Géosynthétiques Flashcards
Qu’est-ce que la géotechnique?
L’ensemble des activités liées à :
La mécanique des sols & des roches
L’hydraulique des sols
La géologie de l’ingénieur
Quelles sont les principales problématiques en géotechnique?
Capacité portante des sols
Contrôle de l’eau souterraine
Érosion
Etc…
En quoi la capacité portante des sols est une problématique de la géotechnique?
Enfoncement ou Effondrement de structures
Stabilité des ouvrages en terre
En quoi le contrôle de l’eau souterraine est une problématique de la géotechnique?
Transport des contaminants
Influence de l’eau sur la portance des sols & les bâtiments/structures
En quoi l’érosion est une problématique de la géotechnique?
Érosion de surface & interne des sols
Quels sont les facteurs qui caractérisent les sols?
Granulométrie
Compacité
De quoi est composé un sol?
Ensemble de particules solides entourés de vides (remplis d’eau/d’air)
Le sol est composé de combien de phases et lesquelles?
Trois phases :
Fraction solide
Fraction liquide
Fraction gazeuse (air)
Quelles sont les différentes familles de dimensions des particules qui composent le sol?
Graviers
Sables
Slits
Argiles
Quel est l’ordre décroissant de grandeur des particules des principales familles de particules d’argiles?
Kaolinite
Illite
Montmorillonite
Comment la granulométrie est calculé et pour quels types de particules?
Par tamisage pour les sables et graviers
Dans une courbe de granulométrie, que met en relation chaque point de cette courbe?
Diamètre de particule
Pourcentage en masse de particules avec un diamètre inférieur
Que représente d10 en granulométrie?
10% des particules sont plus petites que “d10”
Que représente le poids volumique des sols?
Le degré d’organisation des grains du sol
Qu’est-ce qui peut arriver avec le sol lorsqu’il est peu organisé?
Densification dû à l’effet d’une contrainte (Tassement - à éviter)
Quelles sont les configurations possibles d’assemblage du sol et leur niveau de compacité?
Cubique ( - compact)
Rhomboédrique ( + compact)
Avec combien de sphères les assemblages du sol cubique et rhomboédrique sont-ils en contact?
Cubique : 6
Rhomboédrique : 12
Quels sont les poids volumiques des particules solides et de l’eau qui compose le sol?
Particules solides : 26-27 kN/m³
Eau : 10 kN/m³
Le poids volumique du sol varie selon quels facteurs?
Granulométrie
Compacité
Teneur en eau
Comment le poids volumique peut-il augmenter jusqu’à sa limite?
Sol se compacte
Sol se consolide lors d’exposition à une contrainte
Qu’est-ce que la perméabilité des sols?
Propriété caractérisant la capacité à laisser passer (ou retenir) un fluide
Quel est le facteur principal d’influence de la perméabilité des sols?
La granulométrie et sa valeur de d10 (10% particules les plus fines)
Quelle est la formule de la perméabilité des sols et les unités des variables?
K = C x d10²
K : cm/s
d10 : mm
C : constante
Avec quoi l’eau dans les sols interagit-elle avec?
Les grains de sol et l’air
Comment se manifeste l’interaction de l’eau dans le sol avec les grains de sol?
Ménisque : lien entre les grains de silts et sables non saturés
Fraction adsorbée en surface des particules argileuses
L’eau dans le sol influence quelle propriété des grains de sol?
La cohésion des grains donc leur portance (Positivement ou Négativement)
Comment est-il possible d’assurer la portance des sols?
En contrôlant la teneur en eau
Quels sont les différentes portance du sable?
Saturé (Mou)
Sec (Mou)
Humide et non saturé (Solide)
Qu’est-ce que la capacité portante des sols?
Résistance à la déformation sous une contrainte extérieure
La capacité portante des sols est influencé par quels facteurs?
Granulométrie
Indice densité / Masse volumique
Teneur en eau
Quelles sont les unités utilisés pour exprimer la capacité portante et pourquoi?
kPa pour déterminer la surface d’appui nécessaire (m²) pour porter une charge donnée (kN)
Le comportement d’un sol (hydraulique ou mécanique) est influencé par quoi?
Type de particules solides
Eau interstitielle
État physique
Quels sont les caractéristiques du type de particules solides qui influencent le comportement du sol?
Fraction cohésive (argile)
Fraction non cohésive (sable et gravier)
Roc
Quels sont les caractéristiques de l’eau interstitielle qui influencent le comportement du sol?
Saturé / Submergé
Non-saturé
Sec
Quel est la caractéristique de l’état physique qui influence le comportement du sol?
Masse volumique / Niveau de compaction
Vrai ou Faux, le type de sol à un endroit donné peut être une donnée négligée?
Faux
Quelles fonctions les géosynthétiques peuvent-ils remplir pour un ouvrage hydraulique?
Favoriser écoulement (drainage)
Empêcher écoulement (étanchéité)
Quelles fonctions les géosynthétiques peuvent-ils remplir pour un ouvrage mécanique
Résistance en traction (mur de soutènement)
Limiter tassement / empêcher déplacement latéral (remblai, stabilisation de fondations)
Qu’est-ce qu’un géosynthétique?
Textile fabriqué en usine par extrusion de plastique (vendus en rouleaux)
À quoi servent les géosynthétiques?
Remplir une fonction prédéterminée dans un ouvrage de génie civil
Quel est le concept fondamental pour la sélection des géosynthétiques?
Dimensionnement par fonction
Quel est l’avantage des géosynthétiques d’être un produit manufacturé?
Possible de choisir et controler les propriétés des géosynthétiques
Quelle est l’approche fonctionnelle des géosynthétiques?
Permet la définition d’équivalence avec matériaux granulaires, lorsque le géosynthétique est utilisé en remplacement du sol
Quelles sont les trois fonctions principales des géosynthétiques?
Gestion de l’eau
Contribution structurale
Préservation de l’intégrité de la structure
Quels géosynthétiques servent à la gestion de l’eau?
Géodrains, Géomembranes GCL , Géotextiles imprêgnés de bitume et géotextiles imprégnés de bitume renforcés
Quels géosynthétiques servent à la contribution structurale?
Geofoams, Géogrilles uniaxiales, Géogrilles biaxiales, géocellules et géotextiles tissés
Quels géosynthétiques servent à la préservation de l’intégrité de la structure?
Géotextiles, Géocellules et matelas de contrôle de l’érosion
Quel géosynthétique permet la filtration?
Géotextiles
Quel géosynthétique permet la séparation?
Géotextile
Quel géosynthétique permet la protection?
Géotextiles
Quel géosynthétique permet le drainage?
Géodrains
Quels géosynthétiques permettent la stabilisation?
Géogrilles biaxiales, géotextilles tissés et géocellules
Quels géosynthétiques permettent le renforcement?
Géogrilles uniaxiales et biaxiales
Quel géosynthétique permet le remblai léger?
Géofoams
Quels gs permettent la relaxation de contrainte?
Géotextiles imprégnés renforcés
Quels gs permettent l’étanchéité?
Géomembranes et géotextiles imprégnés
Quels gs permettent le contrôle de l’érosion?
Paillis, matelas de contrôle de l’érosion
À quoi ressemblait le début des géotextiles et en quelle année?
En coton dégradable rapidement (1930)
Quel changement la composition des gs a apparu dans les années 60?
GS en polymères durables et non-biodégradables
Quels sont les différents types de géotextiles?
Tissés à bandelettes, non-tissé aiguilleté et tricoté
Quels sont les caractéristiques des géotextiles non-tissé aiguilleté?
Fibres orientés aléatoirement consolidé par aiguilletage et frottement entre les fibres est la principale source de cohésion de la nappe
Quels sont les caractéristiques des géotextiles tissés?
Procédé de tissage traditionnel et orientation des fils dans le sens de production et de travers
Quels sont les caractéristiques des géotextiles tricotés (tubulaire)?
Structure continue, sans joint ni couture, produite sur un métier à tricoter circulaire
Quels sont les caractéristiques communes à tous les types de géotextiles?
Perméables (laisse passer l’eau mais sépare le sol), déformabilité controlée et résistance en tension élevé
De quoi est composé un géocomposite de drainage?
Noyau drainant + filtre géotextile
Quels sont des exemples de noyaux drainants?
Membrane alvéolaire, non-tissé très grossier, réseau de mini-drains et géofilet/geonet
Qu’est-ce qu’un géofilet/geonet?
Réseau de fils de PEHD disposés en angle sur 2 ou 3 plans de façon à créer un espace très poreux propice au drainage de liquide ou de gaz
Quel est l’avantage d’un noyau triplanaire dans un géofilet?
Moins d’intrusion du géotextile dans l’âme drainante (meilleur capacité drainante)
Quels caractéristiques les géosynthétiques de drainages ont en commun?
Produit planaire offrant forte capacité de transport de fluides dans leur plan
Quels sont les différents types de géogrilles?
extrudés, tissés/tricotés et soudés
Comment une géogrille extrudés est fabriqué?
Étirement d’une plaque perforé à une température proche du point de fusion ce qui oriente les molécules dans le sens de l’étirement
Comment est fabriqué une géogrille tricoté, tissé ou enduite?
Enduction d’un tissage de fibres polyester par du PVC
Qu’est-ce qu’une géogrille soudée?
Bandes de polymères orienté, assemblées par soudage
À quoi servent les géogrilles multiaxiales?
Caractéristiques mécaniques dans plusieurs directions du plan
Quels sont les caractéristiques communes à toutes les géogrilles?
Résistance en tension et module de déformation élevés
Quelles propriétés peuvent prendre les géogrilles?
Uniaxiale (une direction travail : mur soutènement)
Multiaxiale (2 ou 3 direction : stabilisation en construction routière)
À quoi servent les géofoams?
Isolation thermique et remblais léger
Comment est fabriqué une géocellule?
À partir de bandelette de polymères
Quels sont les avantages des géocellules?
Permet utiliastion de matériaux granulaires de moindre qualité en réduisant épaisseur
Quelles sont les caractéristique sessentielles d’une géocellule?
Dimensions et propriétés mécaniques
Quel élément sont importants dans les dimensions des géocellules?
Diamètre apparent
Hauteur des cellules
Surface perforée
Quels éléments sont importants dans les propriétés mécaniques des géocellules?
Rigidité
Comportement fatigue/fluage
Résistance des soudures
Que change le fait qu’il y ait un très grand nombre d’applications possibles de polymères?
Grand nombre de grades de matériaux
Qu’est-ce qu’un monomère?
Ensemble de molécules faibles de poids susceptibles de s’unir en polymères
Qu’est-ce qui influence les propriétés fonctionnelles d’un polymère?
Sa distribution de masse moléculaire
Comment choisir un polymère?
Doit répondre à un besoin dans un cahier des charges :
résist. mécanique, chimique et durabilité
Le cahier des charges d’un géosynthétique est dicté par quoi?
L’application visée du polymère
Quels sont les matériaux les plus courants pour une géomembrane?
Polyéthylène (HDPE et LLDPE), Chlorure de polyvinyle (PVC), polypropylène (PP) et Bitumineuse (BGM)
Quel matériaux de géomembrane est utilisé pour l’étanchéité?
Géocomposite bentonitique (GCB)
Quels sont les étapes de l’extrusion des géomembranes de polyéthylène?
Extrusion sur un anneau
Crée un tube
Plié
Coupé et ouvert pour former une feuille
Feuille enroulé sur mandrain
À quoi sert l’extrusion des géomembranes de polyéthylène?
Crée une structure géométrique sur la surface
Quel sont les avantages de la structure géométrique de la surface de l’Extrusion des géomembranes de polyéthylène?
Adhérence augmentée,
Plan de drainage,
Ancrage sur béton
Quel est la structure d’une géomembrane bitumineuse?
Structure multicouche:
Imprégnation d’un non-tissé de polyester par du bitume,
couches de finition (film anti-racinaire et sablage) et de fabrication (voile de verre)
Que veut dire Bentonite?
Argile très peu perméable confinée entre deux géotextiles
À quoi sert les géocomposites bentonitiques?
Complément à une géomembrane en remplaçant couche argile et rarement utilisé en couche étanchéité unique
Quels sont les caractéristiques communes à toutes les géomembranes?
Très faible perméabilité, utilisé pour leur fonction de barrière à l’écoulement
Pourquoi les géosynthétiques seraient une alternative aux sols?
Disponibilité de ressources de sols de qualité adéquate
Empreinte de carbone (évite 25-85%)
Limite déplacement de grandes quantités de sol
Combien de tonnes de gravier concassé ont été produits et utiliser pour la construction routière?
1,6 milliard et 1,152 miliard de tonnes
Pourquoi réduire la consommation de sables et graviers?
Ressource sle smoins renouvelables de la planète
Que fait la région de Montréal pour réduire la consommation de sables et graviers?
Planifie l’exploitation des Montérégiennes,
creuse plus profond
réfléchi à d’autres solutions
Quel caractéristiques le sable du Burj Khalifa ont?
110 000 tonnes de béton produits avec du sable d’Australie (Sable Moyen-Orient mauvaise qualité)
Quelles sont les règles de l’art du développement durable?
Éthique irréprochable
Dimensionnement structure bien fait
Structure bien entretenus
Économie circulaire
Quels sont des caractéristiques du gravier?
Matériaux très durable
dimensionnement maitrisé
2000+ ans expérience
Quels besoins sont en constante évolution en construction?
Nombre d’usagers
Poids
Vitesse
Électrification
Pandémie
Quel est un problème des granulats en construction?
Désuétude inévitable et quantité disponible fixe
Le choix des matériaux de construction à court terme doivent répondre à quels règles?
Performances
Couts
Empreinte de carbone
Qu’est-ce que l’accord de Paris?
Traité international pour maintenir augmentation sous 2 degrés
Que représente l’analyse de l’empreinte carbone des géosynthétiques?
Analyse basé sur la totalité du cycle de vie pour remplir une fonction donnée
Quels sont les étapes de l’empreinte carbone total d’un géosynthétique?
Extraction/rafinage
Production matière première
Fabrication
Transport
Travaux sur site
Consommation lors cycle de vie
Démolition/recyclage
Lesquels entre les solutions traditionnelles et les géosynthétiques produisent la plus petite émission de CO2?
Géosynthétioques de loin
Selon l’étude du WRAP, de combien de pourcent l’économie de carbone varie?
31 à 87%
Un camion de 16000m3 de géogrille équivaut à environ combien de camions de gravier?
250 camions
Un camion de 12000m3 de géomembrane équivaut à combien de camions d’argile?
315 camions
un pickup de 1400m3 de géotextile équivaut à combien de camions de sable?
22 camions
Que recommande le WRRDA?
Privilégier les géosynthétiques
Quels sont les problèmes de la filtration des sols?
Retenir les particules du squelette de sol (éviter érosion interne du sol) et ne pas restreindre le passage de l’eau (perméabilité suffisante)
Quels sont les modes de rupture de la filtration par géotextile?
Colmatage de surface et interne et lessivage
Quel est le critère de rétention?
Granulométrie uniforme :
Cu (d60/d10)< 6 et d1 = d85
Granulométrie étalée :
d1=d50 (rectiligne)
d1=d30 (concave vers haut)