CP3 - Géosynthétiques Flashcards
Comment la granulométrie du sol influence-t-elle ses propriétés
Nommer un diamètre caractéristique du sol connu pour influencer ses propriétés hydrauliques
- 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)
Étapes de fabrication des géogrilles, géotextiles et géomembranes
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
Décrivez le géocomposite bentonitique
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
Exemples d’âme drainante utilisées dans un géocomposite de drainage
Exemples d’âmes drainantes :
1- Géofilets biplanaires ou triplanaires.
2- Noyaux en membrane alvéolaire.
3- Réseau de mini-drains.
4- Non-tissés très grossiers
En quoi consiste le procédé d’aiguilletage des non-tissés? Par quel mécanisme les fibres sont-elles liées ensemble?
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
Est-il possible d’interchanger différents types de géosynthétiques pour remplir une même fonction? Pourquoi? (par exemple : géotextile / géogrille / géomembrane)
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
Est-il possible de fabriquer une géomembrane avec n’importe quel matériau plastique? Expliquez pourquoi.
Non, il faut un matériau plastique durable et non-biodégradable -> polymères (polyester etc…)
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?
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)
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?
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)
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?
Utilisation des géosynthétiques réduit les émissions de CO2 de 25 à 85%
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.
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
Les sols secs se comportent-ils toujours mieux que les sols humides?
Non. L’humidité peut parfois augmenter la cohésion des particules, mais un excès d’eau réduit généralement la capacité portante et provoque l’érosion
Nommez les propriétés du sol susceptibles d’influencer son comportement.
1-Granulométrie,
2-teneur en eau,
3-densité,
4- perméabilité,
5- cohésion,
6- capacité portante
Pour quelle raison les géosynthétiques permettent-ils de réduire l’impact environnemental lié à la construction d’infrastructures?
Ils réduisent le transport et l’utilisation de matériaux granulaires, diminuant ainsi les émissions de CO2 et l’épuisement des ressources naturelles
Pourquoi les applications de textile en géotechnique ne se sont développées significativement qu’après les années 1960?
Puisqu’avant 1960 elles étaient faites de coton qui se dégrade rapidement
Utilisation de polymères dans les années 60, matériau durabilité non-biodégradable
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?
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
Quel est l’effet de l’eau sur la capacité portante d’un sol?
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
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?
- Triplanaire: moins d’intrusion du géotextile dans l’âme drainante
- Offre souvent une meilleure capacité drainante sous charge (seulement à masse égale)
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?
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
Quelle est la principale différence entre un géotextile et une géogrille? Citez la propriété mettant le mieux en valeur cette différence.
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
Quelle est la principale différence entre une géomembrane et un géotextile? Citez la propriété mettant le mieux en valeur cette différence.
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.
Quels sont les trois types de géotextiles
- 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.
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?
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.
À quoi sert une géomembrane?
Utilisée pour barrière à l’écoulement :
- Imperméabilisation (très faible perméabilité aux liquides et gaz)
- Étanchéité
Comment contrôle-t-on la qualité d’une soudure de géomembrane bitumineuse?
(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
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?
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
Comment fonctionnent les géosynthétiques utilisés pour la stabilisation des sols?
Il y a 3 mécanismes, décrivez-les brièvement.
- Confinement horizontale du granulat
- Augmente la surface d’application de la contrainte
- Déformation légère du textile pour reprendre la contrainte
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.
Il combine une géomembrane et une couche de drainage pour capter les fuites éventuelles, assurant une redondance et une meilleure protection
En quoi le colmatage d’un filtre géotextile peut-il influencer la stabilité de l’ouvrage dans lequel il est installé ?
Il réduit la perméabilité, augmentant la pression interstitielle, ce qui peut entraîner une défaillance structurelle
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?
Non, exemple latex
- risque de rupture
- déformation excessive sous charge
- faible durabilité
- manque de rigidité
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.
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
Existe-t-il des géotextiles de séparation ‘standard’?
Oui, ils sont standardisés et spécifiés dans des normes comme la BNQ 7009-910 pour les applications routières
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.
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
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?
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
Expliquez le rôle du géosynthétique utilisé pour une fonction de séparation, lors de la
construction d’une chaussée. Utilisez un schéma si nécessaire.
Il empêche la migration des particules fines du sol de fondation dans la couche de base, maintenant les propriétés mécaniques de chaque couche
Expliquez le rôle du géosynthétique utilisé pour une fonction de stabilisation, lors de la construction d’une chaussée.
Utilisez un schéma si nécessaire.
Une géogrille limite les déformations latérales des matériaux granulaires, augmentant leur portance
Expliquez les avantages d’un système à double étanchéité, et quel sont les rôles des couches de drainage primaire et secondaire.
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
Quel matériau est généralement utilisé comme couche de drainage secondaire? Pourquoi? Quel matériau est généralement utilisé comme couche de drainage primaire? Pourquoi?
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
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?
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.
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.
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
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.
P. 97 du power point
Indiquez quels paramètres sont susceptibles d’influencer la qualité des soudures de PEHD réalisées par double-fusion.
- 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)
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.
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
Les variations de température quotidiennes peuvent-elles avoir un impact sur la performance d’un système d’étanchéité par géomembrane? Expliquez.
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
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?
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)
Pour quelle raison est-il nécessaire d’installer un géotextile de séparation entre un sol de fondation argileux et la fondation d’une chaussée?
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.
Pour quelle raison est-il souhaitable de drainer l’eau qui se trouve derrière un mur de soutènement?
Pour réduire la contrainte exercée sur le mur.
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.
Drainage horizontal sous remblai routier : géocomposite triplanaire;
drainage horizontal sous remblai routier : drainage
horizontal par minidrains;
drainage horizontal sous dalle de béton.
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.
?
Pourquoi est-il nécessaire d’entreposer correctement les rouleaux de géosynthétique sur un chantier, avant leur installation?
Prévention de déformation et dommages physiques : compression excessive, déformation mécanique
Maintien de la qualité des soudures et des joints
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.
- durant l’assemblage, puisqu’il y a une très grande surface de géomembrane à installer
- risque de perforation lors du recouvrement de la géomembrane
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?
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
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?
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
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?
Pour contenir les particules en suspension érodée par la pluie, à l’intérieur d’un périmètre donné.
Quelle est la fonction du géotextile qui enrobe un tuyau de drainage perforé – par exemple pour le drainage de fondations ou le drainage agricole?
Le géotextile d’enrobage doit être suffisamment fermé pour retenir les particules du remblai, mais suffisamment ouvert pour laisser passer l’eau à drainer.
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.
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.
Un filtre géotextile devrait-il toujours être conçu pour retenir toutes les particules du sol, incluant les plus fines? Expliquer pourquoi.
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)
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?
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
Quelles sont les problématiques des bassins de stockage de liquides et de déchets
Coupure étanche, on veut empêcher l’écoulement d’un fluide et d’un gaz
