de l'agent de so- lidification avec un effet d'injection remarquable est dé- crit ci-dessous: Lorsque des variations de la pression d'injection de l'agent de solidification dans le terrain lorsqu'il'est chas- aé de la tige creuse l'injection sont recherchées dans un rapport de diminution de pression autour de la tige creuse d'injec- tion, le rapport de réduction de la pression n'est habituel- lement pas grand dans une z 8 ne centrale circulaire d'un rayon d'environ 20 cm à partir du centre de la tige creuse d'injection, bien que ceci dépende de la qualité du sol, de la densité relative (valeur de N) coefficient de vide, teneur en eau, présence d'eau souterraine, etc dans le terrain, et le rapport de diminution de pression est extrê- mement augmenté en s'écartant dans le sens radial de ladite zone centrale circulaire - Ceci signifie que le rapport de diminution:de pression n'est pas grand en un point -relativement proche de la tige d'injection lorsque l'agent de solidification est injecté et que la pression d'injection applique direc- tement une charge sur le terrain Pour infiltrer l'agent de solidification de façon uniforme sans fracturer le ter- rain, cet agent doit être injecté avec un débit de sortie assez faible pour produire une pression d'injection infé- rieure à la résistance du terrain à la pression Par ail- leurs, le rapport de diminution de pression est élevé dans le terrain à l'extérieur de ladite zone centrale circulai- re au voisinage de la tige d'injection, et le terrain est peu sujet à l'influence de la pression de sortie de l'agent de solidification à l'orifice de sortie Ainsi, même si l'agent de solidification est injecté avec un débit de sor- tie (pression) plus élevé, la pression d'injection devient inférieure à la résistance du terrain à la pression qui doit recevoir la nouvelle injection, et l'agent dé solidi- fication peut être intimementet uniformément infiltré dans le terrain sans le fracturer. Le présent procédé peut seulement atteindre l'ef- fet d'injection par une modification du débit de sortie de l'agent de solidification, et une infiltration plus uni- forme de cet agent dans le terrain peut être obtenue en utilisant une garniture suivant l'invention. Les agents de solidification destinés à être uti- lisés suivant la présente invention comprennent une com- binaison d'une suspension de ciment et de silicate, une combinaison de silicate et d'une substance acide avec un additif tel que des sels d'acides inorganiques de métaux alcalins et de sels trivalents de métaux, et une combinai- son de silicate et de bicarbonate d'alcali avec un additif tel que des sels d'acides inorganiques de métaux alcalins, des sels de métaux trivalents ou des substances organiques pouvant être décomposées dans la région alcali pour produi- re une substance acide. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description qui va sui- vre faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel: la Fig l est un diagramme d'un effort de traction développé dans un terrain par un agent de solidification chassé d'une tige creuse d'injection, par rapport à une distance radiale de la tige creuse d'injection; la Fig 2 est un diagramme montrant une injection sous différents débits de sortie suivant l'invention; la Fig 3 est une vue schématique montrant l'état d'un forage jusqu'à une profondeur désirée au moyen de la tige de forage et d'injection; la Fig 4 est une vue schématique d'une phase de l'injection de l'agent de solidification tandis qu'un élé- ment d'extrémité susceptible de faire saillie se trouve découvert; la Fig 5 est un schéma synoptique d'un appareil suivant l'invention. Les Fig 3 et 4 montrent des procédés de forage et d'injection successifs de l'agent de solidification au moyen de l'appareil suivant l'invention, dans lesquels la référence 1 désigne une tige creuse double de forage et d'injection, la référence 2 désigne une machine de forage, la référence 3 un dispositif d'entraînement en rotation ou de déplacement vertical de la tige d'injection et de fora- ge, et la référence 4 est un dispositif rotatif pour l'in- troduction d'eau de forage, d'un fluide comprimé, de l'agent de solidification etc dans l'appareil, le dispositif rota- tif étant fixé à l'extrémité supérieure de la tige d'injec- tion et de forage. Lors du travail de forage représenté à la Fig 3, la tige 1 est entrainée en rotation et reçoit une force de poussée vers le bas sous l'action de la machine de forage 2, et l'eau de forage et distribuée dans la tige 1 par { l'intermédiaire du dispositif 4 et jaillit de l'extrémité inférieure de la tige A l'extrémité inférieure de la tige il est prévu un trépan pour décaper le sol (non représenté au dessin) Le sol décapé est mélangé avec l'eau de forage pour former une boue, et une partie de la boue est infil- trée dans le terrain, tandis que l'autre partie est ren- voyée à la surface du sol le long de la périphérie exter- ne de la tige 1 Après que le forage-ait été effectué jus- qu'à une profondeur prédéterminée, seul un tube externe 6 de la tige 1 est tiré vers le haut dans une mesure prédé- terminée pour découvrir un élément d'extrémité 5 suscepti- ble de faire saillie et qui est relié à-l'extrémité infé- rieure d'un tube interne de la tige 1 (non représenté au dessin), ou encore la totalité de la tige est légèrement tirée vers le haut et l'élément d'extrémité 5 est alors poussé hors du tube externe 6, comme représenté à la Fig 4. Un manchon 7 de garniture est alors monté sur l'élément d'extrémité 5 faisant saillie, est gonflé par un liquide sous pression distribué dans l'espace délimité entre les tubes interne et externe de la tige 1, et ensuite l'agent de solidification est distribué à travers le dispositif rottif 4 dans le tube interne et jaillit des ouvertures d'évacuation de fluide qui sont formées dans la périphérie de l'élément d'extrémité 5 faisant saillie, comme représen- té par des flaches, pour être injecté dans le terrain. La Fig 5 montre un appareil destiné à alimenter la tige creuse 1 en agent de solidification sous une pres- sion commandée, et pour distribuer le fluide sous pression afind e pousser l'élément d'extrémité 5 hors de la tige 1 et de gonfler la garniture 7 tandis que des conduits 9 et 10 sont reliés au dispositif 4 représenté aux Fig 3 et 4. En se référant à la Fig 5, la référence 11 dési- gne un réservoir pour un agent liquide principal de solidi- fication, la référence 12 désigne un agent de durcissement liquide-et la référence 13 désigne un additif liquide tel qu'un agent liquide favorisant le durcissement ou de l'eau; les références 14 et-15 désignent des pompes d'alimentation en liquide; les références 16 et 17 des pompes d'injection, la référence 18 un mélangeur de ligne, la référence 19 est un dispositif détecteur de débit pour convertir un débit d'écoulement deliquide en un signal; la référence désigne un indicateur pour commander des vannes automa- tiques 21, 22, 23 et 24 de commande de sortie, faisant par- tie des pompes d'alimentation en liquide 14 et 15 et des pompes d'injection 16 et 17 respectivement, en fonction du signal appliqué par le dispositif 19 détecteur de débit (ce dispositif 19 et l'indicateur 20 étant désignés ensemble par "dispositif de commande de débit d'injection"); la réfé- rence 25 désigne un manometre, la référence 26 désigne un compteur de débit Comme mélangeur de ligne 18 on peut uti- liser par exemple un mélangeur à boulets,n mélangeur à brossesun éjecteur, un mélangeur statique, et un enregis- treur 28 est relié à l'indicateur 20 L'enregistreur 28 comporte un mécanisme pour additionner la quantité de ma- tière injectée La référence 30 désigne un indicateur adap- té pour délivrer un signal d'ordre à la suite de la réeep- tion d'un signal provenant d'un dispositif 29 détecteur de pression d'injection La référence 31 désigne un indicateur pour délivrer un signal d'ordre à la suite de la réception d'un signal de quantité prédéterminée d'injection par pha- se tel qu'additionné dans l'enregistreur 28, la référence 32 désigne un dispositif indicateur pour délivrer un signal d'ordre d'une vanne automatique de commande faisant partie d'un réservoir 33 de fluide depressurisationà la suite de la réception d'un signal provenant du dispositif 29 pour régler la pression de gonflage d'une garniture gonflable 7 fixée sur l'élément d'extrémité 5 La pression de saillie pour l'élément d'extrémité 5 est habituellement supérieure à 1 kg/cm,etla pression de gonflage de la garniture est régléeen fonction de la pression d'injection de l'agent de solidification et de l'état de la paroi du forage A la Fig 5, on a représenté en traits interrompus les conducteurs de signaux. L'agent de solidification liquide est distribué par la pompe d'alimentation 14, le liquide additif tel qu' un liquide favorisant le durcissement ou de l'eau est dis- tribué par la pompe d'alimentation 15 en liquide et ces liquides sont mélangés dans le mélangeur de ligne 18 Le mélange résultant est distribué sous pression par la pompe d'injection 17 à la tige creuse 1 d'injection, mélangé à l'agent liquide principal de solidification distribué sous pression par la pompe d'injection 16 et injecté dans le terrain à travers des orifices de sortie formés dans l'élé- ment d'extrémité 5. Dans le dispositif indicateur 20 est mis en mé- * moire un débit pré-établi de sortie (débit d'injection) de l'agent de solidification en fonction de la résistance du terrain à la traction, de son coefficient de perméabilité à l'eau, etc sur le site, et les vannes de sortie 23 et 24 sont commandées en fonction de la valeur pré-réglée pour régler le débit de sortie (c'est à dire la pression de sortie) de l'agent de solidification à travers la tige 1 De plus, on-a mémorisé dans le dispositif indicateur 20 une quantité d'injection désirée pour une première phase ainsi qu'également les quantités d'injection désirées pour les phases individuelles successives Lorsque le dispositif 19 de détection de débit confirme que la quantité désirée d'injection a été injectée-pour chaque phase et transmet un signal au dispositif indicateur 20, oe dernier commande les vannes 21, 22 et 24 pour modifier un rapport de mélange de l'agent de solidification et établir la viscosité:et le temps de durcissement de l'agent de solidification pour la phase suivante. Le dispositif 29 de détection de pression d'in- jection contrôle la pression de l'agent de solidification distribué à la tige d'injection 1, et délivre un signal au dispositif indicateur 32 en fonction de la pression mesu- rée Le dispositif indicateur 32 commande la vanne 34 pour régler la pression de gonflage d'une garniture. Les quantités injectées dans les phases indivi- duelles sont transmises du dispositif indicateur 20 au dis- positif enregistreur 28 et enregistrées et additionnées dans ceux-ci Lorsque la valeur additionnée atteint le degré désiré d'injection à une profondeur d'injection donnée, un signal de-pression nulle est transmis du dispositif détecteur 29 de pression d'injection à travers le dispositif indica- teur 30 jusqu'à un dispositif indicateur 31 qui transmet un signal d'ordre pour faire monter pas à pas la tige creuse d'injection 1 jusqu'à la machine de forage 2 Les phases similaires d'injection telles que celles décrites ci-dessus sont ensuite répétées. Dans la présente invention, le temps de durcisse- ment pour l'agent de solidification pour l'injection ini- tiale et pour les injections secondaires et successives est habituellement établi à 30 secondes ou plus afin d'é- viter une injection divisée analogue à une veine Ceci signifie que si le temps de durcissement est établi pour par exemple moins:de 30 secondes, le durcissement de l'agent de solidification se produit au voisinage dela tige d'in- jection, et l'injection suivante s'effectue à travers le gel de l'agent de solidification durci Ceci signifie que l'injection suivantepeut'être amélioré seulement sous une pression d'injection qui excède la résistance à l'injec- tion offerte par le gel, et la pression d'injection de- vient ainsi supérieure à la résistance du terrain, et une infiltration et une injection uniformes dans le terrain deviennent difficiles. Exemple. On a formé dans une fosse artificielle en béton de 350 cm de large, 600 cm de long et 300 cm de haut un terrain d'essai battu en sable ayant un coefficient de per- méabilité à l'eau de 1,12 X 10 2 cm/sec, une porosité de 42 % et une teneur en eau de 13 % Avec une tige à double tuyaux constituée d'un tbe externe ayant un diametre-exter- ne de 45 mm et un trépan à son extrémité inférieure et d'un tube interne ayant un diametre externe de 20 mm comportant l'élément d'extrémité 5 à son extrémité inférieure, on a foré le terrain d'essai L'élément d'extrémité 5 comporte une garniture en caoutchouc d'une longueur de 100 mm et des orifices de sortie pour l'agent de solidification ayant un diametre d'ouverture de 5 mm, une série de quatre orifices de sortie étant formée au même niveau avec un angle de 450 suivant le périphérie et quatre jeux d'orifices de sortie étant disposés l'un au-dessous de l'autre en laissant entre- eux une distance de 20 mm Chaque jeu d'orifice de sortie est recouvert d'une bague élastique ajustée sur la périphé- rie de l'élément d'extrémité 5 Pour former une concrétion en forme de colonne ayant un diametre amélioré d'in- jection de 0,8 m dans une plage d'amélioration de la pro- fondeur d'injection de -2,75 à -0,5 m par rapport au ni- veau du sol on a effectué un forage avec la tige à double tube tout d'abord jusqu'à ce que l'extrémité de la tige at- teigne une profondeur de -2,75 m, profondeur à laquelle on a fait dépasser l'élément d'extrémité 5 du tube externe 6 sous une pression de saillie de 4 kg/mr et on a ensuite gonflé la garniture 7 de l'élément d'extrémité 5 avec de l'air comprimé fourni par un compresseur 33 sous une pres- sion de 4,5 kg/cm 2 On a ensuite injecté initialement un agent de solidification à base de silicate (MG Rock NO 1 fabriqué par la firme japonaise Mitsui Toatsu Chemical, Inc) à travers les orifices de sortie avec un débit de sortie de 2 1/min pendant 5 minutes tout en réglant le temps de dur- cissage de l'agent de solidification à 6 minutes, et ensui- te avec un débit de sortie de 8 1/min pendant 4 minutes, et ensuite avec un débit de sortie de 16 1/min pendant 4 mi- nutes avec le même temps de durcissement, avec un total de 106 1 au même niveau Après l'injection de 106 1 pour une phase, on a cessé l'application de la pression à la garni- ture pour rétrécir celle-ci, et on a ensuite tiré la tige à double tube vers le haut pas à pas, chaque pas étant de cm, au moyen de la machine automatique 3 de traction, et on a effectué des opérations similaires d'injection à la profondeur individuelle Les positions pour gonfler la gar- niture étaient à 4 niveaux de (par rapport au niveau du sol): -2,0 m, -1, 5 m, -1,0 m et -0,4 m pour effectuer quatre phases d'injection. Après l'achèvement de l'injection, le terrain d'essai a été désintégré pour rechercher l'état de l'injec- tion de l'agent de solidification On a constaté que l'agent de solidification-était uniformément injecté sous la forme d'une colonne ayant un diametre d'environ 80 cm autour de la tige d'injection dans la plage de profondeur (par rapport au niveau du sol) de:-2,75 à -0,5 m En particulier, même lorsque l'agent de solidification a été injecté en un point peu profond à partir de la surface du sol, tel que -0,5 m, il n'a été observé aucun jaillissement de l'agent de soli- dification La pression réelle d'injection était de 1,0 à 2,5 kg/cm 2 pendant la totalité du temps d'injection. On a ensuite effectué l'injection dans le même terrain d'essai que ci-dessus avec la tige à double tube sans élément d'extrémité dans les mêmes conditions d'injec- tion que ci-dessus en ce qui concerne les niveaux des phases d'injection, le temps de durcissement de l'agent de solidi- fication, les variations du débit de sortie et la quantité injectée pour chaque phase Après l'achèvement de l'injec- tion, le terrain d'essai a été désintégré pour rechercher l'état de l'injection de l'agent de solidification On a constaté que l'agent de solidification avait jailli le long de la tige d'injection et on a observé à peu près aucune solidification de terrain dans une plage de profondeurs (par rapport au niveau du sol) de -2,75 à -1,0 m, et qu'une concrétion irrégulière sans infiltration uniforme en colon- ne n'était formée dans:une plage de profondeurs(par rapport au niveau du sol) de -1,0 à -0,3 m. REVENDICATIONS 1 Procédé pour injecter un agent de solidifica- tion caractérisé en ce qu'il comprend une première phase d'injection d'un agent de solidification sous une pression d'injection commandée par réglage d'un débit de sortie à une faible valeur, maintenant ainsi un effort de traction à développer dans le terrain par l'injection de l'agent de solidification, qui est inférieur à la résistance du ter- rain à la traction, et on forme une zone initiale d'injec- tion dans laquelle l'agent de solidification est infiltré de façon uniforme au voisinage d'une tige d'injection dans une zône désirée destinée à recevoir l'injection au moyen de l'agent de solidification dans le terrain, et une se- conde phase d'une nouvelle injection de l'agent de solidifi- cation sous une pression commandée d'injection en augmentant le débit de sortie de l'agent de solidification d'une fa- çon continue ou pas à pas, maintenant ainsi un effort de traction qui est développé par la nouvelle injection d'agent de solidification dans le terrain qui est inférieur à la résistance du terrain à la traction à l'extérieur de la zone initiale d'injection, et on a formé, une zône d'in- jection dans laquelle l'agent de solidification est de nou- veau uniformément infiltré à l'extérieur de la zone ini- tiale d'injection. 2 Procédé suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que l'agent de solidification est injecté tout en maintenant la viscosité de cet agent à peu près cons- tante jusqu'à ce que l'agent de solidification s'infiltre dans un rayon désiré à partir de la tige d'injection, et on injecte ensuite l'agent de solidification tout en modi- fiant le rapport de mélange d'un agent principal de solidi- fication, d'un agent durcissant et d'un additif jusqu'à ce que l'agent de solidification atteigne de nouveau un rayon désiré plus grand dans lequel doit être effectuée l'injec- tion. 3 Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- 254476 ? tions 1 ou 2, du type dans lequel on utilise comme tige d'injection une tige d'injection double ayant un tube ex- terne et un tube interne, ledit tube interne étant relié à un élément d'extrémité comportant une garniture élasti- que gonflable au moyen d'un fluide comprimé et des orifi- ces de sortie qui communiquent avec le tube interne, ledit élément d'extrémité étant enfermé dans le tube externe lorsqu'on effectue le forage avec la tige d'injection, et faisant saillie du tube externe avant l'injection de l'agent de solidification, caractérisé en ce que le fluide de mise sous pression est introduit dans la garniture juste après que l'élémeht d'extrémité ait dépassé du tube externe, et la -pression interne de la garniture est modifiée en fonc tion de la pression d'injection de l'agent de solidification. 4 Appareil pour la mise en oeuvre d'un procédé pour injecter un agent de solidification en utilisant une garniture, ledit procédé comprenant une première phase d'in- jection d'un agent de solidification sous une pression d'in- jection commandée en réglant un débit de sortie à une fai- ble valeur, maintenant ainsi un effort de traction dévelop- pé dans le terrain par l'action de l'agent de solidifica- tion, qui est inférieur à la résistance du terrain à la traction, et on forme une zône initiale d'injection dans la- quelle l'agent de solidification-est infiltré de manière uniforme au voisinage d'une tige d'injection dans une zone désirée destinée à recevoir l'injection de l'agent de solidification dans le terrain, et une seconde phase d'une nouvelle injection de l'agent de solidification sous une pression d'injection commandée en augmentant le débit de sortie de l'agent de solidification de façon continue ou pas à pas, maintenant ainsi un effort de traction développé par la nouvelle injection d'agent de solidification dans le terrain qui est inférieur à la résistance du terrain à la traction, à l'extérieur de la zone initiale d'injection, et on forme une zone d'injection dans laquelle l'agent de soli- dification est en outre uniformément infiltré à l'extérieur de la zone initiale d'injection, appareil caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 2) pour entraîner la tige d'injection dans le sol, des moyens pour amener la garni- ture ( 7) dans un état actif, un réservoir ( 11) pour l'agent de solidification, des moyens de pompage pour distribuer l'agent de solidification au réservoir, un dispositif de réglage du débit de sortie pour régler de façon continue ou pas à pas le débit de sortie de l'agent de solidification des pompes en réponse à un signal donné, un dispositif ( 29) de détection de pression d'injection prévu à l'extrémité aval desdits moyens de réglage de débit de sortie pour dé- tecter la pression d'injection de l'agent de solidification dans la tige d'injection, émettant ainsi un signal qui est fonction de la pression détectée et réglant une pression de gonflage appliquée à la garniture( 7), un dispositif ( 19) dé- tecteur de débit d'écoulement prévu en aval du dispositif de réglage du débit de sortie, pour détecter le débit d'é- coulement de l'agent de solidification dans la tige d'in- jection, émettant ainsi un signal qui correspond à un débit d'écoulement détecté, et des moyens indicateurs pour mémo- riser une quantité d'injection désirée et un débit de sor- tie pré-réglé de l'agent de solidification pour chaque position d'injection de la tige, et émettant un signal au dispositif de réglage du débit de sortie à la suite de la réception du signal fourni par le dispositif ( 19) détecteur de débit lorsqu'une quantité d'injection effectuée suivant le débit de sortie pré-réglé atteint la quantité désirée d'injection, donnant ainsi un ordre d'injedtion de la secon- de phase. 5-Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le réservoir comprend un premier réservoir ( 11) pour l'agent principal de solidification, un second réser- voir ( 12) pour l'agent de durcissement et un'troisième ré- servoir ( 13) pour un additif, le système de pompe comprend la première la seconde et la troisième pompes ( 16, 14, 15) pour les premier, second et troisième réservoirs respective- ment, et une quatrième pompe ( 17) pour décharger un mélan- ge de l'agent durcissant et de l'additif, les moyens de ré- glage du débit de sortie comprenant la première, la secon- de, la troisième et la quatrième vannes de commande de débit de sortie ( 21, 22, 23, 24, 25) qui sont prévues de façon correspondante sur le côté aval de la première, de la seconde, de la troisième et de la quatrième pompe, la qua- trième pompe recevant le mélange à travers un mélangeur de ligne ( 18) relié aux seconde et troisième vannes de comman- de de débit de sortie et le distribue à la tige d'injec- tion, le dispositif ( 29) de détection de la pression d'in- jection étant relié à au moins l'un des côtés aval de la première et de la quatrième vanne de commande de débit de sortie, le dispositif ( 19) de détection de débit de sortie étant relié à au moins l'une desdites première et quatriè- me vannes de commande de débit de sortie situées en aval et les moyens indicateurs mémorisant une quantité d'injection pré-établie nécessaire pour l'infiltration de l'agent de solidification dans le terrain sur le rayon désiré autour de la tige d'injection et émettant un signal lorsque la quantité nécessaire d'injection est effectuée, modifiant ainsi de façon continue et rapide le rapport de mélange des trois composants de l'agent de solidification. 6 Appareil selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que la garniture ( 7) est une garniture mécanique gonflable au moyen d'un fluide de mise sous pression prévu sur l'élément d'extrémité ( 5) avec deux ou plus de deux ori- fices de sortie pour l'agent de solidification, l'élément d'extrémité ( 5) étant prévu à l'extrémité du tube interne de la tige d'injection, la vanne automatique de commande du réservoir ( 33) pour le liquide de mise sous pression est ouverte avant l'injection de l'agent de solidification, fai- sant ainsi dépasser l'élément d'extrémité ( 5) du tube exter- ne au moyen du fluide de mise sous pression provenant du réservoir et gonflant la garniture, et le dispositif ( 29) détecteur de pression d'injection détectant la pression d'injection et émettant un signal qui correspond à une pres- sion détectée, réglant ainsi la vanne automatique d commande afin de gonfler et de dégonfler la garniture ( 7) en fonction d'une pression d'injection de l'agent de solidification.