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Rencontres Géosynthétiques 2011 73 PROCÉDURES DE CONTRÔLE, D’ESSAIS ET DE RÉPAR

Rencontres Géosynthétiques 2011 73 PROCÉDURES DE CONTRÔLE, D’ESSAIS ET DE RÉPARATION DES DISPOSITIFS D’ÉTANCHÉITÉ PAR GÉOMEMBRANES PVC-P DANS LES OUVRAGES SOUTERRAINS METHODS OF CONTROL, TESTS AND REPAIR OF PVC-P SHEET WATERPROOFING SYSTEMS IN TUNNELLING Paul GUINARD SOPREMA, Strasbourg, France RÉSUMÉ - Cet exposé présente les différents dispositifs d’étanchéité par géomembranes (DEG) PVC-P utilisés en Europe sur les ouvrages souterrains et les compare en fonction de leur capacité à être contrôlés et réparés. Du plus simple au plus complexe, la description de ces procédés permet de comprendre les rôles des différents composants (géomembranes et équipements) dans le cadre du DEG mais aussi dans la réalisation des contrôles et essais. La capacité à être vérifié et éventuellement réparé à moindre coût est un critère de choix important dans la sélection d’un DEG. Mots-clés : Étanchéité, PVC-P, ouvrages souterrains, essais, réparation ABSTRACT - This paper presents the different PVC-P Sheet Waterproofing Systems developed for tunnelling in Europe, compares them with respect to their capacity to be controlled, tested and repaired. From the simplest to the most complex, the description of these systems allows to understand the role of each element (PVC-P sheets and accessories) in the waterproofing system and the execution of controls and checks. The system’s capacity to be tested and eventually repaired at low cost is an important criterion for the selection of the waterproofing system. Keywords: Waterproofing, PVC-P, underground structures, tests, repair 1. Introduction Les dispositifs d’étanchéité par géomembranes (DEG) sont, pour les ouvrages enterrés, un maillon fondamental dans le processus de construction. L’importance de la protection de l’ouvrage vis-à-vis des actions de l’eau est telle que les trois objectifs suivants doivent impérativement être atteints : - protection de la structure elle-même face aux dégradations physico-chimiques et mécaniques que peut engendrer son contact prolongé avec l’eau ; - protection des équipements électriques et électroniques intérieurs ; - sécurité des infrastructures internes (routes, métros, …). Pour réussir un tel challenge, il est nécessaire d’allier des produits et un processus de construction appropriés. En fait, la réussite résulte d’une bonne réalisation des opérations préalables (excavation, soutènement, projection de béton…), de l’étanchéité elle-même mais aussi des opérations ultérieures (ferraillage, bétonnage…). A contrario, une erreur de réalisation d’une des phases peut nuire au bon fonctionnement du DEG. Pour limiter de manière importante les risques liés à la réalisation de ces différentes phases, il est nécessaire de mettre en place : - une série de procédures de contrôle afin de s’assurer de la bonne réalisation des opérations ; - des procédures d’essais sur les DEG qui le permettent ; - des procédés de réparation efficaces une fois les travaux terminés. La présente communication a pour objectif de décrire les principaux DEG à base de géomembranes PVC-P utilisés dans le cadre de la réalisation d’ouvrages enterrés et les diverses procédures de contrôle, d’essais et de réparation actuellement utilisées. 2. Dispositifs d’étanchéité Avant de décrire les modalités de contrôle et d’essais, il est nécessaire de présenter les principaux systèmes d’étanchéité PVC-P utilisés dans les ouvrages souterrains en Europe. Les différents systèmes ont les mêmes exigences en termes de support et de couche de désolidarisation. Retour au sommaire Rencontres Géosynthétiques 2011 74 2.1. Le support Le support est généralement constitué de béton projeté sur le terrain naturel ou de murs de soutènement. Ces supports doivent être cohésifs, propres (absence de pollution et de trace d’hydrocarbures ou d’huile de décoffrage…), réguliers (absence de pointes agressives) et secs (absence de coulées importantes ou d’eau stagnante). Dans le cas où le support n’est pas conforme, les opérations suivantes peuvent être menées : - pour régulariser le support, du béton peut être projeté afin de remplir les creux, fermer les joints de construction et recouvrir les parties métalliques (têtes de clous, cintres…) ; - pour nettoyer le support, le nettoyage par lavage à haute pression est suffisant mais nécessite un temps de séchage ; - pour capter les coulées d’eau importantes, on peut installer des drains protégés par géotextiles qui redirigeront l’eau captée vers le collecteur en pied du DEG. 2.2. La couche de protection inférieure Il s´agit de la protection de la géomembrane d´étanchéité lors de la mise en œuvre du revêtement intérieur (DEG mis en œuvre en intrados) ou lors du remblaiement (dalles et piédroits en tranchée couverte avec un DEG mis en œuvre en extrados). Elle est placée entre le support et la géomembrane. Cette couche est généralement constituée de géotextile non tissé dont les caractéristiques dépendent principalement de la nature du support. En France, des recommandations AFTES aident à son dimensionnement. 2.3. Systèmes monocouches La couche d’étanchéité est réalisée à base d’une géomembrane PVC-P d’une épaisseur d’au moins 2 mm. Cette couche sera généralement posée en indépendance totale dans les parties horizontales ou en semi-indépendance dans les zones verticales. Les lés seront soudés entre eux par soudure à chaud (double piste à canal central) avec un recouvrement de 8 à 10 cm. Suivant les pays, des géomembranes bicolores ou translucides sont utilisées. Comme le montre la figure 1, les géomembranes bicolores (une face claire, une face foncée) ont l’avantage de permettre un repérage aisé des éventuelles déchirures de la géomembrane (fort contraste de couleur). Néanmoins, en France et en Espagne par exemple, des membranes translucides sont utilisées, ce qui permet un excellent contrôle visuel des soudures. Les systèmes monocouches sont très utilisés dans les pays du sud de l’Europe car ils sont très peu coûteux mais ils ne sont ni réparables, ni contrôlables après bétonnage. 2.4. Système monocouche avec compartimentage et systèmes d’injection périphériques Le système précédent peut être complété par un compartimentage équipé de systèmes d’injection par tubes perforés disposés le long des profilés de compartimentage. Ces derniers sont mis en œuvre de manière à créer des compartiments de dimensions limitées (figure 2). L’eau provenant de pertes accidentelles y est cantonnée. La zone est ainsi délimitée par les joints de compartimentage et l’utilisation des dispositifs d’injection permet de colmater les fuites éventuelles. Par contre, c’est une solution curative car aucune action préventive n’est possible et le système n’est pas contrôlable avant sa mise en service. Par ailleurs, il est à noter que l’utilisation des tubes d’injection peut être rapidement très onéreuse car il est impossible de déterminer à l’avance la quantité de produit à injecter. Par ailleurs, des tubes d’injection de diamètre plus important peuvent être placés en clé de voûte d’un tunnel et permettre l’injection de mortier dans les espaces vides qui n’ont pas été remplis lors du coulage du revêtement intérieur. Rencontres Géosynthétiques 2011 75 Figure 1. Tunnel ferroviaire en Grèce Figure 2. Tunnel avec compartimentage et tubes d’injection Rencontres Géosynthétiques 2011 76 2.5. Système monocouche avec protection mécanique et compartimentage, réparable Ce système consiste à réaliser l’étanchéité sur le même principe que précédemment (avec compartimentage), sans la mise en œuvre de tubes d’injection perforés le long des joints de compartimentage, mais en y ajoutant un dispositif d’injection et une protection mécanique supérieure. Des dispositifs d’injections répartis à l’intérieur des compartiments permettent d’une part d’identifier les zones qui présentent des pertes mais aussi d’injecter des mortiers de résines entre la géomembrane d’étanchéité et le revêtement intérieur (ou la membrane de protection) comblant les ouvertures et réparant ainsi l’étanchéité. Sur les zones susceptibles de subir des agressions plus importantes, il est généralement installé une couche de protection mécanique en PVC-P étudiée spécifiquement pour sa résistance au poinçonnement et à la déchirure (figure 3). Figure 3. Étanchéité de soutènement en Italie avec dispositif d’injection Ce système, très utilisé en France par exemple, permet la limitation des infiltrations à la dimension du compartimentage, la réparation des dommages éventuels par injection mais ne permet pas de contrôle de l’intégrité de la couche d’étanchéité avant la fin de la phase constructive et son exploitation. 2.6. Système double-couche avec protection mécanique, compartimentage permettant un test au vide d’air et réparable Les systèmes présentés précédemment ne permettent pas de réaliser des contrôles de l’efficacité du dispositif mis en œuvre avant la mise en service de l’ouvrage. Depuis quelques années, certains fournisseurs proposent des DEG qui offrent la possibilité de vérifier leur bon fonctionnement à tout moment : durant la réalisation, juste avant la mise en service ou même durant l’exploitation de l’ouvrage. Ces systèmes consistent à mettre en œuvre un dispositif d’étanchéité constitué de 2 géomembranes PVC-P. La première géomembrane est disposée comme dans les systèmes précédents. La géomembrane supérieure est une membrane structurée (présentant des petits picots en surface) de manière à ne pas se coller à la première et à laisser libre circulation aux fluides entre les deux géomembranes. Elle est soudée aux joints de compartimentage et une enveloppe est ainsi formée entre les deux géomembranes. Le compartimentage sera de dimension inférieure à 100 m². Comme montré sur la figure 4, des pipettes sont installées afin de créer la possibilité soit d’injecter une résine à Rencontres Géosynthétiques 2011 77 l’intérieur de l’enveloppe, soit de réaliser un test au vide d’air à l’intérieur de cette dernière. Il est à noter que les pipettes sont mises en place sur la géomembrane visible uploads/Geographie/ procedures-de-controle-d-x27-essais-et-de-reparation-des-dispositifs-d-x27-etancheite-par-geomembranes-pvc-p-dans-les-ouvrages-souterrains-pdf.pdf