CP3 - Géosynthétiques

Question 1

Comment la granulométrie du sol influence-t-elle ses propriétés

Nommer un diamètre caractéristique du sol connu pour influencer ses propriétés hydrauliques

Answer 1

• La granulométrie influence la perméabilité et la capacité portante du sol.
• Le diamètre caractéristique influençant les propriétés hydrauliques est d10, qui correspond au diamètre des 10 % des particules les plus fines (important pour la perméabilité)​

Question 2

Étapes de fabrication des géogrilles, géotextiles et géomembranes

Answer 2

Géogrilles :
Extrudées : Étirement d’une plaque perforée à haute température pour orienter les molécules.
Tissées/Tricotées : Fibres tissées ou tricotées, souvent enduites de PVC.
Soudées : Bandes de polymère soudées ensemble​
.
Géotextiles :
Non-tissés aiguilletés : Fibres orientées aléatoirement, consolidées par aiguilletage.
Tissés : Fils tissés dans deux directions.
Tricotés : Structure sans couture produite sur un métier circulaire​
.
Géomembranes :
Extrusion annulaire (« blown film ») : Polymère extrudé pour former un tube, puis étiré et aplati.
Extrusion plate : Création d’une surface texturée pour l’adhérence ou le drainage​

Question 3

Décrivez le géocomposite bentonitique

Answer 3

Le géocomposite bentonitique est composé de bentonite confinée entre deux géotextiles.

Contrairement aux géomembranes polymériques, il est:
- légèrement perméable
- sensible à la dessiccation
-souvent utilisé en complément de géomembranes pour créer une étanchéité composite

Question 4

Exemples d’âme drainante utilisées dans un géocomposite de drainage

Answer 4

Exemples d’âmes drainantes :

1- Géofilets biplanaires ou triplanaires.
2- Noyaux en membrane alvéolaire.
3- Réseau de mini-drains.
4- Non-tissés très grossiers​

Question 5

En quoi consiste le procédé d’aiguilletage des non-tissés? Par quel mécanisme les fibres sont-elles liées ensemble?

Answer 5

Le procédé d’aiguilletage implique l’enchevêtrement de fibres aléatoirement orientées par des aiguilles.

Le frottement entre les fibres est la principale source de cohésion​

Question 6

Est-il possible d’interchanger différents types de géosynthétiques pour remplir une même fonction? Pourquoi? (par exemple : géotextile / géogrille / géomembrane)

Answer 6

Non, les géosynthétiques ont des propriétés spécifiques adaptées à des fonctions précises.

Par exemple, un géotextile offre une perméabilité pour la filtration, tandis qu’une géogrille fournit une résistance mécanique pour le renforcement​

Question 7

Est-il possible de fabriquer une géomembrane avec n’importe quel matériau plastique? Expliquez pourquoi.

Answer 7

Non, il faut un matériau plastique durable et non-biodégradable -> polymères (polyester etc…)

Question 8

Hormis le prix et un meilleur contrôle de la performance, quels sont les deux principaux avantages liés à l’utilisation de géosynthétiques en remplacement des sols?

Answer 8

Avantages :
1-Réduction de l’empreinte carbone (moins de transport de matériaux granulaires).
2-Réduction des ressources naturelles utilisées (moins de sols de haute qualité nécessaires)

Question 9

La dimension des pores des géotextiles est-elle semblable quel que soit le type de produit? Pour quelle raison doit-on choisir un géotextile en fonction de ses ouvertures de pores?

Answer 9

Non, la dimension des pores varie selon le produit.

Elle doit être adaptée à la granulométrie du sol pour assurer une filtration efficace sans colmatage

• Pas semblable : ouverture de filtration du géotextile (FOS) déterminée en fonction du sol à filtrer
• Il y a 3 modes de rupture à éviter :
  -> colmatage interne et de surface (filtre se bloque en surface, ou dans son épaisseur)
  -> lessivage (filtre ne retient pas le sol)
  -> perméabilité (filtre ralentit l’eau et peut provoquer un accroissement de la pression interstitielle)

Question 10

La quantité de CO2 générée pour remplir une fonction dans une structure est-elle généralement plus ou moins élevée lorsqu’on utilise des géosynthétiques, en comparaison aux matériaux granulaires? Dans quelle proportion?

Answer 10

Utilisation des géosynthétiques réduit les émissions de CO2 de 25 à 85%

Question 11

Les géomembranes texturées offrent-t-elles toujours les mêmes propriétés de frottement à l’interface? Quels facteurs peuvent influencer la résistance au cisaillement à l’interface d’une géomembrane? Nommez quelques facteurs propres à la géomembrane, et quelques facteurs indépendants de la géomembrane.

Answer 11

Non, les propriétés de frottement varient.

Facteurs liés à la géomembrane :
rugosité, type de polymère, méthode de fabrication.

Facteurs indépendants : type de sol adjacent, pression normale exercée​

Question 12

Les sols secs se comportent-ils toujours mieux que les sols humides?

Answer 12

Non. L’humidité peut parfois augmenter la cohésion des particules, mais un excès d’eau réduit généralement la capacité portante et provoque l’érosion​

Question 13

Nommez les propriétés du sol susceptibles d’influencer son comportement.

Answer 13

1-Granulométrie,
2-teneur en eau,
3-densité,
4- perméabilité,
5- cohésion,
6- capacité portante​

Question 14

Pour quelle raison les géosynthétiques permettent-ils de réduire l’impact environnemental lié à la construction d’infrastructures?

Answer 14

Ils réduisent le transport et l’utilisation de matériaux granulaires, diminuant ainsi les émissions de CO2 et l’épuisement des ressources naturelles​

Question 15

Pourquoi les applications de textile en géotechnique ne se sont développées significativement qu’après les années 1960?

Answer 15

Puisqu’avant 1960 elles étaient faites de coton qui se dégrade rapidement

Utilisation de polymères dans les années 60, matériau durabilité non-biodégradable

Question 16

Qu’est-ce qu’une géogrille? Dans quel type d’application est-elle principalement utilisée? Quelle est la propriété la plus importante d’une géogrille?

Answer 16

Une géogrille est un produit en polymère conçu pour le renforcement des sols.

Elle est principalement utilisée dans les murs de soutènement et la stabilisation.

La propriété clé est sa haute résistance en traction​

Question 17

Quel est l’effet de l’eau sur la capacité portante d’un sol?

Answer 17

L’eau influence la cohésion des grains de sol : (-) résistance du sol à déformation sous une contrainte ext. (eau)

trop d’eau = mauvaise capacité portante du sol

Question 18

Quel est le principal avantage des géocomposites de drainage triplanaires, lorsque comparés aux biplanaires? Cet avantage est-il vrai en toutes circonstances et pour tous les produits?

Answer 18

• Triplanaire: moins d’intrusion du géotextile dans l’âme drainante
• Offre souvent une meilleure capacité drainante sous charge (seulement à masse égale)

Question 19

Quel est le processus de fabrication le plus courant en Amérique du Nord pour une géomembrane de PEHD? Comment crée-t-on une texture en surface avec ce procédé?

Answer 19

Le procédé le plus courant est l’extrusion annulaire (« blown film »).

Une texture est créée en injectant des bulles d’azote dans le polymère fondu​

Question 20

Quelle est la principale différence entre un géotextile et une géogrille? Citez la propriété mettant le mieux en valeur cette différence.

Answer 20

GÉOTEXTILES
Produits perméables, utilisés comme filtres / séparateurs,
matelas de protection, et quelquefois renforcement

GÉOGRILLES
Produits conçus pour offrir des caractéristiques mécaniques élevées, pour le renforcement ou la stabilisation des sols

Géotextiles filtrent et géogrilles renforcent

Question 21

Quelle est la principale différence entre une géomembrane et un géotextile? Citez la propriété mettant le mieux en valeur cette différence.

Answer 21

Les géomembranes sont des produits conçus pour offrir
une barrière étanche.

Alors que les géotextiles sont toujours perméables, ils laissent passer
l’eau, tout en séparant (filtrant) les sols.

Question 22

Quels sont les trois types de géotextiles

Answer 22

• Géotextiles non-tissés aiguilletés: Voile de fibres orientées aléatoirement consolidé par aiguilletage.
  consolidation par frottement entre fibres.
• Géotextiles tissés : fils croisés dans deux directions.
• Géotextiles tricotés (tubulaires) : Structure continue, sans joints ni coutures, produite sur un
  métier à tricoter circulaire.

Question 23

A quoi sert un géotextile de séparation? À quel endroit doit-il être installé dans une structure de chaussée? Dans quelle situation son utilisation est-elle nécessaire?

Answer 23

Il sert à assurer séparation des matériaux en couches distinctes pour préserver leurs propriétés hydrauliques et mécaniques. Il empêche la contamination entre le sol de fondation et la couche de base.

Entre particules du sol et recouvert par des matériaux granulaires. Un géotextile de séparation n’est pas requis seulement si D15 filtre < 4*d85 sol.

Requis dans toutes les autres circonstances.

Question 24

À quoi sert une géomembrane?

Answer 24

Utilisée pour barrière à l’écoulement :
- Imperméabilisation (très faible perméabilité aux liquides et gaz)
- Étanchéité

Question 25

Comment contrôle-t-on la qualité d’une soudure de géomembrane bitumineuse?

Answer 25

(vitesse, température, pression)

Par inspection visuelle et essais mécaniques pour vérifier l’adhérence et l’absence de défauts​

Soudure simple à réaliser, peu dépendante des conditions
environnementales, dépendante de la maîtrise du soudeur

Question 26

Dans quelles situations doit-on utiliser une géomembrane PEHD texturée plutôt que lisse?

Quel risque est associé à l’utilisation d’une géomembrane lisse, dans ces situations?

Answer 26

Lorsqu’un frottement supplémentaire est nécessaire pour stabiliser le matériau adjacent (exemple pente avec gravier pour éviter glissement)

Les géomembranes lisses augmentent le risque de glissement​

Question 27

Comment fonctionnent les géosynthétiques utilisés pour la stabilisation des sols?

Il y a 3 mécanismes, décrivez-les brièvement.

Answer 27

1. Confinement horizontale du granulat
2. Augmente la surface d’application de la contrainte​
3. Déformation légère du textile pour reprendre la contrainte

Question 28

Décrivez comment fonctionne un système à double étanchéité, pourquoi sa performance sera toujours meilleure que celle d’une étanchéité constituée d’une couche d’argile de très faible perméabilité.

Answer 28

Il combine une géomembrane et une couche de drainage pour capter les fuites éventuelles, assurant une redondance et une meilleure protection

Question 29

En quoi le colmatage d’un filtre géotextile peut-il influencer la stabilité de l’ouvrage dans lequel il est installé ?

Answer 29

Il réduit la perméabilité, augmentant la pression interstitielle, ce qui peut entraîner une défaillance structurelle

Question 30

Est-ce qu’on peut attendre d’une géocellule fabriquée à partir d’un matériau présentant un faible module de déformation (imaginez : en latex) qu’elle offre une performance acceptable?

Answer 30

Non, exemple latex
- risque de rupture
- déformation excessive sous charge
- faible durabilité
- manque de rigidité

Question 31

Est-ce qu’un géocomposite de drainage offrira la même capacité hydraulique lorsqu’installé sous une dalle de béton de 200 mm d’épaisseur, ou sous un massif de sol de 30 mètres d’épaisseur? Pourquoi? Citez deux phénomènes qui affecteront ses propriétés à long terme.

Answer 31

Non. Sous un massif de sol de 30 m, la contrainte normale et le fluage réduiront la transmissivité.

De plus, le colmatage chimique ou biologique affectera ses propriétés à long terme​

Question 32

Existe-t-il des géotextiles de séparation ‘standard’?

Answer 32

Oui, ils sont standardisés et spécifiés dans des normes comme la BNQ 7009-910 pour les applications routières​

Question 33

Expliquez le rôle des trois types de géosynthétique que l’on peut retrouver dans la structure d’un mur de soutènement.

Utilisez un schéma si nécessaire.

Answer 33

Géogrille : Renforce le sol en tension.
Géotextile : Fournit une filtration et un drainage pour éviter la pression interstitielle​
Géocomposite de drainage : Assurer une bonne évacuation de l’eau

Question 34

Expliquez le rôle du géosynthétique offrant un module de déformation élevé, installé à la base d’un remblai posé sur un sol de faible capacité portante.

Utilisez un schéma si
nécessaire.

Comment s’appelle cette application?

Answer 34

Une géogrille renforce la base en répartissant les charges et en limitant les tassements différentiels.

Ce type d’application s’appelle le renforcement de remblai​

Question 35

Expliquez le rôle du géosynthétique utilisé pour une fonction de séparation, lors de la
construction d’une chaussée. Utilisez un schéma si nécessaire.

Answer 35

Il empêche la migration des particules fines du sol de fondation dans la couche de base, maintenant les propriétés mécaniques de chaque couche​

Question 36

Expliquez le rôle du géosynthétique utilisé pour une fonction de stabilisation, lors de la construction d’une chaussée.

Utilisez un schéma si nécessaire.

Answer 36

Une géogrille limite les déformations latérales des matériaux granulaires, augmentant leur portance

Question 37

Expliquez les avantages d’un système à double étanchéité, et quel sont les rôles des couches de drainage primaire et secondaire.

Answer 37

Avantages : Protection redondante contre les fuites.

Drainage primaire : Capte les fuites directement sous la géomembrane.

Drainage secondaire : Fournit une barrière supplémentaire pour protéger l’environnement​

Question 38

Quel matériau est généralement utilisé comme couche de drainage secondaire? Pourquoi? Quel matériau est généralement utilisé comme couche de drainage primaire? Pourquoi?

Answer 38

secondaire : Typiquement un géosynthétique car plus facile à installer entre deux géomembranes qu’un matériau granulaire (textile ou plastique) : obj de minimiser les débits de fuite

primaire : toujours un matériau granulaire car offre une couche de protection de l’étanchéité primaire contre dommages mécaniques

Question 39

Il existe deux façons de souder les géomembranes de PEHD. Offrent-elles toutes les deux une performance et une fiabilité comparables? Pourquoi? Quelle méthode doit être privilégiée, dans quelle circonstance doit-on utiliser l’autre méthode?

Answer 39

soudure à double fusion ou soudure à extrusion

La soudure par extrusion est moins fiable que la soudure à double fusion. La soudure par extrusion n’est utilisée que quand on n’a pas accès au
dessous de la géomembrane pour faire circuler l’équipement par soudage par double fusion.

Question 40

Il existe deux types de produits géosynthétiques pouvant être utilisés entre deux couches d’enrobé bitumineux, offrant une étanchéité. Les deux comprennent une matrice bitumineuse. L’un comporte un renfort en fibres de verre, dont le module de déformation est très élevé, l’autre est un non-tissé de polyester pouvant tolérer un allongement important. Expliquez dans quel contexte on utilise ces produits et ce que l’on attend d’eux.

Answer 40

Fibres de verre : limite la fissuration par retrait thermique dans l’enrobé bitumineux

non-tissé de polyester : aide avec l’isolation thermique et les changements de température

Question 41

Illustrez trois des six mécanismes de rupture devant être considérés pour le dimensionnement d’un mur de sol renforcé, à l’aide de schémas montrant les forces qui agissent et celles qui résistent au mouvement.

Answer 41

P. 97 du power point

Question 42

Indiquez quels paramètres sont susceptibles d’influencer la qualité des soudures de PEHD réalisées par double-fusion.

Answer 42

• Mauvais paramètres de soudage (trop chauffé : stress-cracking;
• pas assez chauffé : liaison insuffisante);
• température de la feuille très faible (mauvais adhésion);
• température de la feuille trop élevée (dilatation des membranes, formation de plis);
• humidité (mauvais assemblage);
• vent (mauvais contrôle de la température);
• saleté (inclusion de particules dans la soudure);
• ségrégation du matériau dans la zone de soudage (faiblesse)

Question 43

Les géosynthétiques (géogrilles, géomembranes, géotextiles, geodrains…) peuvent remplir des fonctions très différentes. Illustrer trois des fonctions typiques des géosynthétiques à l’aide d’un schéma expliquant les mécanismes et les sollicitations en présence. Identifier quel type de géosynthétique est le plus susceptible de remplir cette fonction.

Answer 43

Géogrille : Offrent une résistance en tension et un module de déformation élevés, permettant d’accomplir une fonction de renforcement

Géomembrane : Matériau disposant d’une très faible perméabilité aux liquides et aux gaz, utilisés pour leur fonction de barrière à l’écoulement

Géotextile : Matériaux toujours perméables: laissent passer l’eau, tout en séparant (filtrant) les sols, offrent une déformabilité contrôlée selon le type de produit, certains produits peuvent offrir une résistance en tension élevée

Question 44

Les variations de température quotidiennes peuvent-elles avoir un impact sur la performance d’un système d’étanchéité par géomembrane? Expliquez.

Answer 44

Le gel/dégel peut causer de la dilatation et contraction thermique causant ainsi des fissures et des déformations

Température de la feuille faible : mauvaise adhésion
Température de la feuille trop élevée : dilatation des membranes, formation de plis

Question 45

Lorsque les conditions de chantier sont défavorables (pluie, accumulation d’eau sur le sol support, etc), pourquoi l’installation d’un géotextile de séparation a-t-elle un impact sur la qualité de la structure de la chaussée?

Answer 45

Car il pourra maintenir les particules du sol en place
(éviter la contamination de la fondation) et laisser passer l’eau (éviter les ventres de boeufs
lors de la construction, éviter les pressions interstitielles élevées en service/phénomène de
pompage)

Question 46

Pour quelle raison est-il nécessaire d’installer un géotextile de séparation entre un sol de fondation argileux et la fondation d’une chaussée?

Answer 46

Pour assurer la séparation des matériaux de la fondation d’argile et de la fondation de la chaussée pour préserver leurs propriétés hydrauliques et mécaniques.

Question 47

Pour quelle raison est-il souhaitable de drainer l’eau qui se trouve derrière un mur de soutènement?

Answer 47

Pour réduire la contrainte exercée sur le mur.

Question 48

Pourquoi cherche-t-on à éviter que les matériaux qui constituent la fondation d’une chaussée soient saturés d’eau? Nommez 3 solutions permettant de contrôler les venues d’eau, ou d’évacuer l’eau présente dans une fondation.

Answer 48

Drainage horizontal sous remblai routier : géocomposite triplanaire;
drainage horizontal sous remblai routier : drainage
horizontal par minidrains;
drainage horizontal sous dalle de béton.

Question 49

Pourquoi doit-on assembler les géomembranes, plutôt que de chevaucher les bordures? Décrivez les différentes techniques d’assemblage présentées en cours et précisez à quel type de matériaux elles s’appliquent.

Answer 49

?

Question 50

Pourquoi est-il nécessaire d’entreposer correctement les rouleaux de géosynthétique sur un chantier, avant leur installation?

Answer 50

Prévention de déformation et dommages physiques : compression excessive, déformation mécanique

Maintien de la qualité des soudures et des joints

Question 51

Qu’est-ce qui peut provoquer l’apparition de fuites dans les géomembranes de PEHD? Indiquez quelle est la principale cause de fuite et à quel moment ces fuites apparaissent dans le cycle de vie de la géomembrane (depuis sa fabrication jusqu’à la fin de son service). Limitez-vous à ce qui a été discuté en cours.

Answer 51

• durant l’assemblage, puisqu’il y a une très grande surface de géomembrane à installer
• risque de perforation lors du recouvrement de la géomembrane

Question 52

Quel est le rôle d’un géotextile dans un ouvrage de protection contre l’érosion en bordure de rivière, lorsqu’il est recouvert d’un enrochement (rip-rap)? Pourquoi n’utilise-t-on pas une géomembrane?

Answer 52

Puisque la géomembrane ne laisse pas passer l’eau donc l’eau s’accumule entre le sol et la membrane causant des bulles.

Le filtre géotextile permet de retenir le sol en place lors de l’écoulement de l’eau depuis le sol vers le fleuve. Il est recouvert d’un enrochement grossier (rip-rap) qui sert de lest, et
limite les dommages mécaniques liés
à l’impact de la glace ou des vagues

Question 53

Quel est le rôle du géotextile utilisé dans un système d’interposition de fissure, entre deux couches d’enrobé bitumineux? Pourquoi un géotextile de polypropylène (point de fusion : 165°C) ne peut pas être utilisé pour cette application?

Answer 53

Le géotextile offre une étanchéité même si l’enrobé fissure

Parce que les enrobés bitumineux sont posés à des températures comprises entre 140 et 180 ºC

Question 54

Quelle est la fonction d’une barrière à sédiments (‘silt fence’), installée à la périphérie d’un chantier où du sol est mis à nu?

Answer 54

Pour contenir les particules en suspension érodée par la pluie, à l’intérieur d’un périmètre donné.

Question 55

Quelle est la fonction du géotextile qui enrobe un tuyau de drainage perforé – par exemple pour le drainage de fondations ou le drainage agricole?

Answer 55

Le géotextile d’enrobage doit être suffisamment fermé pour retenir les particules du remblai, mais suffisamment ouvert pour laisser passer l’eau à drainer.

Question 56

Si un géotextile non-tissé offre une résistance à la rupture supérieure à celle d’une géogrille uniaxiale, peut-il être utilisé pour construire un mur renforcé? Expliquez pourquoi.

Answer 56

Non, car les blocs de béton et les techniques d’ancrage sont adaptés à chaque géogrille. Vu qu’un géotextile non-tissé est fait dans n’importe quel sens, il sera impossible de faire des blocs de béton adapté au géotextile non-tissé.

Question 57

Un filtre géotextile devrait-il toujours être conçu pour retenir toutes les particules du sol, incluant les plus fines? Expliquer pourquoi.

Answer 57

géotextile peut laisser passer des fines particules du moment que ça e bloque pas les pores capillaires (du moment que l’eau se fait filtré)

Question 58

Quelle est l’application pour laquelle on peut utiliser ou bien une géogrille, ou bien une géocellule, ou bien certains géotextiles tissés? De quelle façon ces produits interagissent-ils avec le matériau granulaire pour remplir la fonction souhaitée?

Answer 58

Pour la stabilisation des sols

géogrille :
* Confinement latéral: empêcher le déplacement latéral du matériau de remblai
* Effet ‘raquette’: distribuer la contrainte sur une plus grande
surface
* Membrane tendue: reprise de contraintes dans le plan du
géosynthétique

géocellule :
* Capacité structurale mieux contrôlée avec moins de matériaux nobles;
* Possibilité d’utiliser des matériaux moins nobles
comme granulat de remplissage (asphalte recyclé, etc).

géotextile tissé :
- module de déformation élevé

Question 59

Quelles sont les problématiques des bassins de stockage de liquides et de déchets

Answer 59

Coupure étanche, on veut empêcher l’écoulement d’un fluide et d’un gaz