La Gestion Des Eaux Pluviales, produits et matériaux. Les Géomembranes :
11ème partie consacrée à la gestion des eaux pluviales axée sur les géomembranes utilisés dans la mise en œuvre de techniques alternatives.
Les géomembranes sont des produits minces, souples et continus, utilisés dans les travaux publics pour assurer l’étanchéité d’une structure.
En effet, les géomembranes sont parfaitement imperméables, elles restent étanches même sous les contraintes imposées par la structure.
Les deux grandes classes de matériaux de base utilisés pour confectionner des géomembranes sont :
• Les polymères synthétiques (PVC, PEHD,...),
• Les produits à base de bitumes :
- bitumes sans polymères,
- bitumes modifiés par des polymères.
Les procédés de fabrication permettent de distinguer les catégories monoplis, multiplis, armées et composées.
Fonction :
Contrairement aux géotextiles qui peuvent avoir plusieurs rôles, les géomembranes n’ont qu’un seul rôle d’étanchéité.
Cependant, les géomembranes sont rarement utilisées seules, elles sont généralement introduites dans un Dispositif d’Etanchéité par Géomembrane (D.E.G) qui assure trois fonctions principales :
• support mécanique,
• étanchéité,
• protection.
Les géomembranes sont utilisées dans le cas :
• d’un sol support à faible portance : elles assurent une protection contre l’humidification du sol support lors du remplissage de la structure,
• d’une nappe vulnérable, proche de la surface ou utilisée pour la distribution d’eau potable.
Caractéristiques :
Les caractéristiques des géomembranes et des D.E.G. sont définies selon les normes suivantes :
Tableau : Conformité des différentes caractéristiques d’une géomembrane.
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Caractéristiques |
Normes |
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Terminologie |
NF P 84-500 |
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DEG – Détermination des caractéristiques en traction |
NF P 84-501 |
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Essais sur joints – Détermination des caractéristiques en traction cisaillement |
NF P 84-502-1 |
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Essais sur joints – Détermination de la résistance en traction pelage |
NF P 84-502-2 |
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DEG – Détermination de la résistance au poinçonnement dynamique - Cas d’un support rigide - Méthode du pendule |
NF P 84-506 |
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Détermination de la résistance au poinçonnement statique des géomembranes et des DEG - Cas du poinçonnement cylindrique sans support |
NF P 84-507 |
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Comportement dans l’eau – Examen gravimétrique |
NF P 84-509
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Détermination des caractéristiques en souplesse |
NF P 84-511-2 |
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Mesure du niveau d’étanchéité conventionnel |
NF P 84-515 |
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Mesure de l’angle de glissement des DEG à l’aide d’un plan incliné |
NF P 84-522 |
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Caractéristiques requises pour les géomembranes et les produits apparentés utilisés dans la construction de réservoirs et de barrages |
EN 13361 |
Performances :
Les performances et le comportement des géomembranes sont présentés dans le tableau suivant.
Tableau : Les différentes performances des géomembranes.
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GEOMEMBRANE DE SYNTHESE |
GEOMEMBRANE BITUMEUSE |
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Elastomère |
Plastomère |
Bitume souffle |
Bitume modifié aux polymères |
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Epaisseur |
1 à 3 mm |
3 à 6 mm |
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Comportement général |
Elastique |
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Viscoplastique |
Viscoélastique |
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Comportement sous contrainte imposée |
Allongement élastique constant fonction de la contrainte. La déformation disparaît avec la contrainte |
Pour une contrainte supérieure au seuil d’écoulement, il se produit des déformations partiellement irréversibles après cessation de contrainte |
Même comportement que les plastomères avec une valeur différente pour le seuil |
Même comportement que les élastomères avec limite élastique |
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Comportement sous allongement impose |
Reste sous tension |
Relaxation partielle de la contrainte |
Relaxation de la contrainte |
Reste sous tension |
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Influence d’une température élevée |
Faible |
Moyenne |
Moyenne |
Moyenne |
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Souplesse à froid |
Très bonne |
Bonne, variable suivant les produits |
Assez bonne |
Bonne à très bonne suivant la nature et la teneur des polymères |
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Soudure thermique |
Impossible si réticule |
Très facile |
Très facile |
Très facile |
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Soudure par solvant |
Impossible si réticule |
Possible suivant les produits |
Sans objet |
Sans objet |
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Collage |
Facile |
Facile à difficile |
Facile |
Facile |
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Vulcanisation |
Possible |
Sans objet |
Sans objet |
Sans objet |
Source : « Les solutions compensatoires d’assainissement pluvial sur la Communauté Urbaine de Bordeaux – Guide de réalisation », édité par la Communauté Urbaine de Bordeaux.
NOTA : Les géomembranes de synthèse en PEHD résistent très bien à l’action des agents chimiques et notamment à l’essence, aux huiles et aux graisses.
Mise en œuvre :
Comme pour les géotextiles, la mise en place des géomembranes et des D.E.G. demande un soin particulier.
On pourra se référer au Bulletin Officiel fascicule 74 et au guide S.E.T.R.A. L.C.P.C. (2001).
Pour les géomembranes :
- Il faudra s’assurer : qu’elles ne soient pas exposées au soleil pendant de longues durées (si elles sont sensibles aux ultraviolets), ni aux intempéries,
- qu’elles ne soient pas soumises au poinçonnement, dans ce cas le risque de percer l’étanchéité est réel,
- que la zone étanchée, une fois finie, ne soit pas percée (pose de robinets pour l’arrosage d’espaces verts, pose de poteaux...) afin que l’étanchéité soit toujours assurée. Dans le cas contraire, la portance du sol support sera diminuée et le risque d’une pollution accidentelle de la nappe phréatique sera réel.
Pour leur mise en place, on pourra se référer au C.F.G.G. de 1991.
Ainsi, quelques recommandations sont à suivre en ce qui concerne :
• les manutentions diverses : les géomembranes sont déplacées à la main ou à l’aide d’engins mécanisés. Ces opérations doivent être minimisées pour limiter le risque d’endommager le matériau,
• le déroulage et le dépliage : le dépliage se fait généralement des parties supérieures vers les parties inférieures. Il faut faire attention aux zones de recouvrement entre les différents morceaux et aux remontées de l’étanchéité sur les bords de la structure,
• l’assemblage : il dépend du type de membrane (soudure thermique, par solvant, collage et vulcanisation) et les conditions climatiques doivent être optimales pour le réaliser. C’est une étape importante dont dépend directement le risque de fuite entre les deux parties assemblées.
Pour les Dispositifs d’Etanchéité par Géomembranes (D.E.G.) :
Un dispositif d’étanchéité par géomembrane comprend :
• une structure support de la géomembrane (matériaux granulaires, composants de drainage, géotextiles anti-poinçonnants),
• une structure d’étanchéité (la géomembrane),
• une éventuelle structure de protection de la géomembrane (géotextile, couche granulaire, terre végétale,...),
• des dispositifs d’arrêt ou d’ancrage de la géomembrane sur des ouvrages annexes en béton, en tête de talus ou au contact avec un autre milieu imperméable.
Les composants du D.E.G. doivent permettre une bonne concordance entre l’étanchéité (qu’il doit assurer) et les diverses sollicitations auxquelles il va être soumis.
C’est pourquoi, avant tous travaux, il est conseillé de s’assurer des caractéristiques de la géomembrane, en particulier :
• sa résistance à l’agressivité chimique des eaux pluviales,
• sa résistance à la traction, au poinçonnement et au percement,
• son épaisseur minimale,
• sa nature.
Il est également conseillé de connaître :
• le contexte climatique local (gel, dégel, ensoleillement, vent,...),
• l’environnement hydrodynamique (nappe sous pression,...),
• les conditions d’entretien et de maintenance.