ASSAINISSEMENT DES SOLS
<= Notes sur les pratiques techniques
- Anciens marécages
- Présence de nappe phréatique
- Terrains inondables
- Terrains servant de bassin de rétention d’eau de pluies
Nota : Les
terrains sont d’autant plus inondables que les zones amont ont été
imperméabilisées
Attention : certaines
techniques d’assainissements peuvent avoir d’importantes conséquences sur la
stabilité des sols. En particulier :
- Tassement du sol suite à l’évacuation de l’eau
- Gonflement d’horizons géologiques voisins par augmentation
du niveau de l’eau dans le sol
Rabattement de nappe: on rabat localement le niveau de la nappe phréatique pour permettre la réalisation des travaux dans des conditions d’humidité acceptables. Cela provoque une consolidation des sols par évacuation de l’eau emprisonnée dans le terrain, donc un tassement de celui-ci. On doit en tenir compte pour l’étude de la fondation des ouvrages et pour son incidence sur les ouvrages existants.
Diaphragme d’étanchéité : on crée un écran relativement étanche à l’amont d’une nappe phréatique ou d’une venue d’eau localisée, ce qui détourne le courant d’eau et permet un assainissement relatif de la zone à traiter. On réalise l’écran en :
- On injecte sous pression dans le sol, jusqu’au substrat
imperméable, à partir de forages, un coulis spécial constitué de bentonite et
de ciment. Son épaisseur, densité, longueur, dépendent de la nature du sol, de
sa géologie et des performances à atteindre
- On
constitue ensuite les rideaux avec : double
palplanches battues, bennes de paroi moulée, tranchées
réalisées par des
trancheuses. Le produit d’étanchéité est
alors constitué d’un mélange d’argile
et de ciment.
Dans tous les cas une parfaite connaissance du sol et de ses caractéristiques est absolument nécessaire.
Gel des sols: on gèle l’eau contenue dans le sol de manière à permettre les travaux à sec.
- Gel
définitif (exceptionnel): on place dans le terrain un réseau de canalisations remplies d’un
produit gelant qui abaisse la température du milieu à une valeur négative et
stabilise ainsi le terrain ; cela protége les ouvrages mis en péril par
l’instabilité des assises sur un sol gorgé d’eau et particulièrement
compressible.
- Gel
provisoire:
on injecte un produit gelant dans le sol (généralement saumure), dont le durée
dépend de la pérennité du produit dans le terrain
La
décongélation provoquant un tassement du sol on doit en tenir compte dans
l’organisation des fondations.
Enceintes étanches (batardeaux): des batardeaux périphériques mettent la construction à l’abri de l’eau:
- Battage de palplanches (ouvrages provisoires, souvent
arrachés en fin de chantier, ou recépés au niveau du sol et abandonnés) jusqu’à
un horizon étanche, dont la stabilité à la poussée des terres est assurée par
un épinglage par tirants actifs ou passifs.
- Par parois moulées (ouvrages définitifs réalisant
l’étanchéité, le soutènement et les fondations):
- Excavation creusée dans le sol et remplie de boue
bentonitique pour équilibrer la poussée des terres
- On introduit les armatures du béton
- On introduit alors le béton par le bas à l’aide de tubes
plongeurs, la boue bentonitique étant alors récupérée vers le haut et filtrée
pour une réutilisation ultérieure
- Ces parois peuvent souvent servir de fondations au futur
ouvrage
Remblaiement: on réalise un remblai compacté d’une épaisseur suffisante pour mettre hors eau les plates-formes des ouvrages et les corps des chaussés des routes.
- Mise en œuvre par couches de 0.2 à 0.3 m d’épaisseur
- Contrôle permanent de la teneur en eau du sol, les essais
Proctor permettant de déterminer la valeur de celle-ci pour laquelle le sol
pourra atteindre sa compacité maximale:
- Scarification du sol lorsque la teneur en eau est trop forte
- Rajout d’eau lorsqu’elle est trop faible
- Mesure de tassement précises et régulières, donnant des
courbes de tassements
Si la hauteur de remblai aboutit à
une charge supérieure à la capacité portante du sol, il peut se produire une
rupture de terrain.
Le tassement est la consolidation
du sol porteur produite par expulsion de l’eau contenue dans le sol :
- Début: expulsion rapide, amplitudes fortes =>
tassements instantanés, pouvant durer quelques semaines.
- Puis: expulsions beaucoup plus faibles =>
tassements différés, pouvant durer plusieurs années, voire décennies
- sol faiblement porteur: procéder par paliers
suffisamment espacés pour que le sol se consolide et acquière une portance plus
grande
- on doit aussi essayer d’accélérer la consolidation en
chassant l’eau contenue dans le sol le plus rapidement possible
technique des puits
filtrants: procédé par lequel on gagne beaucoup de temps dans
la consolidation du sol
- Avant le chargement du remblai disposer dans le sol des
pieux de sable ou de cartons (trous forés profondément et remplis de sable ou
de carton).
- Par dessus on dispose une couche de sable d’une dizaine de
centimètres d’épaisseur
- Par dessus on dispose le remblai
- Á mesure que le remblai est mis en place la pression qu’il transmet au sol chasse l’eau dans les puits filtrants ; l’eau remonte ensuite de ces puits jusqu’à la couche de sable à partir de laquelle elle s’évacue.
Techniques
d’assainissement des Bâtiments et ouvrages civils
Drainages: ce sont
des ouvrages à caractère permanent et définitif. Ils ont tous:
- Pente faible
- Raccordement à un exutoire naturel ou artificiel
- Assainissement de terrains humides en permanence ou
périodiquement
On prévoit des fossés en cas d’humidité due aux eaux de
ruissellements :
- Pluie
- Apport superficiel localisé
- Crue d’un cours d’eau
On prévoit des drainages profonds
en cas de venue d’eau en dessous du niveau du terrain naturel :
- Terrain perméable en contrebas d’un talus
- Pertes par percolations dans les canaux et fossés
- Eaux d’infiltrations profondes
- Eaux de ruissellements et d’infiltration superficielles lors
d’averses
- Venues d’eau dans des marnes infragypseuses
- Sol argileux susceptible de gonfler suite à une modification
de sa teneur en eau
- Etc.
Le drainage doit assurer que le
niveau de la nappe phréatique se trouve à une profondeur suffisante pour éviter
le ramollissement des terrains sous les constructions et les détériorations
dues à l’action du gel et du dégel.
Il convient que les différentes
catégories de granulats ne puissent pas pénétrer les une dans les autres, sous
peine de voir le système bouché par les éléments plus fins et perdre son
efficacité ; cette technique est très efficace dans un sol où la
proportion de matières fines est peu importante.
Il y a risque de colmatage si on a une quantité importante d’argile ou de matières organiques. Des regards intermédiaires permettent le contrôle du système:
Drains en céramiques poreuses: ils sont utilisés en cas de sols à teneur importante en éléments fins. De plus leur débit est supérieur à celui des pierres sèches et conviennent mieux aux sols à forte teneur en eau.
On met naturellement en place des
regards de visites et de contrôles en béton armé
variantes: drains en
PVC s’assemblant par emboîtement:
Des drains en sable peuvent aussi être réalisés en remplaçant le terrain naturel par du sable.
Fossés: ils sont destinés à recevoir les eaux de ruissellements ou d’infiltrations venant du terrain supérieur. On distingue deux types d’évacuations:
- Terrain
perméable => évacuation par infiltration
- Terrain imperméable => évacuation par écoulement ;
dans ce cas il est indispensable de donner une pente au fossé pour acheminer
les eaux vers un point de recueillement
Les anciens fossés étaient
creusés, entretenus et reformés à la main. Pour des raisons de productivité les
fossés modernes sont en triangle, sommet vers le bas, la pente la plus douce
coté axe de la route, ce qui permet l’exécution et le curage du fossé par la
lame incliné d’une machine. Son seul inconvénient est que sa pente est plus
forte que celle du talus. Dans tous les cas on a intérêt si rien ne s’y oppose
à assurer une évacuation par infiltration, même si cela suppose un entretien
régulier (tonte des herbes…)
Technique:
- Toujours creuser le fossé dans le terrain naturel ; en
effet creuser dans un remblai provoquerai le ravinement de celui-ci
- Si l’on doit exceptionnellement creuser dans un remblai on
doit maçonner les bords et le fond de celui-ci et lui donner une pente.
- On doit placer le fossé de telle façon que le niveau estimé
de l’eau soit inférieur à l’altitude du fond de forme de la chaussée, pour
éviter d’amener l’humidité dans la chaussée au lieu de réaliser le drainage de
celle-ci.
Route en déblai: il y a obligation de prévoir un fossé.
On a un fossé de crête, obligatoirement étanche pour éviter les venues d’eau dans le talus susceptibles de provoquer des glissements de terrain (auquel cas le remède serait pire que le mal). L’eau est amenée au fossé du bas par des descentes maçonnées.
Route en remblai: le fossé
est généralement inutile, à moins que le terrain ne présente une pente marquée
vers le talus de remblai.
Les fossés sont raccordés à un
exutoire naturel ou à l’égout par:
- Ouvrages de raccordements
- Regards avaloirs
A noter qu’en ville les fossés sont remplacés par des canalisations enterrées. Toutefois:
- Les eaux sont conduites rapidement vers l’aval, ce qui peut
provoquer des inondations dans les points bas.
- Cela prive le sol naturel des eaux de pluies qui permettent la bonne pousse de la végétation.