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Title:
METHOD FOR CONSOLIDATING SOIL BY ACQUIRING A CURVE THAT REVEALS THE PERMEABILITY OF THE SOIL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/075234
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for consolidating soil, in particular soil that is susceptible to hydric variations, which includes injecting a reinforcing substance (60) into said soil. According to the invention, the method also includes, simultaneously with the injection, acquiring a curve representing the variations in a parameter that reveals the permeability of the soil, the injection being halted as soon as a plateau that follows a slope decrease in absolute value is detected on the curve.

Inventors:
TABATABAÏ ALAIN (FR)
Application Number:
PCT/EP2014/075409
Publication Date:
May 28, 2015
Filing Date:
November 24, 2014
Export Citation:
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Assignee:
ARMAN INNOVATIONS S A (LU)
International Classes:
E02D3/12; E02D1/02
Foreign References:
FR2529612A11984-01-06
FR2524145A11983-09-30
EP0851064A11998-07-01
Attorney, Agent or Firm:
FIDAL INNOVATION (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Procédé pour consolider un sol (S), notamment un sol sensible aux variations hydriques, comprenant l'injection, dans ledit sol (S), d'une substance de renforcement (60), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre, simultanément à l'injection, l'acquisition d'une courbe représentant les variations d'un paramètre révélateur de la perméabilité du sol (S), l'injection étant arrêtée dès qu'un palier consécutif à une diminution de pente en valeur absolue est détecté sur la courbe.

2. Procédé de consolidation de sol selon la revendication 1, dans lequel :

a) on réalise un premier trou d'injection (Fi) dans le sol à consolider (S),

b) on injecte de la substance de renforcement (60) dans ledit premier trou d'injection (Fi),

c) on réalise un deuxième trou d'injection (F2) dans le sol à consolider (S), à une distance D du premier trou d'injection et

d) on injecte de la substance de renforcement (60) dans le deuxième trou d'injection tout en traçant la courbe représentant les variations d'un paramètre révélateur de la perméabilité du sol (S) situé entre le premier et le deuxième trou d'injection (Fi, F2), l'injection dans ledit deuxième trou d'injection (F2) étant arrêtée dès qu'un palier consécutif à une diminution de pente en valeur absolue est détecté sur la courbe.

3. Procédé de consolidation de sol la revendication 1 ou 2, dans lequel le paramètre révélateur de la perméabilité du sol (S) est le débit maximum d'un fluide test (62) injecté dans un trou de forage (Gi, GN) réalisé dans ledit sol (S).

4. Procédé de consolidation de sol selon la revendication 3, dans lequel le fluide test est de l'air.

5. Procédé de consolidation de sol selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel on arrête l'injection dans le premier trou d'injection (Fi) dès qu'il n'est plus possible d'injecter.

6. Procédé de consolidation de sol selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel, avant l'étape d),

e) on réalise dans le sol un trou de forage intermédiaire (Gi,

GN), de sorte que ledit trou de forage intermédiaire (Gi, GN) est interposé entre le premier et le deuxième trou d'injection (Fi, F2),

f) on place, dans le trou de forage intermédiaire (Gi, GN), un dispositif d'injection du fluide test (30) relié à un dispositif d'alimentation en fluide test (32) et à un appareil de mesure (34) du débit de fluide test (62) s'écoulant à travers le dispositif d'injection (30),

g) on assure l'étanchéité entre le dispositif d'injection du fluide test et l'ouverture du trou de forage intermédiaire (Gi, GN) pour empêcher que ledit fluide test (62) issu du dispositif d'injection (30) ne s'échappe dudit trou (Gi, GN), et

l'étape d) comprend la mesure du débit de fluide test introduit par le dispositif d'injection (30) dans le trou de forage intermédiaire (Gi, GN) obturé, qui constitue le paramètre révélateur de la perméabilité du sol.

7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel si la mesure du débit de fluide test introduit par le dispositif d'injection (30) dans le trou de forage intermédiaire (Gi, GN) est détectée comme inférieure à une valeur de seuil, par exemple 10 m3. h"1, la distance entre le premier trou d'injection et le deuxième trou d'injection est considérée comme une distance efficace Deff, et dans lequel d'autres trous d'injection sont pratiqués dans le sol à traiter en étant deux à deux espacés de la distance efficace. 8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel h) si la mesure du débit de fluide test introduit par le dispositif d'injection (30) dans le trou de forage intermédiaire (Gi, GN) est détectée comme supérieure à une valeur de seuil par exemple 10 m3. h"1, la distance entre le premier trou d'injection et le deuxième trou d'injection est considérée comme supérieure à une distance efficace maximale, et un troisième trou d'injection est réalisé entre le trou de forage intermédiaire et le deuxième trou d'injection et les étapes a) à h) sont mises en œuvre entre les premier et troisième trous d'injection et le trou de forage intermédiaire jusqu'à ce que la distance efficace Deff soit atteinte.

9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, comprenant une étape de stockage des différentes valeurs de distance efficace Deff déterminées pour des sols de compositions connues, une étape de comparaison de la valeur de distance efficace Deff déterminée pour un nouveau sol consolidé par le procédé selon l'invention et de composition inconnue, et une étape d'estimation de la composition du nouveau sol consolidé à partir de celle du sol de composition connue ayant la valeur de distance efficace Deff la plus proche de celle du nouveau sol consolidé. 10. Dispositif d'injection d'un fluide test dans un trou de forage intermédiaire disposé entre deux trous d'injection d'une substance expansive, en vue de la mise en œuvre d'un procédé pour consolider un sol (S) par injection, comprenant une lance d'injection dudit fluide test, un dispositif de mesure du débit de fluide test monté sur la lance afin de mesurer le débit de fluide test la traversant, et un bouchon (43) monté autour de l'extrémité d'injection de fluide test de la lance, afin de boucher un espace existant entre un trou d'injection dans le sol du fluide test, et la lance. 11. Dispositif selon la revendication 10, comprenant un dispositif d'alimentation en fluide test (32) alimentant en fluide la lance d'injection du fluide test.

Description:
PROCEDE DE CONSOLIDATION D'UN SOL PAR ACQUISITION D'UNE COURBE REVELATRICE DE LA PERMEABILITE DU SOL

Domaine technique

La présente invention concerne un procédé de consolidation de sol.

Plus spécialement, l'invention concerne un procédé de consolidation de sol par l'injection, dans ce sol, d'une substance de renforcement, notamment une substance expansive.

Plus particulièrement, le procédé selon l'invention peut être utilisé pour consolider le sol d'assise et le sol plus profond sous un ouvrage de type dallage, voirie, construction ou ouvrage d'art, notamment d'un ouvrage affaissé suite à un phénomène de tassement différentiel.

Le procédé selon l'invention est en particulier adapté à la consolidation de sols sensibles aux variations hydriques, notamment des sols argileux.

Arrière-plan de l'invention

La technique de consolidation des sols avec injection de résine expansive est connue principalement pour améliorer les propriétés du sol.

Cette méthode est fréquemment utilisée dans les sols pulvérulents comme les sables.

Parallèlement, des techniques d'injection ont été développées pour traiter les argiles plastiques. Toutefois, l'injection de résine dans les sols argileux sensibles aux variations hydriques doit être accompagnée de nombreuses précautions.

Ces précautions sont rendues nécessaires à cause de la structure complexe des matériaux argileux au sein desquels des particules argileuses s'associent aux autres constituants du sol pour former des agrégats créant alors deux niveaux structuraux: les micropores présents au sein des agrégats, et les macropores qui correspondent aux espaces entre agrégats. Ces micropores et macropores qui peuvent se remplir d'eau lors de périodes humides, en être vidés à des degrés différents en période sèche, et créer un couplage micropores/macropores susceptible de piéger l'eau, sont l'une des causes du phénomène de retrait/gonflement observé sur des sols argileux. Ce phénomène qui diminue l'aptitude du sol à changer de volume, peut entraîner pendant des cycles de sécheresse en alternance avec des cycles de réhydratation, des tassements différentiels du sol endommageant les bâtiments fondés sur ces sols argileux.

Ainsi, réduire la perméabilité à l'eau des sols argileux par l'injection de résine dans un sol argileux, devrait permettre de réduire les tassements différentiels auxquels il est soumis.

Dans la pratique, tel qu'explicité ci-après, cette injection de résine permet de :

1 ) chasser l'eau éventuellement présente dans le sol, sans en modifier le volume et de

2) densifier le sol avec une diminution de volume

1- Chasser l'eau sans modification de volume Il s'agit d'une injection dans le sol argileux sans déstructurer les particules argileuses et sans modifier la densité sèche initiale (r d ) de ce matériau :

r d = m s /V

où m s est la masse sèche du sol et V est le volume total du sol.

Cette injection permettrait d'améliorer les propriétés du sol en évitant le soulèvement du ou des ouvrage(s) fondé(s) sur le sol à consolider. Dans ce cas, l'eau libre présente dans les macropores sera remplacée par la résine sans créer un mouvement dans le volume du sol et sans modifier la densité sèche. Parallèlement, ce processus diminue la teneur en eau (w) du sol selon la formule suivante :

w=m w /m s

où m w est la masse de l'eau dans le sol.

La résine crée une couche de protection autour des agrégats dans les espaces interstitiels et donc dans les macropores, qui empêche l'eau d'entrer à l'intérieur de ces agrégats et donc à l'intérieur des micropores des particules argileuses, qui ne sont pas impactées.

Par conséquent, le couplage micro/macro sera minimisé par l'injection. Ainsi les conséquences des phases de sécheresse et de réhydratation en terme de retrait/gonflement sur le sol argileux ainsi traité deviennent très limités voir nuls.

La technique d'injection vise à chasser le maximum d'eau qui se trouve dans les macropores du sol et remplir les vides laissés par l'eau avec de la résine. Ensuite, cette technique permet la création de couches de résine entourant des macropores pour réduire la propagation des eaux dans toutes les directions dans la zone traitée.

2- Densification du sol avec diminution du volume

La figure 1 montre la propagation de la résine autour du point d'injection. Cette propagation se fait à travers des macropores du sol : fissures et notamment les fissures de retrait, vides autour des impuretés (cailloux, silex, racines, etc.). Il est à noter que la résine ne se disperse pas facilement dans le milieu argileux à cause de la faible présence des espaces vides dans ces sols.

La concentration de la résine densifie le sol argileux de manière significative. Cette densification du sol diminue le volume du sol par compression de ce sol, et par conséquent augmente la densité sèche du sol. Pour s'assurer de l'efficacité du traitement par injection d'un sol argileux, plusieurs précautions doivent être prises :

distance optimale entre points d'injection

La faible dispersion de la résine dans le sol argileux doit être compensée par un maillage relativement dense des points d'injection de résine puisqu'une distance trop importante entre deux points successifs d'injection aboutit à une propagation insuffisante de la résine dans le volume du sol entre ces deux points. En effet, au fur et à mesure qu'on s'éloigne du point d'injection, la quantité de résine propagée diminue. Ainsi, si les deux points d'injection étaient trop éloignés et surtout dans le cas de sols argileux, le procédé perdrait son efficacité à cause d'un remplissage insuffisant des macropores situés à équidistance des deux points d'injection, ce qui rend inefficace l'objectif de diminuer significativement la perméabilité du sol à l'eau. Au contraire si les deux points consécutifs d'injection étaient trop proches, la résine injectée à travers la première lance remplirait la deuxième lance d'injection, ce qui la rendrait inutilisable pour le traitement du sol.

Dans la pratique et compte-tenu de l'hétérogénéité des sols, il n'est pas possible de prédéfinir un maillage optimal avec une simple analyse du rapport des investigations géotechniques.

D'autre part, la réalisation de tests de perméabilité (type Essai Lefranc) sur chaque point d'injection pour mesurer avant et après injection est difficile, peu fiable dans les argiles très plastique et financièrement inintéressante.

II faut donc déterminer la distance efficace entre deux points successifs d'injection pour d'une part permettre une diffusion suffisante de la résine et d'autre part éviter la réalisation de forages surabondants.

Sécurité des ouvrages fondés sur le sol à traiter L'autre paramètre à considérer lors de l'injection de résine dans un sol, est la nécessité de ne pas engendrer de dégâts sur les ouvrages qui se trouvent au dessus du sol à consolider. En effet, si la pression de l'injection était trop importante, l'injection pourrait causer un soulèvement du sol et/ou de l'ouvrage, ce qui risque de dégrader les ouvrages fondés sur ce sol, sans que pour autant l'objectif de diminution de la perméabilité des argiles soit atteint de manière satisfaisante.

En effet, on connaît par exemple du brevet EP 0 851 064 de la société URETEK, un procédé visant à améliorer la portance d'un sol d'assise d'un bâtiment, par l'injection d'une substance expansive dans le sol, en profondeur jusqu'à ce que la substance expansive commence à relever le bâtiment et/ou le sol, moment où l'injection est arrêtée. Cependant, le début du mouvement du bâtiment et/ou du sol ne correspond pas nécessairement à une dispersion satisfaisante de la résine dans le sol surtout s'il est argileux. Egalement, les soulèvements du bâtiment et/ou du sol, même s'ils sont contrôlés, peuvent être préjudiciables pour le bâtiment lui-même et le ou les ouvrage(s) alentour(s).

Par ailleurs, même lorsque le sol n'est pas de type argileux, il peut être l'objet de tassements différentiels. C'est le cas par exemple des abords des constructions. En effet, si la partie du sol située à l'aplomb d'une construction est généralement à l'équilibre hydrique, la partie en dehors de cette construction c'est à dire tout autour d'elle, est par contre soumise à l'évaporation saisonnière et à l'infiltration des eaux de pluie. Suite à des périodes de forte sécheresse et/ou de réhydratation, des différences importantes de teneur en eau apparaissent donc dans le sol, créant un tassement différentiel à l'origine de graves désordres pour la construction.

Dans ce cas également, si l'on souhaite traiter ce sol par l'injection d'une résine, il est important de protéger les ouvrages surmontant ce sol de tout soulèvement qui serait dû à l'injection, et de s'assurer que l'injection s'effectue de façon à obtenir une densification complète du sol. Objet et résumé de l'invention

L'objectif de la présente invention est donc de fournir un procédé pour la consolidation d'un sol, notamment un sol sensible aux variations hydriques, par injection, permettant d'améliorer les propriétés du sol tout en limitant la quantité de substance injectée et en évitant le soulèvement du sol ou des ouvrage(s) fondé(s) sur le sol à consolider.

Cet objectif est atteint avec un procédé pour consolider un sol, notamment un sol sensible aux variations hydriques, comprenant l'injection, dans ledit sol, d'une substance de renforcement, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre, simultanément à l'injection, l'acquisition d'une courbe représentant les variations d'un paramètre révélateur de la perméabilité du sol, l'injection étant arrêtée dès qu'un palier consécutif à une diminution de pente est détecté sur la courbe.

L'injection d'une substance de renforcement dans le sol a comme conséquence que, sur une zone définie autour du point d'injection, le sol est densifié. Son indice des vides et sa perméabilité sont diminués.

La perméabilité du sol est ainsi représentative de l'état du sol, et notamment de son niveau de consolidation.

Des essais ont permis de constater que le sol est consolidé de manière satisfaisante lorsque les variations de perméabilité du sol dues à l'injection atteignent un palier.

En traçant la courbe d'un paramètre révélateur de la perméabilité du sol aux abords du trou d'injection, on peut ainsi déterminer avec une grande précision le moment optimal pour l'arrêt de l'injection.

En détectant le moment optimal pour l'arrêt de l'injection, le procédé selon l'invention permet de limiter la quantité de substance de renforcement injectée au strict nécessaire pour densifier le sol de manière satisfaisante (ce qui augmente sa capacité portante dans un sol de portance insuffisante et/ou diminue sa perméabilité dans le cas d'un sol sensible aux variations hydriques) tout en évitant le soulèvement du sol lui-même ou des ouvrages alentours.

Le procédé selon l'invention comprend donc l'étape d'identification d'un palier sur une courbe représentative de l'état de perméabilité du sol à consolider. Par palier, on entend ici une phase de stabilisation de la courbe sur laquelle sa pente reste inférieure à une valeur prédéterminée sur une période prédéterminée.

Selon un exemple de mise en œuvre, pour détecter le palier signalant l'arrêt de l'injection, à chaque instant T de l'injection, on évalue la pente de la courbe durant un intervalle entre Τ-ΔΤ et T, ΔΤ étant compris entre 10 secondes et 1 minutes, et de préférence de l'ordre de 15 à 30 secondes.

On considère par exemple qu'un palier est détecté lorsque la pente de la courbe est inférieure à 20%/minute, de préférence inférieure à 15%/minute, encore plus préférentiellement inférieure à 10%/minute, sur un intervalle de temps ΔΤ.

Selon une disposition avantageuse, la substance de renforcement injectée est une résine expansive, notamment de la mousse de polyuréthane. Plus généralement, la substance de renforcement pourra être toute substance adaptée à améliorer les caractéristiques du sol en le déplaçant et/ou en remplissant ses vides.

Selon un exemple de mise en œuvre, le paramètre révélateur de la perméabilité du sol est le débit maximum d'un fluide test injecté dans un trou de forage réalisé dans ledit sol. Le fluide test est par exemple de l'air.

Selon un exemple avantageux de mise en œuvre de l'invention, a) on réalise un premier trou d'injection dans le sol à consolider, b) on injecte de la substance de renforcement dans ledit premier trou d'injection, c) on réalise un deuxième trou d'injection dans le sol à consolider, et d) on injecte de la substance de renforcement dans le deuxième trou d'injection tout en traçant la courbe représentant les variations d'un paramètre révélateur de la perméabilité du sol situé entre le premier et le deuxième trou d'injection, l'injection dans ledit deuxième trou d'injection étant arrêtée dès qu'un palier consécutif à une diminution de pente est détecté sur la courbe.

Selon un exemple de mise en œuvre, l'injection dans le premier trou d'injection est arrêtée dès qu'il n'est plus possible d'injecter dans le sol (la pompe d'injection s'arrête).

Selon un exemple de mise en œuvre, avant l'étape d), e) on réalise dans le sol un trou de forage intermédiaire permettant la mesure du paramètre révélateur de la perméabilité du sol situé entre le premier et le deuxième trou d'injection, de sorte que ledit trou de forage intermédiaire soit interposé entre le premier et le deuxième trou d'injection, f) on place, dans le trou de forage intermédiaire, un dispositif d'injection du fluide test relié à un dispositif d'alimentation en fluide test et à un appareil de mesure du débit de fluide test s'écoulant à travers le dispositif d'injection, g) on obture l'ouverture du trou de forage intermédiaire pour empêcher que ledit fluide test issu du dispositif d'injection ne s'échappe dudit trou, et l'étape d) comprend la mesure du débit de fluide test introduit par le dispositif d'injection dans le trou de forage intermédiaire obturé, qui constitue le paramètre révélateur de la perméabilité du sol.

De préférence, si la mesure du débit de fluide test introduit par le dispositif d'injection (30) dans le trou de forage intermédiaire (Gi, G N ) est détectée comme inférieure à une valeur de seuil proche de « 0 », par exemple 10 m 3 . h "1 , la distance entre le premier trou d'injection et le deuxième trou d'injection est considérée comme une distance efficace D e ff, et dans lequel d'autres trous d'injection sont pratiqués dans le sol à traiter en étant deux à deux espacés de la distance efficace.

Et selon une étape h), si la mesure du débit de fluide test introduit par le dispositif d'injection (30) dans le trou de forage intermédiaire (Gi, G N ) est détectée comme supérieure à la valeur de seuil, c'est à dire détectée comme supérieure à 10 m 3 . h "1 par exemple, la distance entre le premier trou d'injection Fi et le deuxième trou d'injection F 2 est considérée comme supérieure à une distance efficace maximale, et un troisième trou d'injection F 3 est réalisé entre le trou de forage intermédiaire G, et le deuxième trou d'injection F 2 et les étapes a) à h) sont mises en œuvre entre les premier Fi et troisième F 3 trous d'injection et le trou de forage intermédiaire jusqu'à ce que la distance efficace D eff soit atteinte.

De préférence également, le trou de forage intermédiaire est équidistant du premier et du deuxième trou d'injection.

Généralement, pour traiter le sol d'un ouvrage en vue de le consolider, notamment d'un bâtiment, on réalise plusieurs injections en profondeur, généralement régulièrement espacées, le long de la façade externe de l'ouvrage. Selon un exemple de mise en œuvre, on réalise N trous d'injection successifs, et pour chaque trou d'injection de rang n, n étant compris entre 2 et N, on injecte de la substance de renforcement dans le trou d'injection de rang n et on acquiert simultanément une courbe révélatrice de la perméabilité du sol entre le trou d'injection de rang n et le trou d'injection de rang n-1, l'injection dans le trou d'injection de rang n étant arrêtée dès qu'un palier consécutif à une diminution de pente est détecté sur la courbe.

Selon une particularité intéressante du procédé selon l'invention, il comprend une étape de stockage des différentes valeurs de distance efficace D eff déterminées pour des sols de compositions connues, une étape de comparaison de la valeur de distance efficace D eff déterminée pour un nouveau sol consolidé par le procédé selon l'invention et de composition inconnue, et une étape d'estimation de la composition du nouveau sol consolidé à partir de celle du sol de composition connue ayant la valeur de distance efficace D e ff la plus proche de celle du nouveau sol consolidé.

L'invention concerne également un dispositif d'injection d'un fluide test dans un trou de forage intermédiaire disposé entre deux trous d'injection d'une substance expansive, en vue de la mise en œuvre d'un procédé pour consolider un sol (S) par injection, comprenant une lance d'injection dudit fluide test, un dispositif de mesure du débit de fluide test monté sur la lance afin de mesurer le débit de fluide test la traversant, et un bouchon monté autour de l'extrémité d'injection de fluide test de la lance, afin de boucher un espace existant entre un trou d'injection dans le sol du fluide test, et la lance.

Selon une autre caractéristique, le dispositif d'injection du fluide test comprend un dispositif d'alimentation en fluide test (32) alimentant en fluide la lance d'injection du fluide test.

Plusieurs modes et exemples de mise en œuvre sont décrits dans le présent exposé. Toutefois, sauf précision contraire, les caractéristiques décrites en relation avec un mode ou exemple quelconque peuvent être appliquées à un autre mode ou exemple de mise en œuvre.

Brève description des dessins

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

La figure 1 illustre un exemple concret de situation d'utilisation du procédé selon l'invention ;

La figure 2 illustre schématiquement les étapes de mise en œuvre du procédé selon l'invention ; La figure 3 est une courbe révélatrice des variations de la perméabilité du sol durant l'opération d'injection ;

La figure 4 illustre schématiquement un dispositif d'injection de fluide test selon l'invention,

La figure 5 représente une fiche technique à remplir par un opérateur intervenant pour la première fois sur un sol.

Description détaillée de plusieurs modes de mises en œuvre

Le procédé selon l'invention a pour but de :

chasser la plus grande quantité d'eau se trouvant dans les macropores du sol, qu'il soit argileux ou non,

faciliter la propagation de la résine dans les fissures et les pores existants du sol

déterminer de façon fiable le maillage optimal pour les travaux d'injection

déterminer de manière systématique la distance entre les points d'injection

proposer d'une technique d'injection indépendante de matériau traité.

A ces fins, le dispositif comprend les étapes suivantes :

Phase 1 : forage de deux trous d'injection de résine et d'un trou intermédiaire d'injection d'air et de mesure de débit d'air.

Un premier trou de forage Fi est foré au droit de la façade 12 de l'ouvrage 10, selon une trajectoire sensiblement verticale.

Le premier trou de forage Fi est appelé dans la suite premier trou d'injection de résine.

De la même manière, un deuxième trou de forage F 2 , appelé dans la suite deuxième trou d'injection de résine, est foré au droit de la façade 12 de l'ouvrage 10. Les forages pourraient être légèrement inclinés.

Comme illustré sur la figure 1, le premier et le deuxième trou d'injection de résine Fi, F 2 sont généralement situés dans un plan P parallèle et à l'aplomb à la façade 12 de l'ouvrage 10.

Un trou de forage Gi (ci-après trou de forage intermédiaire) est réalisé également au droit de la façade 12 de l'ouvrage 10, entre les deux trous d'injection de résine Fi et F 2 . Pour permettre l'injection d'un fluide test, de l'air, et la mesure du débit de l'air injecté durant l'injection dans le deuxième trou d'injection de résine.

Comme illustré sur la figure 1, le trou de forage intermédiaire Gi présente sensiblement la même profondeur Hl que les deux trous d'injection Fi, F 2 les plus proches entre lesquels il est interposé. Le trou de forage intermédiaire Gi est par ailleurs situé à une même distance Dl des deux trous d'injection Fi et F 2 .

Initialement, on sépare les deux trous d'injection de résine Fl et F2 d'une distance de référence (D P ) issue de l'expérience de l'entreprise dans ce type de sol et en fonction de la profondeur du sol à traiter. Les lances Ll, L2 et L3 sont deux à deux distants de la moitié de D P . (Figure2) La lance L3 permet d'injecter et de mesurer l'air dans le trou de forage intermédiaire Gl.

Phase 2 : Etanchéité entre les lances et le terrain naturel

On procède à l'étanchéité entre chaque lance d'injection de résine Ll, L3 et le terrain naturel, pour éviter que l'air comprimé s'y échappe lors des phases ultérieures décrites ci-dessous, par exemple en injectant de la résine à faible profondeur tout autour de la lance, par un trou d'injection supérieur 41 (voir figure 2). Pour la lance du dispositif d'injection et de mesure de débit d'air L2, on utilise des moyens obturateurs type « packer » 43 (voir figure 4). Phase 3 : Evacuation de l'air et/ou de l'eau présent dans le sol A l'aide du pistolet du dispositif d'injection et de mesure de débit d'air, on injecte de l'air dans chacune des lances Ll, L2 et L3 pendant une durée certaine et avec un débit particulier, soit par exemple pour un sol contenant une majorité d'argiles vertes, on injecte par un compresseur d'air qui débite 300 m 3 . h "1 pendant 1 minute. Cette opération permet de chasser l'eau libre du sol par les lances voisines et/ou de pousser l'eau vers l'extérieur de la zone à injecter.

Phase 4 : Injection de résine dans le premier trou d'injection de résine

On procède à l'injection de résine dans la lance Ll jusqu'au refus, c'est-à-dire, jusqu'au moment où les pompes d'injection de résine s'arrêtent.

Phase 5 : Injection d'air par le trou de forage intermédiaire et début de l'acquisition de la courbe révélatrice de la perméabilité du sol

On branche un pistolet d'air comprimé relié à un compresseur 32, muni d'un débitmètre 34 sur la tête de la lance d'injection d'air L2. Le pistolet et le détecteur de débit forment avec la lance le dispositif d'injection et de mesure de débit d'air. Le débitmètre 34 est adapté à mesurer le débit d'air dans la lance d'injection 30 et est relié à un ordinateur 36 permettant de lire les valeurs de débit mesurées. Le compresseur 32 est par ailleurs muni d'une vanne de contrôle 38 permettant de couper l'alimentation en air en position fermée.

On procède à l'injection de l'air comprimé en mesurant une première valeur de débit, nommée « débit initial d'air » « (d) » (Figure 4). Phase 6 : Injection de résine dans le deuxième trou d'injection de résine

Alors que l'injection d'air comprimé continue dans le trou de forage intermédiaire, et qu'on continue à acquérir les mesures de débit d'air, on réalise l'injection dans la lance d'injection du deuxième trou d'injection L3 jusqu'au refus pouvant résulter de la compétition dans le sol entre l'expansion de la résine et la présence d'air (Figure 4). Phase 7 : Diffusion de la résine dans les macropores du sol

On arrête l'opération de l'injection de l'air comprimé dans la lance L2 (et donc l'acquisition des valeurs de débit d'air) pour arrêter la compétition d'expansion entre la résine et l'air. On laisse passer s'écouler un lapse de temps (Tl par exemple 30 secondes présenté sur Figure 5) pour permettre la diffusion dans les macropores du sol, de la résine puis son expansion dans le sol. Ce lapse de temps dépend des caractéristiques de résine (ex. viscosité) et de son temps de gel. Cette phase 7 est rendue nécessaire si l'on tarde à obtenir un palier proche de 0 (inférieur à 10 m 3 . h "1 ) pour le débit d'air mesuré en continu dans le trou de forage intermédiaire.

Phase 8 :

Après avoir attendu Tl, on procède de nouveau à l'injection de l'air comprimé dans la lance L2 et on mesure de nouveau le débit d'air résiduel. Si la quantité de résine injectée dans le deuxième trou d'injection de résine a été suffisante, et si son expansion a été efficace, on observe sur la courbe acquise, une diminution significative du débit injectable d'air comprimé dans le sol, les macropores du sol étant de plus en plus nombreux à être saturés en résine. Cas 1 : Si le débit résiduel est égal ou très proche de zéro (Figure 5), on peut conclure que pratiquement tous les macropores du sol compris entre les deux trous d'injection de résine sont remplis par la résine et que le sol est consolidé de façon satisfaisante. Egalement, la distance efficace prédéterminée D p choisie initialement pour séparer les deux trous d'injection de résine, est jugée satisfaisante et sera choisie comme distance efficace D e ff entre deux trous successifs d'injection de résine dans la partie du sol restant à traiter afin d'implanter d'autre lances d'injection et quadriller l'ensemble de la zone à traiter.

Cas 2 : Si le débit résiduel est loin d'être nul, c'est qu'il reste un nombre non négligeable de macropores qui ne sont pas encore remplis de résine en raison d'une distance trop importante entre les lances d'injection de résine. On réalise alors un nouveau point d'injection L4 qui se trouve à mi-distance entre L2 et L3 tout en créant un bouchon en tête de la lance (Figure 3). Et on recommence à partir de la phase 6. On pourra être amenés à utiliser une résine plus dense.

Si la distance entre les deux trous d'injection de résine était trop proche dès l'origine, on aurait observé un remplissage de L2 ou même de L3.

Un opérateur intervenant pour la première fois sur un sol et mettant en œuvre le procédé selon l'invention, remplira la fiche technique illustrée sur la figure 5 pour consigner la vile et/ou le département, des informations sur la nature du sol (idéalement composition, teneur en argile si connues), sur la distance prédéterminée D p qui aura été déterminée lors de la mise en œuvre du procédé selon l'invention. Il consignera également la quantité de résine injectée dans la première lance d'injection Ll, le débit initial d'air dans la lance d'arrivée d'air L2, le lapse de temps Tl de diffusion de la résine jusqu'à l'obtention d'un palier de débit d'air proche de zéro (phase 7 précitée), la quantité de résine injectée dans la deuxième lance d'injection L3, le débit résiduel d'air obtenu (palier), éventuellement la quantité de résine injectée dans la 3 eme lance d'injection L4, la distance efficace D e ff résultant de la mise en œuvre du procédé selon l'invention.

Les informations contenues dans les différentes fiches techniques seront recueillies pour constituer une base de données.

Les distance efficaces D e ff déterminées pour des sols de natures différentes et connues pourront servir d'abaques afin d'estimer la composition d'un sol sur lequel le procédé de l'invention aura été mis en œuvre et une distance efficace déterminée Defn. On pourra estimer que le sol consolidé par le procédé selon l'invention aura une composition proche de celle du sol répertorié dans l'abaque comme ayant la distance efficace Deff la plus proche de celle du nouveau sol consolidé.

Dans l'exemple, la substance de renforcement est une mousse de polyuréthane. Une telle mousse de polyuréthane est, par exemple, le résultat d'un mélange de polyol et de MDI Isocyanate. Sur chantier, ces deux produits sont stockés dans un camion, dans des cuves séparées. Les deux composants sont acheminés, à travers des tuyaux, jusqu'au pistolet mélangeur de la lance de projection. L'association des deux produits mixés sous pression avec de l'air insufflé par une pompe bi-composants forme par réactions chimiques une mousse expansive qui se solidifie et acquiert des caractéristiques mécaniques adaptées.

Durant la mise en œuvre du procédé tel que décrit ci-dessus, La courbe de la figure 5 donne les valeurs de débit mesurées (en ordonnées) en fonction du temps (en abscisse).

On note que la courbe peut être relevée indifféremment par un système d'échantillonnage dans le temps (mesures à intervalles réguliers) ou en continu. Dans la pratique, un opérateur expérimenté peut stopper l'injection dès qu'il détecte à l'œil nu un début de palier bas sur la courbe, c'est-à-dire une diminution nette de la pente en valeur absolue de la courbe, après Tl. Pour écarter toute mauvaise interprétation, l'opérateur attend généralement que cette modification de la pente se confirme sur un intervalle de temps prédéterminé généralement d'au moins 1 minute.

En général, l'opérateur arrêtera l'injection lorsqu'à un instant T, il aura détecté une pente inférieure à 20%, de préférence inférieure à 15%, encore plus préférentiellement inférieure à 10%, sur un intervalle de temps compris entre 10 secondes et 1 minutes. Cette détection peut aussi être réalisée de manière automatisée, à l'aide d'un logiciel approprié.

Dans l'exemple illustré, l'injection est arrêtée à un instant Ts (correspondant à un point Is de la courbe) où la pente en valeur absolue sur un intervalle [Ts-ΔΤ, Ts] est inférieure à 20%, ΔΤ étant égal à 1 minute.

Evidemment, la stabilisation de la courbe n'est pas immédiate, la mousse continuant son expansion pendant quelques instants après l'arrêt du pistolet. Ceci est illustré par le fait que la pente continue de baisser légèrement après l'instant Ts marquant l'arrêt de l'injection.