SARGAR: SYSTÈME D’ATTENUATION RETRAIT ET GONFLEMENT DES ARGILES

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Le saviez-vous ?

Les fissures qui parsèment les murs des habitations ne sont pas toujours dues à un manque d’entretien ou à des défauts de construction.
Un autre phénomène, appelé « retrait-gonflement des sols argileux (RGA) » peut lui aussi toucher fortement aussi bien des structures légères comme les maisons individuelles, que des bâtiments industriels ou le réseau routier.
Dans les prochaines décennies, il est attendu qu’un nombre croissant de bâtiments soient impactés par des dégradations attribuables au RGA.

En cause: des variations de la teneur en eau des sols qui se gonflent en période humide et se rétractent lors d’épisodes de sécheresse, à l’image
d’une éponge. Tous les sols présentent la particularité de contenir de lʼeau en quantité plus ou moins importante :

  • De lʼeau de constitution, faisant partie intégrante de lʼorganisation moléculaire des grains formant le sol ;
  • De lʼeau liée (ou adsorbée), résultant de lʼattraction entre les grains et lʼeau (pression de succion). On peut se représenter cette couche adsorbée comme un film visqueux entourant le grain ;
  • Une eau interstitielle, remplissant les vides entre les grains du sol (lorsque ceux-ci sont entièrement remplis, le sol est dit saturé). La part respective entre ces différents « types » dʼeau, très variable, dépend de la nature du sol et de son état hydrique.

 

Pourquoi spécifiquement les sols argileux ?

Certains minéraux argileux présents dans les sols superficiels peuvent modifier leur volume en fonction de leur teneur en eau. Ils se contractent pendant les périodes de sécheresse (phénomène de retrait) et augmentent leur volume lorsqu’ils sont à nouveau hydratés (phénomène de gonflement).
En particulier, la variation de la teneur en eau dans les sols superficiels (seules les premiers mètres (1 à 2 m) sont concernés par ces variations) peut être due à des conditions météorologiques inhabituelles (sécheresse ou fortes pluies), à des fluctuations du niveau des nappes phréatiques ou à des modifications hydrologiques résultant de l’intervention humaine. Les arbres situés à proximité des bâtiments peuvent également aggraver le phénomène de retrait volumétrique des argiles en puisant de l’eau par succion à partir de leur système racinaire.

Méthode SARGAR® Injections de résines expansives et de solutions salines.

La solution Breveté SARGAR® conçue et développée dans le centre de recherche du groupe GEOSEC® a été ensuite élaborée sur des sites tests choisis en collaboration avec le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières) dans le cadre du Projet ViSéGéo, pour réduire le risque de retrait-gonflement des sols argileux.

SARGAR® est une méthode innovante de consolidation et de stabilisation des sols argileux actifs (gonflants), qui permet de réduire significativement le phénomène RGA (retraitgonflement des sols argileux). La méthode répose sur des injections d’un mélange de résines expansives spéciales et de solutions salines, selon un procédé spécifique préalablement testé en laboratoire et sur site.
La combinaison des effets de deux différents types d’injection permet d’obtenir une réduction considérable des variations volumétriques des argiles gonflantes et par conséquence une meilleure stabilisation des sols argileux actifs.
Avec la méthode SARGAR® on atteint deux objectifs simultanément. D’une part, les injections de solutions salines rendent les particules d’argile moins sensibles à l’eau et d’autre part, les injections ciblées de résines expansives permettent un meilleur compactage final du sol.

Le système breveté SARGAR® a d’abord été testé en laboratoire dans la cuve expérimentale du centre de recherche GEOSEC® en Italie (photo 1) et en France puis, dans le cadre du projet ViSéGéo, dans de nombreux sites expérimentaux en France caractérisés par de sols argileux ayant des indices de plasticité considerables.

En particulier, 8 sites pilotes ont été étudiés et mis à disposition du BRGM. Afin d’avoir des résultats les plus impartiales possibles, nous avons décidé de faire appel à des bureaux d’études géotechniques différents pour chaque étape du projet (Alios – Fondasol – Ginger Cebtp).
Les premières données sur les parcelles étudiées ont été acquises en novembre 2021.

SARGAR, Traitement et analyse des données :

  • Analyses et évaluations des résultats et choix de 8 configurations d’essais adaptées aux sols des sites;
  • Définition de différents protocoles (Analyse des sols, Mixtures, Procédure d’injection, … etc) pour les 8 mini-sites.

GEOSEC® a réalisé, sur chaque site expérimentale, 4 mini tests-site et a procédé à des injections pour traiter et pour stabiliser le sol en utilisant un mélange de produits de différentes formulations chimiques (A, B, C, D, etc.)
Dans cette phase, l’approche suivie a été celle d’injecter différentes solutions en faisant varier les paramètres suivants :
· Le type du produit (différents sels et/ou différentes résines expansives),
· La profondeur d’injection,
· Le schéma de mise en oeuvre,
· La quantité du produit injecté et l’ordre chronologique des injections.

Chaque mini-site est unique de par ses spécificités. Sur les sites de Cornebarrieu et Labège, les caractéristiques des sols ont été déterminées (ERT,
tests mécaniques, tarières, tests en laboratoire…) avant la phase d’injection afin de suivre l’évolution du traitement en temps réel et comparer les
résultats après traitement. Les premiers résultats obtenus ont été très significatifs par rapport aux paramètres caractérisant l’activité des argiles.

SARGAR, RÉSULTATS GÉOTECHNIQUES POST-TRAITEMENT

L’activité de recherche menée par GEOSEC® a été principalement orientée vers l’étude du gonflement du sol saturé en eau. Cependant, le phénomène inverse, c’est-à-dire le retrait dû à la diminution du degré de saturation, doit être compris comme exactement symétrique par rapport aux déformations induites, donc de signe opposé. En particulier, pour l’évaluation de l’effet du traitement de stabilisation, à la fois l’indice de plasticité et la valeur au bleu de méthylène ont été considérés.

CONCLUSIONS

L’effet des injections realisées selon la mèthode brevetée SARGAR® a été étudié à travers l’analyse de données obtenues à partir d’essais in situ et en laboratoire sur deux sites d’essais.
Cette étude a révélé l’effet des injections sur le potentiel de gonflement des argiles. Différents mélanges de résine et/ou de sels ont été injectés, avec ou sans électrostimulation.
Les données disponibles ont été analysées en termes de variation de l’indice de plasticité et de la valeur au bleu de méthylène suite aux injections.
L’analyse des données montre que, en général, l’indice de plasticité diminue considérablement dans les deux sites d’essais.
Ainsi, les argiles initialement très gonflantes deviennent faiblement actives, et les argiles initialement actives sont transformées par les injections en argiles inactives.
Ceci se repercute dans la classification des sols selon les Normes Françaises. En effet, s’agissant de deux sites analysés ils passent respectivement des catégories A3 à A2 et de A2 à A1 suite aux injections SARGAR®.

L’étude est complétée par une simulation numérique utilisant un logiciel 3D aux éléments finis.

 

Les résultats

  • Les résultats obtenus sur le site indiquent que le sol traité est soumis à un gonflement libre inférieur d’un rapport supérieur à 4 par rapport au gonflement libre du sol non traité.
  • Réduction maximale du gonflement a atteint 86,7%

Nous avons recueilli les questions et les interrogations les plus fréquents de nos clients dans l’espoir de vous fournir une meilleure compréhension de nos méthodes et de notre organisation au profit d’un choix clair et objectif.

N’hésitez pas à contacter nos techniciens pour une visite gratuite et personnalisée.

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