Les géotextiles sont fabriqué à
base de polymères (essentiellement fibres de polyester et/ou
de polypropylène). Ce sont des matériaux
perméables et constitué exclusivement de fibres de
synthèse d’une masse surfacique minimale de 700 g/m2
pour les tranchées courtes, et de 600 g/m2 pour les
tunnels.
Des nombreuses études ayant mis en
évidence un risque non négligeable d’hydrolyse de
fibres polyester en milieu alcalin, celles-ci seront exclues pour
une application en ouvrages souterrains où les supports sont
généralement en béton et remplacées par des
fibres de polypropylène ou similaire.
Géotextile
Généralement est propose
d’associer une fonction drainage à celle de la
résistance mécanique initialement dévolue aux
écrans de protection contre le poinçonnement statique.
Cette fonction permettra de capter et de drainer de faibles
écoulements d’eau, tout en évitant en phase
chantier le passage d’eau à travers le géotextile
susceptible d’altérer la bonne réalisation de la
thermosoudure des lès de géomembrane
d’étanchéité synthétique. En fonction des
débits d’infiltration, le géotextile pourra
être localement remplacé par un géocomposite de
protection et de drainage.
Fonction et
emploi
Les géotextiles peuvent avoir des
utilisations diverses et variées : la séparation, la
filtration, le drainage, la protection,
l’étanchéité ou le renforcement. Dans de
nombreux cas, on a recours à une combinaison de ces fonctions.
Il semble donc nécessaire de connaître les
caractéristiques techniques de ces différentes fonctions
que peuvent avoir les géosynthétiques pour pouvoir
choisir le plus adapté à chaque situation et à
chaque projet.
Fonction de filtration
La fonction filtration d’un géotextile
réside dans sa capacité à laisser passer l’eau
tout en retenant les particules de sols pour éviter une
contamination des matériaux voisins. Il s’agit ici de
maintenir les particules de sol soumises à des forces
hydrodynamiques tout en assurant l'écoulement du
fluide.
Ce sont la largeur des pores et la
perméabilité du géotextile qui caractérisent
cette fonction de filtration. Il ne faut pas que ces pores soient
trop gros, car ils laisseraient alors passer les grosses particules
et cela entraînerait une érosion du sol. Par ailleurs, il
ne faut pas qu’ils soient trop petits car les petites
particules ne pourraient dans ce cas plus traverser et cela
engendrerait la formation d’une barrière très peu
perméable au- dessus du géotextile, empêchant les
fluides de le traverser. On doit donc avoir un géotextile avec
différentes tailles de pores coïncidant avec la
distribution des tailles des particules. La compressibilité du
géosynthétique utilisé influence aussi la
perméabilité.
Cette solution de filtration permet aussi de faire
une économie sur les matériaux granulaires et son
installation est relativement simple. On l’emploie
régulièrement en remplacement des granulats filtrants
dans des projets de barrages ou de protection de berges
côtières ou de rivières mais aussi dans les travaux
de terrassement ou les ouvrages de stockage.
Fonction de drainage
La fonction de drainage a pour but de faciliter
l’évacuation rapide des eaux pluviales et souterraines
et des autres fluides dans une structure. En introduisant un
géotextile, on permet l’écoulement de l’eau
dans son plan. C’est la porosité des géotextiles
qui permet d’avoir un bon drainage.
Un type de géosynthétique particulier
est utilisé pour le drainage : les géodrains. Ils
sont spécialement conçus pour améliorer la
capacité de drainage des sols. Ces produits
géosynthétiques forment une alternative avantageuse aux
tranchées drainantes traditionnelles avec notamment une
réduction des volumes d’excavation et une installation
facilitée.
L’utilisation des géosynthétiques
permet d’avoir un plan de drainage continu, même en cas
de déformation du massif, et d’assurer une capacité
drainante à long terme. On économise par ailleurs un
volume important de matériaux drainants granulaires difficiles
à mettre en oeuvre. Ils sont fréquemment utilisés
pour le drainage de fondations, des ouvrages routiers et des murs
de soutènement.
Fonction de protection
La protection a pour but de limiter ou
empêcher des désordres localisés dans des ouvrages
de géotechnique à l’aide d’un
géotextile. On place pour cela le géotextile entre une
géomembrane et le sol (ou la couche de protection) pour
qu’il absorbe les contraintes localisées et protège
la géomembrane d’éventuelles perforations. Sa
résistance au poinçonnement et son uniformité
(répartition des charges) en font la solution idéale pour
ce genre de pathologie. On l’emploie pour protéger les
systèmes d’étanchéité dans les projets de
bassin de rétention, de réservoir ou de centre de
stockage des déchets.
Fonction
d’imperméabilisation
Dans le domaine du génie civil,
l’imperméabilisation consiste à installer des
géosynthétiques pour empêcher les écoulements
d'eau et de produits polluants vers le sol naturel. On utilise
généralement cette fonction des géosynthétiques
pour les fossés ou les bassins contigus aux routes. Ce
procédé vient en remplacement d’une couche
d’argile d’épaisseur variable. Le gain en
matériaux utilisés et la facilité
d’installation du système le rendent très
approprié à de nombreux chantiers (bassins de
rétention, réservoirs…)
Exemple de complexe
géotextile
Il y a aussi des autres fonctions
comme:
La séparation
La séparation a pour principale fonction
d’empêcher le mélange de deux couches adjacentes de
matériaux granulaires différents sous l’effet de
sollicitations mécaniques comme le trafic. Lal’augment
fonction séparation des géosynthétiques sert
àéviter la contamination des sols c'est-à-dire le
mélange de deux sols adjacents de nature différente. Dans
une structure de chaussée, ce phénomène de
contamination est à l’origine de la diminution de sa
capacité de transmission hydraulique, de sa résistance
à supporter les charges sans déformation, et de ation de
sa susceptibilité au gel (présence de fines particules et
d’eau en suspension).
L’utilisation
d’un géotextile placé entre deux matériaux
hétérogènes empêche la perte
d’agrégats par pénétration dans le sol mou et
prévient la remontée des particules fines dans la
fondation granulaire (pas de réduction de la capacité
portante). Les deux matériaux conservent donc leur
intégrité et leur homogénéité.
L’introduction de géosynthétiques confère
plusieurs autres avantages :
-
Possibilité d'utiliser les matériaux
disponibles sur place
-
Diminution des volumes
d’excavation
-
Réduction de l'épaisseur de la couche
d'apport et préservation de ses
caractéristiques
-
Mise en
œuvre simple et rapide
-
Capacité drainante des sols
maintenue.
Le renforcement
On utilise ici les propriétés
extensibles d'un géosynthétique pour résister aux
tensions ou contenir des déformations dans les structures
géotechniques.
Le premier mécanisme de stabilisation
d’un sol par un géotextile est lié à
l’effet membrane. Ce phénomène traduit en fait le
comportement du géotextile posé sur un sol
déformable et soumis à un chargement vertical. Les
produits géosynthétiques vont répartir les charges
sur une plus grande surface et ainsi augmenter la résistance
au cisaillement des sols adjacents et réduire le risque de
formation d’ornières.
Le second mécanisme de stabilisation du sol
à l’aide de géosynthétiques est le confinement
du sol assuré par le géotextile, dont on a déjà
parlé dans la partie sur la fonction de séparation. Il
augmente le degré de compaction du sol, conserve son
uniformité et augmente ainsi sa capacité
portante.
Enfin, le géotextile fait aussi office de
renforcement quand aux déformations locales, comme on a pu le
voir dans le chapitre sur la fonction de protection. Il va, dans le
cas de dégradations par poinçonnement, répartir
l’effort local et ainsi réduire localement la pression
sur le sol.
1. Introduction
