Daniel FAYOUX Appligeo. Didier PELLETIER BHD Environnement

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1 Les géosynthétiques dans les ouvrages de protection de l environnement et de génie civil : présentation de cas concrets Daniel FAYOUX Appligeo Didier PELLETIER BHD Environnement Philippe CASSAGNE RENOLIT France Etanchéité des bassins de lagunage et routiers : règles pratiques issues de l expérience 1/54

2 Avantages de la solution géomembrane Haut niveau d étanchéité et donc excellente protection de l environnement Non sensible aux tassements et mouvements du support, contrairement au béton qui se fissure ou dont les joints s ouvrent. Donc bien adapté à des sol médiocres Le coût réel de la solution terrassement + géomembrane est nettement économique par rapport à la solution béton 2/54

3 Principe généraux de conception Le fond des bassins doit en principe être au dessus de l eau Un drainage des liquides et des gaz est généralement disposé sous la géomembrane Une protection adaptée aux conditions d exploitation (maintenance, curage, ) est disposée si nécessaire sur la géomembrane. Lagunages et bassins à boue plantés de roseaux : un drainage et des collectes de gaz sont placés par-dessus la géomembrane 3/54

4 Contraintes liées à l exploitation Extraction des boues : soit à partir de l extérieur par pelle : la largeur des bassins doit être adaptée à la longueur du bras de pelle. (protection éventuelle des talus) Sinon, prévoir rampe d accés et fond circulable 4/54

5 Lagunage naturel Maintenance : curage hydraulique La géomembrane est particulièrement bien adaptée à ce type d ouvrage. Très souvent, l étanchéité des matériaux naturels en place est insuffisante pour éviter une pollution du sol. 5/54

6 St Valérien 6/54

7 St Valérien 7/54

8 LAGUNAGES 8/54

9 PVC 10/10 9/54

10 Lagunage La Bernardière (85) m² PVC 10/10 10/54

11 LAGUNAGE MENARD LA BAROTTIERRE (85) m² PEHD 15/10 11/54

12 Filtres plantés de roseaux à flux horizontaux Réduction des MES nécessaire à l amont (?) Maintenance : Faucardage 12/54

13 Filtres plantés de roseaux à flux horizontaux (détail) 13/54

14 filtres plantés de roseaux à flux verticaux Les boues retenues sont déshydratées et compostées sur place grâce à l action combinée des bactéries et des plantes Une coupe annuelle des roseaux est nécessaire 14/54

15 filtres plantés de roseaux à flux verticaux (suite) Bassins en béton oui géomembrane, suivant conditions géotechniques et économiques 15/54

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18 Notre Dame de Boisse, près de Roanne; 600 eh - PEHD 18/54

19 Gironcourt sur Vraine (PEHD) Plantes avant entretien 19/54

20 Gironcourt sur Vraine Plantes après entretien 20/54

21 Lagune de Saint-Ouen Les Parey (88) PVC 21/54

22 Système mixte : lagunage naturel + infiltration percolation 22/54

23 Bassins autoroutiers 23/54

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25 Bassin routier : fond et rampe d accès protégés par une couche de béton Remontée du béton sur les talus recommandée sur 0,20 à 0,30 m 25/54

26 Béton en fond de bassin : le placer sur la géomembrane (pas de raccordement membrane sur béton) 26/54

27 Plis nécessaires (dilatation/retrait) 27/54

28 Absence de pente = contre-pente Problème d exploitation Pente nécessaire en fond de bassin vers l exutoire 28/54

29 Raccordement aux ouvrages : un point critique. Ici la membrane est dans le vide dans les angles Points critiques D. Fayoux - Formation ENPC 29/54

30 Mettre les ancrages dans les plans du sol (conception du béton) Ligne d'ancrage de la géomembrane Semelle dans le plan du talus et du fond 30/54

31 Ici, la membrane reste plaquée sur le support 31/54

32 Détail du raccordement 32/54

33 Ordre de grandeur des prix Il s agit des prix demandés par le poseur de géomembranes, basé sur une géomembrane PVC 1 mm ou PEHD 1,5 mm, avec 1 ou 2 géotextile 300 g/m² et dégazage, pour des ouvrages sans complexité particulière. Ces prix sont donnés à titres indicatifs et sont susceptible de variation, en particulier en fonction des conditions du chantier et du cours des matières premières. Ordre de grandeur purement indicatif Surface m² Prix /m² 400 ~ 15 à 17 /m² ~ 8 à 9 /m² ~ 6 à 7 /m² 33/54

34 Marché à lot unique ou avec lot étanchéité séparé? Le lot unique est plus facile à gérer pour le Maître d Œuvre Si l étanchéité ne fait pas partie d un lot séparé, l entreprise générale applique un coefficient (qui est parfois étonnant, parfois 2 et plus). Les lots séparés sont donc rentables pour les collectivités, en particulier pour les grandes surfaces. Calculez vous-même! Les lots séparés permettent aussi d être maître du choix de l étancheur. 34/54

35 Un problème récurent Pour des problèmes de pentes, les lagunages sont souvent placés le plus bas possible, près du point de rejet, voire semi enterré ou enterré. Donc souvent fondé sous la nappe, dans des zones tourbeuses ou marécageuses. D où formation de gaz et de bulles (dauphins, hippopotames, baleines, tennis couverts!) rendant l ouvrage inutilisable De même pour un certain nombre de bassins routiers 35/54

36 Une situation banale et fréquente! Et. On met le bassin à proximité du ruisseau (terrains moins chers) et on l enterre rejet Canalisation ; pente faible Le fond de bassin est sous la nappe Le terrain est marécageux (formation de méthane) Les bulles de gaz montent à la verticale 36/54

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39 Ouvrage dans les «bas fonds» (suite) Dans ce cas, un ouvrage en béton ne serait pas une bonne solution non plus, car sauf fondations spéciales très onéreuses, il y aurait désorganisation de l ouvrage et ouverture des joints par suite de tassements, tant général que différentiel Les conceptions possibles pour échapper à cette inéluctable et triste destinée sont les suivantes: 39/54

40 Comment éviter ce destin? Solution 1 Placer le bassin plus en amont, sur un terrain sain et avec la nappe phréatique en dessous du fond de bassin Terrain plus cher Risque de problèmes de raccordement si habitations proches du rejet Bassin plus proche des habitations (risque d odeurs) Canalisation ; Le fond de bassin est au dessus de la nappe Le terrain est sain rejet 40/54

41 Comment éviter ce destin? Solution 2 Placer le bassin au point bas, mais en le surélevant pour que la nappe phréatique soit en dessous du fond de bassin Une station de relevage peut être nécessaire Le gaz s évacue par le remblai drainant non saturé remblai Canalisation ; Le fond de bassin est au dessus de la nappe rejet 41/54

42 Solution 3 (si 1 ou 2 ne sont pas possibles, en particulier bassins routiers) Donner des pentes marquées au fond de bassin (3 à 5 % si possible). Le fond de bassin ne doit présenter aucune contre-pente. Si cela n est pas garanti (en particulier cas de sol mous) prévoir une surcharge sur le fond de bassin en plus de la pente Le résultat n est jamais garanti à 100 % Canalisation (sans changement) Le fond de bassin est sous la nappe, mais avec de fortes pentes Le terrain est marécageux (formation de méthane) rejet Les bulles de gaz montent à la verticale 42/54

43 Fond de bassin en pente, mais avec des contre-pentes locales BULLES (s évacuent si on les pousse au-delà du point haut) 43/54

44 Fond horizontal + 15 à 20 cm de lestage : insuffisant BULLES 44/54

45 Le contrôle de pose Doit faire l objet d un PAQ. Les résultats doivent figurer dans un dossier de récolement. Réception contradictoire du support Vérification des matériaux livrés Recouvrement des géotextiles Contrôle des soudures par mise en pression du canal de contrôle Vérification des points triples (cloche à vide ou autre) Absence de perforation en partie courante Si contrôle insuffisant, risque de problèmes... 45/54

46 Recherche de fuite par prospection électrique par jet d eau (labo PC Nancy) Principe : on impose une différence de potentiel électrique entre le sol sous la géomembrane et un jet d eau projeté sur celle-ci (voir figure n 1 ci-après). La géomembrane, (isolant électrique de résistivité très grande), empêche la création de courants électriques. En cas de perforation ou défaut de soudure, l eau s infiltre par ce défaut et atteint le sol sous la géomembrane, formant un «pont» entre les deux niveaux de potentiel et créant un courant électrique. L opérateur est informé par la déviation de l aiguille d un galvanomètre et par un signal sonore5 46/54

47 Schéma de principe 47/54

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49 Les limitations du procédé Toute situation autre qu un défaut permettant le passage du courant de la partie supérieure de la géomembrane à la partie inférieure: Canalisation métallique débouchant à une faible hauteur au dessus du fond Canalisation métallique Passage du courant Membrane sans remontée franche à une extrémité. L eau peut déborder et assurer le contact avec le sol L eau déborde et établit le contact 49/54

50 Recherche de fuite Bassin de décantation, usine agro-alimentaire - PVC 50/54

51 Contrôle à priori (fin de chantier) Provenchères Bassin routier - PEHD 51/54

52 Recherche de fuite sous eau (Appligeo) 52/54

53 Détection électrique sous l eau Principe similaire au système précédent : détection du passage du courant par un trou dans la géomembrane Fonctionne si la géomembrane est recouverte par une couche de matériaux granulaire Ne fonctionne pas si géomembrane recouverte par une couche de béton armé ne fonctionne pas ou mal si canalisation métallique traversante (dans certains cas, possibilité de la recouvrir par une géomembrane) 53/54

54 Pour conclure Un plan qualité bien appliqué, par des poseurs formés et compétents et stimulés par un contrôle initial rigoureux vaut mieux qu une bonne recherche de fuite! Merci de votre attention! 54/54