Etanchéité par géomembranes des ouvrages pour les eaux de ruissellement routier

Ministre de l'quipement, des Transports et du Logement

ETANCHEITE PAR GEOMEMBRANES DE ~, UR LESEAUX DE RI~S - ~# E NT ROUTIER

LCPC

Service

d'tudes

Techniques des Routes et Autoroutes

Laboratoire

Central des

Ponts

et

Chausses

Page laisse blanche intentionnellement

ETANCHEITE PAR GEOMEMBRANES DES OUVRAGES POUR LES EAUX DE RUISSELLEMENT ROUTIER

GUIDE TECHNIQUE

Novembre 2000

Document dit et diffus par :

Le Service d'tude Techniques des Routes et Autoroutes 46, avenue Aristide Briand - BP 100 - F-92225 BAGNEUX CEDEX Tlphone : 01 46 11 31 31 - Tlcopie : 01 46 11 31 69 Internet : http ://www .setra .equipement .gouv.fr

LCPC

Le Laboratoire Central des Ponts et Chausses 58, boulevard Lefebvre - F-75732 PARIS CEDEX 15 Tlphone : 01 40 43 52 26 - Tlcopie : 01 40 43 54 95 Internet : http ://www .lcpc.fr

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Guide Technique

Etanchit par gomembranes des ouvrages pour les eaux de ruissellement routier

S ommaire 1 . Prsentation

7 11

2 . Gnralits 3. Prsentation des dispositifs d'tanchit par gomembranes (DEG) 4 . Elaboration du projet de dispositif d'tanchit par gomembrane 5 . Spcifications sur les produits, les assemblages et les personnels 6. Mise en oeuvre 7 . Organisation des contrles et gestion de la qualit 8. Exploitation - entretien de l'ouvrage Prise en compte de la prsence du DEG Annexe 1 Bibliographie et documents normatifs Annexe 2 Abrviations et glossaire Annexe 3 Spcifications des produits et joints Annexe 4 Programme de contrles

17

23

45 51

59

65

73

78

82

89

AIDE A LA LECTURE DU GUIDEn Renvois bibliographiques : Dans le texte, les numros entre crochets correspondent aux documents mentionns l'annexe 1 "Bibliographie". n les abrviations rencontres dans le texte sont explicites en annexe 2 .1. n un glossaire (annexe 2 .2 .) donne les dfinitions des principaux termes techniques spcifiques utiliss.

Guide Technique


Chapitre

1

Prsentation8

1 .1 .

Objectifs de ce guide

1 .2.

Avertissement sur le cadre d'utilisation de ce guide

8

1 .3.

Situations de ce guide par rapport d'autres documents concernant l'utilisation de gomembranes

8

1 .4.

Place particulire des gocomposites bentonitiques dans ce guide

9

Chapitre 1 Prsentation

En application des dispositions des diffrentes lois et dcrets sur l'eau et la protection de la nature, et en particulier de la loi du 3 janvier 1992, de nombreux projets routiers et autoroutiers comportent actuellement la ralisation d'ouvrages de rtention des eaux de ruissellement pour permettre leur transport, leur crtage et/ou leur traitement avant rejet dans le milieu naturel, afin de protger les eaux superficielles ou souterraines. Les ouvrages concerns sont des bassins, des fosss et cunettes, des talus, des accotements et terrepleins centraux. L'tanchement' de ces ouvrages ou parties d'ouvrages est souvent ralis au moyen de dispositifs d'tanchit par gosynthtiques : gomembranes et plus rcemment gosynthtiques bentonitiques. Ces techniques, qui utilisent des produits minces fabriqus en usine et assembls sur chantier, constituent une solution relativement simple, en particulier pour les talus, par rapport d'autres procds d'tanchit partir de couches paisses d'argile, btons bitumineux ou hydraulique et qui ne font pas l'objet du prsent GUIDE.

1 .1 . OBJECTIFS DE CE GUIDEL'utilisation de gomembranes et gosynthtiques bentonitiques est relativement rcente (respectivement 30 et 10 ans) par rapport d'autres mtiers plus traditionnels en gnie civil et cette utilisation est encore plus rcente dans le domaine des ouvrages pour eaux de ruissellement routier. L'objectif de ce guide est de donner aux matres d'Ouvrages, Matres d'Oeuvres et Bureaux d'tudes, pour une partie des ouvrages prcits, des lments de choix, des spcifications, des mthodes de dimensionnement, pour dfinir les projets et tablir les pices de march correspondantes, et des recommandations pour l'exploitation des ouvrages comportant ce type d'tanchit.

1 .2. AVERTISSEMENT SUR LE CADRE D'UTILISATION DE CE GUIDED'une manire gnrale lorsqu'on traite d'un projet d'tanchit d'ouvrage, on doit rpondre successivement deux questions : POURQUOI une tanchit ? et COMMENT la raliser ? Dans le cas prsent, les rponses la deuxime question dpendent troitement des rponses la premire : par exemple, de quel type d'eaux pollues est-il question ? - pollution chronique et/ou pollution accidentelle - dans ce dernier cas, quelle est la dure souhaitable de rtention du polluant? Les problmes relatifs la premire question "Pourquoi une tanchit 7", tout comme ceux lis l'implantation, au principe de fonctionnement et au dimensionnement des ouvrages, procdent de la stratgie de protection des milieux naturels dans un contexte routier et ne font pas partie des objectifs du prsent document - ils relvent d'autres documents caractre rglementaire ou de recommandations, parus ou en cours de parution ('") et qui traitent spcifiquement de ces problmes de pollution routire et des techniques de traitement correspondantes. Ce GUIDE ne concerne donc la conception, la ralisation et l'exploitation que du seul Dispositif d'Etanchit par Gomembrane (DEG) et les amnagements et dispositions constructives de l'ouvrage directement en rapport avec le DEG.On utilise aussi les termes "tanchisation" et "tanchification" (**) en particulier la srie de documents L'EAU ET LA ROUTE du SETRA [1] (') Cahier des Clauses Techniques Gnrales applicables au March de Travaux Publics Fascicule 67 Titre Ill - 1992

1 .3. SITUATIONS DE CE GUIDE PAR RAPPORT D'AUTRES DOCUMENTS CONCERNANT L'UTILISATION DE GOMEMBRANESn Actuellement, en FRANCE, le Fascicule 67 .111 du C .C .T.G . [5] Cr) pour l'tanchit d'ouvrages souterrains est le seul document caractre rglementaire concernant les gomembranes. n Le Comit Franais des Gosynthtiques (C .F.G .) a dit en 1991 un Fascicule de recommandations gnrales [2] relatif aux Gomembranes puis en 1995 un Fascicule relatif l'utilisation des Gosynthtiques (dont les gomembranes) dans les Centres de Stockage de Dchets [3] ; cependant, ces documents, dont le prsent guide s'inspire largement, restent gnraux et ne donnent pas de spcifications prcises pour les caractristiques des produits pouvant tre utiliss, et ne sont pas spcifiques aux ouvrages routiers concerns par ce Guide.

8

Guide Technique Etanchit par gomembranes des ouvrages pour les eaux de ruissellement routier

1 .4. PLACE PARTICULIERE DES GEOCOMPOSITES BENTONITIQUES DANS CE GUIDEn Les *synthtiques bentonitiques (GSB) (") sont d'un dveloppement assez rcent en France et, pour conserver ce GUIDE les objectifs prcdemment dcrits (laboration de spcifications), il est apparu prmatur d'inclure ces matriaux dans la prsente version, qui n'est donc relative qu'aux Dispositifs d'Etanchit par Gomembranes (DEG). n Cependant, pour familiariser le lecteur avec ces produits en cours de dveloppement et pour l'aider les situer, dans l'tat actuel des connaissances, par rapport aux gomembranes (notamment en cas de solution variante propose par l'entreprise) une information est donne dans le Document Complmentaire - Partie A . Son objectif est de mettre en vidence, de manire simplifie, les difff-rences fondamentales de conception, de caractristiques, de mode de fonctionnement et d'utilisation de ces deux familles de produits d'tanchit .

(**) abrg en GSB dans la suite du texte.

9

Chapitre 2 Gnralits

2 .1 . LA POLLUTION LIEE AU RUISSELLEMENTROUTIERCe problme est dcrit dans la srie de fascicules " L'EAU ET LA ROUTE " du SETRA [1]. En rsum, on peut considrer plusieurs types de pollution : n une pollution CHRONIQUE, relative au transport par les eaux de ruissellement pluviales des divers lments existant sur la chausse : rsidus de pneumatiques, huiles, produits minraux et organiques issus de l'usure de la chausse, mtaux lourds issus des missions polluantes des vhicules, de l'usure ou de la corrosion d'quipements de la route ou d'organes de vhicules ; son traitement consiste effectuer une ou plusieurs oprations : crtement des dbits, dcantation, dshuilage; n une pollution ACCIDENTELLE, lie au dversement de produits chimiques, pouvant tre particulirement grave si des points d'alimentation en eau potable (A .E .P) se trouvent proximit. Ces produits peuvent tre trs varis mais une grande proportion (75 %) est constitue par des hydrocarbures (carburants, fioul). Dans ce cas, la prvention de la pollution passe par des dispositifs permettant la rtention (pigeage) du produit polluant pendant un certain temps pour permettre sa rcupration par pompage; ces dispositifs et leur gestion peuvent tre plus ou moins compliqus, pour prendre en compte le fait que le dversement peut se faire par temps sec ou par faible ou forte pluie (Cf . [1] volumes 6 et 7) ; n une pollution SAISONNIRE hivernale lie l'pandage de produits de dverglaage, principalement des chlorures ; n une pollution TEMPORAIRE, lie aux travaux de ralisation de l'infrastructure.

2 .2. NATURE ET FONCTIONNALIT DES OUVRAGES, PROBLMATIQUE DE LEUR TANCHIT2.2.1 . Gnralits sur les dispositifs de traitement des eaux pluviales et la problmatique de leur tanchit analyse du document SETRA [1]Dans le document du SETRA [1] prcit (Volume 7), sont rpertoris et dcrits sous forme de 30 fiches, l'ensemble des dispositifs actuellement utiliss pour le recueil, le transport et le traitement des eaux de ruissellement routier. Il traite du choix des dispositifs de traitement des eaux pluviales en fonction des objectifs principaux poursuivis : traitement de la pollution chronique et/ou de la pollution accidentelle. Les dispositifs sont classs par FONCTIONS : n Pour la pollution chronique : puration simplifie, rgulation hydraulique, dcantation, dshuilage, filtration/infiltration n Pour la pollution accidentelle :[1] L'EAU ET LA ROUTE (SETRA) Cf. dtail en Annexe 1. (") La dfinition de ces classes de vulnrabilit se trouve dans le Document [1] (volume 2) "L'laboration du projet".(") Les termes rtention et confinement sont galement utiliss dans le prsent guide.

pigeage (amont et aval)

(1.

Pour certains dispositifs, le DOMAINE d'APPLICATION est indiqu en fonction de la VULNRABILIT DU MILIEU NATUREL, qui fait l'objet d'un classement "faible, moyenne ou forte"(`) LE PRINCIPE D'TANCHIFICATION DES OUVRAGES EST RETENU : n si la vulnrabilit du milieu naturel rcepteur est MOYENNE ou FORTE, n si la fonction de pigeage (") d'une pollution accidentelle est ncessaire, n pour les bassins en eau o, par dfinition, le mode de fonctionnement de l'ouvrage ncessite la prsence d'une lame d'eau permanente. Plusieurs TYPES D'OUVRAGES (ou parties d'ouvrages) remplissent une ou plusieurs des fonctions prcites et un ou plusieurs des critres prcits justifiant un TANCHEMENT : fosss de rtention, accotements et terre-plein central, bassins de stockage et de pigeage.

12


Analyse du document SETRA [1] Lorsque l'tanchit est recherche et si le sol support a une permabilit suprieure 10-7 mis, un dispositif d'tanchit doit tre mis en place ; parmi les solutions d'tanchement possibles (bton, argile compacte sur 30 cm) sont galement cits les GEOMEMBRANES et les GOSYNTHTIQUES BENTONITIQUES. A noter que le niveau minimal d'tanchit assign comme objectif aux dispositifs d'tanchit par gomembrane prsents dans le prsent GUIDE et dfinis au chapitre 2 .4. correspond sensiblement cette couche d'argile compacte de 30 cm d'paisseur, permabilit k = 10-9 m/s, bien que les performances relles des dispositifs d'tanchit par gomembrane sont nettement suprieures. Analyse du document SETRA [1] Les produits et systmes d'tanchit ne sont pas dcrits de manire dtaille, mais le document donne une orientation quant aux fonctions assurer dans le cas de pigeage de pollution accidentelle : " L'efficacit de l'tanchification doit correspondre l'objectif initial, c'est dire permettre la rtention d'un polluant liquide pendant toute la dure d'intervention, soit une dizaine de jours ". A noter que, dans le prsent GUIDE, c'est une dure d'intervention maximale de 3 jours qui est retenue pour l'vacuation du produit chimique pig (essence Super Sans Plomb), ceci pour illustrer un cas-type assez reprsentatif - cependant la rsistance de la gomembrane aux hydrocarbures 10 jours et 1 mois sera prcise par le fabricant ce qui permettra au matre d'oeuvre de choisir avec dicemement.

2.2.2. Nature et fonctionnalit des ouvragesComme indiqu au 1, ce guide ne concerne que le DEG et non la dfinition et le dimensionnement des ouvrages eux-mmes . Pour ceux-ci, on se reportera aux documents [1] et [6]. II s'agit gnralement d'ouvrages en terre, quelquefois avec des parties en bton : 2.2.2.1. Ouvrages de rtention n Ils assurent une ou plusieurs des fonctions suivantes : confinement momentan (appel aussi rtention ou pigeage) des produits polluants (pollution accidentelle), traitement de pollution chronique (dcantation, dshuilage), rgulation de dbit (crtage). n Ce sont des bassins tanches placs dans des zones o le milieu rcepteur est vulnrable, pour prvenir une pollution accidentelle massive alors que la pollution chronique peut ne pas prsenter de risque majeur pour le milieu (dilution importante) ; ils sont placs entre l'ouvrage de collecte et le milieu rcepteur. Il s'agit gnralement de bassins mais des fosss ou des canaux peuvent avoir cette fonction. En cas d'accident les eaux pollues sont piges dans le bassin et lorsque la totalit du polluant est retenue, la drivation (si elle existe) est mis en service ; le polluant est alors vacu par pompage, qui est effectu rapidement (quelques heures quelques jours en fonction du type de dversement et du contexte local). n Dans certains cas, une couche de fond vgtalise permet de ralentir les flux polluants ; nous verrons que cette disposition a galement une fonction intressante de structure de protection de la gomembrane. Le dispositif d'tanchit par gomembrane comporte ou non une structure de protection. 2.2.2.2. Ouvrages de collecte n Il s'agit des fosss et cunettes qui assurent une fonction de collecte et de transport des eaux de ruissellement . Ils permettent d'vacuer les eaux de plate-forme vers l'ouvrage de rtention. Une cunette est un ouvrage large et peu profond gnralement situ en pied de talus de dblai . Le foss, triangulaire ou trapzodal, est plus profond, revtu ou non, gnralement en pied de talus de remblai. Pour tre efficaces en ce qui concerne la pollution chronique, les ouvrages sont vgtaliss . Dans le cas de pollution accidentelle, ils permettent par temps sec de ralentir le flux polluant et donc d'en faciliter la rcupration .

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Chapitre 2 Gnralits

OBJECTIFS POURSUIVIS

q L'OBJECTIF D'TANCHIT assign au DEG s'exprime en termes de flux ; sous 3 mtres d'eau, le flux d'eau travers le dispositif doit tre infrieur 1 I/jour/m 2 pendant toute la dure de garantie. Ce flux maximum correspond sensiblement aux objectifs d'tanchit proposs par le document SETRA [1] et prsents au 2 .2 .1 . de ce Guide (couche compacte de 30 cm d'argile) . A noter que, dans le document [1], les objectifs ne sont pas dcrits quantitativement; nous avons opt titre de rfrence pour une couche d'argile de permabilit 10 g m/s sur 30 cm d'paisseur et sous 3 mtres d'eau. La gomembrane elle-mme a des performances d'tanchit nettement suprieures ce seuil, comme prcis au paragraphe 3 .4 ., mais ce seuil maximum de flux de 1 I/j/m 2 spcifi intgre les ventuelles fuites localises aux assemblages entre ls de gomembrane, aux raccordements de celles-ci aux ouvrages bton et au vieillissement du DEG pendant les 10 ans de garantie. Globalement, on peut estimer que l'objectif assign peut tre considr comme un objectif minimum pour un ouvrage tanch par un DEG, car la plupart des procds correctement dimensionns et installs peuvent atteindre des performances d'tanchit 10 100 fois meilleures. Ce seuil correspond galement au dbit de fuite minimum en limite de ce qu'on sait mesurer par la mthode " remplissage/mesure de baisse de niveau d'eau " (`) et il a t admis qu'il convenait de ne pas exiger des niveaux de performance d'tanchit qui ne seraient pas mesurables, en particulier dans le cadre de l'application de la garantie contractuelle. Si, pour des ouvrages particuliers, il est possible de rcuprer et drainer un exutoire, la majorit des fuites, celles-ci peuvent alors faire l'objet de mesures beaucoup plus sensibles (') et de ce fait l'ouvrage peut faire l'objet de spcifications de dbit de fuite admissible plus svres. Q CAPACIT DE RTENTION PROVISOIRE D'HYDROCARBURE En cas de pollution accidentelle, le dispositif d'tanchit peut se trouver en contact avec un certain volume de produits chimiques dverss et, si l'tude de protection du milieu naturel l'a dfini, le dispositif doit tre mme de le contenir jusqu' l'opration de rcupration ; cette fonctionnalit particulire de la gomembrane n'est actuellement pas facile dfinir car ce problme est complexe, la dure d'intervention prendre en compte dpend de la sensibilit du site, des possibilits de rcupration du polluant dans le sol s'il a travers le dispositif d'tanchit, etc . .. Actuellement, les avis divergent sur une dfinition standard de cette fonctionnalit et des caractristiques correspondantes donner la gomembrane ; une proposition est faite dans ce document au 4 .4 .2 .1 .d, mais elle sera adapter, au niveau du projet , avec plus ou moins de svrit, en fonction du contexte de l'ouvrage.

(*) Mthodes dcrites

dans le Document Complmentaire Partie A-3.

16

Guide Technique


Chapitre3

Prsentation des dispositifs d'tanchit par Gomembranes (DEG)18 19

3 .1 . 3.2.

Gnralits Dfinitions concernant les dispositifs d'tanchit par gomenbranes (D .E.G.) Exemples de dispositifs d'tanchit pour bassins de ruissellement routier3 .3 .1 . En fond d'ouvrage3 .3 .2. Sur talus

3.3.

2020

2122

3.4.

La structure d'tanchit par gomembrane

Prsentation gnrale

Chapitre 3 Prsentation des dispositifs d'tanchit par Gomembranes (DEG)

3 .1 . GNRALITSn Un dispositif d'tanchit base de gomembrane (DEG) est un dispositif

(voir dfinition normalise au 3.2.) qui : est tanche l'eau : - en partie courante, aux assemblages entre ls, aux raccordements (fixations) aux ouvrages en bton. doit conserver cette tanchit compte-tenu des : Contraintes de service ; par exemple : - tassement du support, poinonnement par les asprits du support, - vieillissement climatique (UV, variations thermohygromtriques). Contraintes d'exploitation ; par exemple : - confinement d'eaux de ruissellement pollues par des substances chimiques diverses (pollution chronique) ou confinement de substances chimiques pures (pollution accidentelle : par exemple, hydrocarbures), - contraintes mcaniques lies l'entretien des bassins.n La perte d'tanchit peut provenir

D'une augmentation de la permabilit intrinsque de la gomembrane aprs vieillissement - phnomne peu probable tout au moins pendant la priode de garantie (10 ans) compte-tenu de l'exprience acquise et des exigences d'tanchit requises, somme toute modestes. Le plus frquemment, d'une perte de continuit de la gomembrane ou de l'arrachement de ses fixations : fissures, dchirements, perforations qui se produisent du fait du vieillissement et/ou des contraintes de service et d'exploitation. Une gomembrane peut rarement assumer elle seule cette fonction d'tanchit compte-tenu des diffrentes contraintes prcites et des diffrents autres critres prendre en compte (Cf . 4.1 .), c'est pourquoi elle est intgre dans un dispositif d'tanchit par gomembrane (DEG) comportant plusieurs structures ayant chacune une fonction, comme dfini dans le paragraphe ci-aprs.

18


3.2. DFINITIONS CONCERNANT LES DISPOSITIFS D'TANCHIT PAR GOMEMBRANES (DEG)Ces dfinitions sont tires de la norme NFP 84-500 (1998))

STRUCTURE DE PROTECTION (VENTUELLE)

Structure de protection Ensemble des lments mis en place sur la gomembrane de faon la protger contre diverses formes de sollicitations pendant la mise en oeuvre et en service.-4.-

Couches granulaires, terre vgtale, bton bitumineux ou hydraulique, avec interposition de gotextile (et/ou produit apparent) entre couche de protection et gomembrane. Gomembrane Produit adapt au gnie civil, mince, souple, continu, tanche au liquide mme sous des dformations en service, principalement en traction.

Structure d'tanchit STRUCTURE d'TANCHIT Organe d'tanchit consti~ tu par une gomembrane ou par deux gomembranes spares par un dispositif drainant.~

DISPOSITIF D'TANCHIT PAR GOMEMBRANE (DEG)

Note 1 : dans l'tat actuel des techniques, ni les produits de faible paisseur fonctionnelle (infrieure 1 mm) ni les produits manufacturs de largeur infrieure 1,5 m, ni les produits dont l'tanchit est assure uniquement par un matriau argileux (par exemple GSB) ne sont considrs comme des gomembranes. Note 2 : l'tanchit est telle que le flux d'eau traversant une gomembrane, en partie courante (hors joint) dans les conditions de mesure de la norme NFP 84-515 sous une charge hydraulique de 100 kPa doit tre infrieure 0,1 I/j/m 2. Couche support Couche de la structure support sur laquelle repose la gomembrane, couche granulaire, plus gnralement gotextile et/ou produit apparent. Couche de forme Couche de la structure support reposant sur le fond de forme. Fond de forme Surface sur laquelle repose le dispositif d'tanchit par gomembrane.

Structure support STRUCTURE SUPPORT (VENTUELLE) Ensemble des lments placs entre le fond de forme et la gomembrane, constitu par: - la couche de forme, - la couche support, - des dispositifs ventuels de drainage (eau et gaz). Note : un ou plusieurs lments peuvent ne pas exister ou se trouver confondus dans une mme couche * FOND DE FORME (**)

l

* dans le cas le plus simplifi et assez rare, le fond de forme peut constituer directement la structure support. ** appel galement "arase de terrassement "

Remarque : pour information, un tableau quivalent est donn en Document Complmentaire - Partie A-2 pour ce quiconcerne les Dispositifs d'Etanchit par Gosynthtiques bentonitiques (DEGB .)

19

STRUCTURE D'TANCHIT AVEC PROTECTION

STRUCTURE D'TANCHIT SANS PROTECTION

Exemples de structures de protection

0 Grave traite et gotextile

02 Grave (roule ou concasse) et gotextile 03 Bton de ciment (dalle prfabriqueou coule en place) ou bton bitumeux, et gotextile

w

-------------------------- -

= uil-illi__ IIII - IIII - IIII

IIII= l'il

=- - - - - - - -

1111=

III

m.

-CA-

_~~~~-~~~~=IIII I- ~ ~ ~ _ ~~ 1111 = = III!IIII= MII _

__ ~~~~

iI~I - llii illl IIII IIII -

~= ;

Q

~~~

,==-

_ ~i=- ._~~~=~~~~

-

~~~~~~

IIII - I- ; II_ _ I!I IIII= I!II =~

~~

- IIII- IIII - IIII- IIII I~~ _ ~ ~ _ ~~~~ - 1111 _ IIII IIII- II!I- !III= IIII= IIII IIII=~~~~

LEGENDE t Gotextile 7 Gomembrane

10 Fond de forme sans gotextile (cas Q Couche de sable sur fond de forme

rare) /

M,

~

sans 0 Fond de forme et 0 Fond de forme,(avec ou

gotextile) gotextile couche de forme (grave) et gotextile

Structu re d'tanchit avec protection

Structure d'tanchitsans protection

Exemples de structures de protection

0 Grave traite ou non ; gotextile O Terre vgtale ; gosynthtique de drainage

et/ou gotextile Terre vgtale ventuellement stabilise par goconteneur ; gotextile et/ou gosynthtique de drainage Dalles de bton de ciment manufactures ou coules en place ; gotextile Bton bitumeux (sur rampes d'accs) avec ou sans gotextile Pas de protection

Il

1= IIII IIII-

Exemples de structures support

00

Fond de forme ; gotextile Couche de forme ; gotextile

IIII 1111 = = 1111 1111= 1111= 1111= I11 1111=1111=1 = IIII=IIII= 1111 = IIII = IIII = IIII=1111= 'III= 1111= IIII= 1111 IIII= IIII= IIII= 1111 =1111 = 11 1111= 1=IIII =1111 = ' = 1111 = 1111- 111 i=

=

=

=1111=1111= IIIIIIII=1 , =1111=1111=1111=1111=1111=1111= 1111=1111= IIII=At =IIII = 1111=1111 1111=1111=1111=11111111=1111=1 II =1111IIII=1111=IIII =1111 = 11 1111= IIII = IIII = IIII= "1 ' =IIII =1111 = " III .-

LEGENDE Gotextile

mXX c~xTc k kTC ~

GomembraneGomembrane sous face texture Goconteneur Gosynthtique de drainage (produit aparent aux gotextiles) Remarque : les appariements des diverses structures de protection et support apparaissant sur le schma sont fortuits toutes les combinaisons sont possibles.

Chapitre 3 Prsentation des dispositifs d'tanchit par Gomembranes (DEG)

3 .4. LA STRUCTURE D'TANCHIT PAR GOMEMBRANE

PRSENTATION GNRALERemarque : une prsentation dtaille se trouve dans le Document Complmentaire - Partie A-1. n Dfinition : Dfinition normalise (NFP 84-500 - juin 1998) mentionne au 3 .2 : On a donc affaire : des produits minces (1 cm maximum) ; sont donc exclus les produits tanches constitus de mortier ou de mastics bitumineux d'paisseurs centimtriques ou dcimtriques ; des membranes dont l'paisseur fonctionnelle est suprieure 1 mm ; les films, dont l'paisseur fonctionnelle est infrieure 1 mm, ne sont pas des gomembranes ; des produits souples ; une couche de mortier de ciment ou une tle mtallique ne sont pas des gomembranes ; des produits tanches : Cf . en page ci-aprs la remarque sur la permabilit des gomembranes ; des produits prsentant une continuit entre eux par des assemblages tanches et ayant une bonne rsistance mcanique ; un simple recouvrement des ls ou des nappes est exclu. Un *composite bentonitique (GSB) n'est pas actuellement, considr comme une *membrane. n Type de fonctionnement : Les gomembranes commercialises actuellement sont essentiellement des produits manufacturs et transports sur le site sous forme de ls de largeurs variables (de 1,5 m 11 m) conditionns en rouleaux ou en nappes (prassemblage en usine de ls) dont la surface peut atteindre 1000 m 2 (ou plus). Cette utilisation de grande largeur ou de grande surface permet de minimiser les alas lis la ralisation des assemblages des ls sur chantier ; la manipulation de ces produits de grande surface (jusqu' plusieurs tonnes) ncessite alors des procdures et des matriels de manutention et de mise en oeuvre adapts au contexte du chantier (gomtrie, accs). Les gomembranes fabriques en place ; elles sont obtenues par pulvrisation ou coule sur le support de rsines polymrisables ou de produits bitumineux ; elles sont actuellement trs peu utilises : l'intrt certain de l'absence de joints d'assemblage tant largement diminu par la difficult d'effectuer in situ des membranes d'paisseur constante et parfaitement continues sur des supports irrguliers et ce dans des conditions conomiques normales. n Deux grands types et cinq grandes familles chimiques de gomembranes sont utilises : Description dans le Document Complmentaire - Parties A-1. gomembranes bitumineuses bitume oxyd ou bitume polymre ; gomembranes en matriaux de synthse PVC-P (polychlorure de vinyle plastifi), PEHD (polythylne haute densit), PP-F (polypropylne flexible), EPDM (lastomre thylne-propylne dine monomre). n Grande diversit de proprit et de comporttement A cette diversit de familles chimiques, correspond une grande diversit de proprits et de comportement . Dans le Document Complmentaire (Partie A-1 .2), les caractristiques des cinq grandes familles prcites sont compares sur les plans mcanique, physique, inertie chimique, durabilit, comportement la mise en oeuvre, etc. Chacune d'elles prsente des avantages et inconvnients prendre en compte au niveau du choix, comme prcis au paragraphe 4 .4 .3. n Aspect physique Les gomembranes peuvent prsenter des faces plus ou moins lisses, voire trs rugueuses (textures) ; ceci a une incidence directe sur la capacit de frottement avec les matriaux en contact (cas des talus). n Remarques sur la mermabilit des gomembranes Le flux d'eau maximum (0,1 I/j/m 2 ) prcis dans la dfinition normalise mentionne ci-avant est fort par rapport aux performances relles des gomembranes dans les paisseurs spcifies dans ce document ; dans les conditions de mesure de la norme (100 kPa soit 10 mtres d'eau), en partie courante (hors soudure) les flux habituellement mesurs sont gnralement de 100 fois infrieur celui spcifi dans la norme. A noter, comme cela est prcis dans le 2 .4, que ce qui est spcifi dans ce GUIDE, c'est le niveau d'tanchit global de l'ouvrage (1 I/m 2 /j sous 3 mtres d'eau), comprenant donc galement les fuites au droit des soudures et des raccordements aux ouvrages en bton et ce, pendant la dure de garantie (10 ans).

22

Guide Technique


Chapitre4

laboration du projet de dispositif d'tanchitpar gomembrane24 2627

4.1 . 4.2.

Analyse fonctionnelle du D .E .G. Exemples courants d'application de DEG4 .2.1 . 4 .2.2 . 4 .2.3 . Cas des bassins - Gomenbrane sur l'ensemble de l'ouvrage Cas des bassins - Gomembrane sur une partie de l'ouvrage Cas des fosss

28 29 30 30 31 32 34 35 37 39 42 42 43 43 44

4.3.

Elaboration du projet4.3.1 . 4.3 .2 . 4.3 .3 . Etude hydrogologique et gotechnique Prise en compte du mode de fonctionnement de l'ouvrage et de l'exploitation Prise en compte de caractristiques particulires

4.4.

Choix des composants du D .E.G.4 .4 .1 . 4 .4 .2. 4 .4 .3. Conception de la structure support Choix d'une gomembrane pour la structure d'tanchit Choix d'une structure de protection de la gomembrane

4.5.

Garanties4 .5 .1 . 4 .5 .2. 4 .5.3. Nature et domaine d'application Dure et tendue Remarques sur le mode d'attribution des travaux

4 .6.

Elements conomiques

Chapitre 4 Elaboration du projet de dispositif d'tanchit par gomembrane

Comme indiqu dans l'Avertissement du chapitre 1, ce document n'est pas un guide pour l'tablissement du projet global d'assainissement routier : rle, dfinition et dimensionnement des ouvrages, rgles gnrales de construction ; pour cela on se reportera aux documents spcialiss prcits [1] et [6] : L'object if de ce document est d'aider le projeteur, dfinir un dispositif d'tanchit par gomembrane [DEG] . La dfinition optimale du DEG est essentielle pour avoir une bonne adquation entre la fonctionnalit souhaite (tanchit) et les diffrentes sollicitations en service et ce, pendant la dure de vie souhaite. La dfinition du DEG doit donc tre tudie ds la conception de l'ouvrage, car elle est bien sr lie certaines caractristiques gnrales de celui-ci et elle en est donc tributaire mais, rciproquement, peut galement les faire voluer - par exemple, les pentes des talus d'un bassin peuvent tre plus ou moins imposes par l'implantation de l'ouvrage, elles-mmes souvent imposes par d'autres considrations d'amnagement optimal de l'espace (boucles d'changeur, par exemple), mais il faut savoir que cette gomtrie aura une incidence sur les conditions de pose de la gomembrane et surtout sur la dfinition et le cot d'une structure de protection ventuelle (stabilit). Le but de l'ANALYSE FONCTIONNELLE prsente ci-aprs est d'inventorier les contraintes diverses que doit subir le DEG et de dfinir les caractristiques optimales correspondantes.

Les types d'ouvrages, de mode d'exploitation et d'tanchit sont trop nombreux pour que l'analyse de chacun des critres prendre en compte puisse tre faite pour chacun d'eux. Par simplification, on prsente dans ce document des spcifications et recommandations relatives un " PROJET DE BASE " correspondant des cas courants. II appartiendra au matre d'oeuvre d'adapter ces donnes son projet, par exemple : exigence plus ou moins grande sur la nature des gomembranes (paisseur, famille chimique) ou des structures support ou de protection ; tudes particulires concernant le drainage sous la gomembrane ou la dfinition des dispositifs de retenue des couches de protection granulaire en talus ; exigences plus ou moins fortes en ce qui concerne les conditions de rtention provisoire (pigeage) de polluant dvers accidentellement (nature du polluant, dure de rtention).

Les " Recommandations gnrales pour la ralisation d'tanchit par gomembranes " du C .F.G . * [2] traitent des problmes gnraux la fois de conception et de mise en oeuvre des dispositifs d'tanchit par gomembranes ; il est conseill de relire entirement ces fascicules avant d'aborder le prsent document qui prcise essentiellement les points spcifiques qui, par exprience, peuvent poser des problmes lors des travaux d'tanchit d'ouvrages hydrauliques et particulirement ceux pour les eaux de ruissellement routier.

4.1 . ANALYSE FONCTIONNELLE DU D.E .G.Critres et contraintes du projet d'ouvrage influenant le projet d'tanchit par gomembranes : n Type d'ouvrage - fonctionnalit gnrale et fonctionnalit en cas de dversement accidentel.n Elements relatifs l'ouvrage et son implantation

Localisation et gomtrie Hydrogologie et gotechnique n Mode d'exploitation / entretien n Intregration dans l'environnement(') C .FG . : Comit Franais desGosynthtiques ex CFGG : Comit Franais des Gotextiles et Gomembranes)

n conomie du projet - Conditions gnrales de ralisation n Durabilit / garanties

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Note : les prconisations dtailles correspondant cette analyse fonctionnelle sont mentionnes dans les paragraphes 4 .2 . 4 .6. CARACTRISTIQUES NCESSAIRES DU DEG ou de l'OUVRAGE

NATURE DES CONTRAINTES 1 . CONTRAINTES LIES LA FONCTION ESSENTIELLE D'TANCHIT 1 .1 . Pour tous les cas

OBSERVATIONS

ETRE ETANCHE A L'EAU (membranes et assemblages) ( 2 .4 .) pendant la dure et dans les conditions de garantie ( 4 .6 .) CONTENIR LE POLLUANT, , principalement les hydrocarbures, JUSQU'A L'OPERATION DE VIDANGE (quelques jours) ( 2 .4)

tous les produits conformes la norme terminologie relative aux *membranes conviennent( 3 .2 . ; 3 .4 . ; 4 .4 .3 .)

Rsistance aux hydrocarbures court terme de la gomembrane et de ses assemblages ; cette proprit sera nomme "capacit de rtention provisoire" ( 4 .4 .3 .1 .d) .. . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . ... . ... . ... . ... . ... . ... . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . ... . ... . ... . ... . ... . .. .. .. .. ... . ... . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . ... . ... . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . ... . .. .. .. .. Ceci concerne la durabilit de la gomembrane Avoir une bonne rsistance aux HYDROCARBURES, 1 .3. Pour la pollution chronique HUILES et GRAISSES dilus ( 4 .4 .3 .d) et non sa fonctionnalit immdiate ( 4 .4 .3 .d). 1 .2. Pour la pollution accidentelle 1 .4. Pour la pollution saisonnire (produits de dverglaage) tre insensible principalement des solutions salines dilues (quelques grammes par litre) et plus rarement des solutions diluees de produits organiques. 2 .1 . PROTECTION MECANIQUE DE LA MEMBRANE EN FOND DE BASSIN, pour permettre l'accs des engins de curage ou le nettoyage manuel sans endommagement de la gomembrane ( 4 .3.2.). 2 . CONTRAINTES LIES A L'ENTRETIEN, L'EXPLOITATION ET LA SCURITE DES OUVRAGES A priori pas de problme pour les gomembranes. Ncessite une rsistance de la *membrane au poinonnement statique et dynamique du fait de la mise en oeuvre et de la prsence de la structure de protection.

3. CONTRAINTES LIEES AU MODE DE FONCTIONNEMENT DE L'OUVRAGE

Rsistance la dchirure des *membranes 2 .2 . ACCESSIBILITE FACILE A UN ENGIN EN TOUT pendant les oprations d'entretien. POINT DE L'OUVRAGE SANS ENDOMMAGER LA GEOMEMBRANE : ( 4.3.2 .) - rampe d'accs au fond, passage en crte de talus, protections autour des ouvrages de vidange. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . .. .. .. .. .. .. ... . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . ... . ... . ... . ... . ... . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . ... . ... . .. .. .. .. .. . . 2 .3. DISPOSITIFS PERMANENTS permettant aux personnes et aux animaux tombs dans le bassin de pouvoir en sortir. Ncessite une couche de protection de la 3.1 . BASSINS " SECS " ; avec vgtalisation du fond gomembrane ( 2.1 . et 2 .2 . ci-dessus). ( 4.2.1 .) : . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . ... . ... . ... . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . ... . ... . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . ... . ... . ... . ... . ... . .. .. .. . Dispositions constructives : protection de 3 .2 . BASSINS " HUMIDES " avec lame d'eau : ( 4.2.1 .) la gomembrane, en particulier en bas de talus ; en fond de bassin, structure de protection adapte. COUCHE DE TERRE VEGETALE SUR LES TALUS En plus de l'intgration dans l'environnement, cette couche permet egalement la protection contre le vieillissement climatique de la gomembrane et la suppression des problmes de vandalisme sur celle-ci (Cf. 4 .4 .4 .1 .) . la gomembrane ne doit pas tre endommage du fait de cette structure de protection lors de sa ralisation et long terme (poinonnement, dchirement) (Cf . 4 .4 .2 et 3) ; un bon fonctionnement ncessite une stabilit garantie de la couche de protection sur la gomembrane. Cette stabilit (absence de glissement) ncessaire la prennit de la gomembrane (absence de tension excessive) est assure par un gotextile ou un *composite de drainage ancr en tte de talus et plac sur la gomembrane, de caractristiques adaptes : (Cf. 4 .4 .3 .3 .). stabilit intrinsque de la couche de la terre vgtale ( 4 .4 .3 .3 .) 1 Cf. 4.3. Prise en compte de DONNEES DIVERSES qui peuvent tre imposes par le contexte : 1 donnes climatiques 2 Cf. 4.3. (altitude) ; 2 formes, dimensions, pentes de talus; 3 position par rapport nappe phratique et donnes 3 Cf. 4.3 .1. gotechniques. n INCIDENCE SUR LES PRIX DE DIVERS ELE- Ces paramtres ou dispositions constructives peuvent influer sur le bon fonctionnement immMENTS DU PROJET diat de l'ouvrage (par exemple, diminution du incidence mineure : nature et paisseur de la gonflement des gomembranes s'il y a un drainagomembrane ge des gaz), sur sa facilit d'exploitation ou sur la incidence majeure : durabilit de l'tanchit, mais elles ont un cot ; - ralisation et nature d'une structure de protecun aperu des prix est donn au chapitre 4 .6. Une tion ( 4.4.4 .) structure de protection peut coter plus cher que - amnagement et drainage du support (eau et la structure d'tanchite elle-mme. gaz) ( 4 .3 .1 .) n AUTRES ELEMENTS A PRENDRE EN COMPTE dlai, saison, accessibilit du site, prsence simultane de divers corps de mtiers.

4. CONTRAINTES LIEES A L'INTEGRATION DANS L'ENVIRONNEMENT

5 . CONTRAINTES LIEES A L'IMPLANTATION DE L'OUVRAGE

6 . CONTRAINTES ECONOMIQUES ET LIEES A LA REALISATION

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4.2.

EXEMPLES COURANTS D'APPLICATION DE DEG

Dans ce chapitre sont prsents, de manire non exhaustive, des schmas de principe pour certains cas courants. n Cas des bassins avec gomembrane sur l'ensemble de l'ouvrage ( 4 .2 .1 .) Ouvrage sans caniveau central en bton ( 4 .2 .1 .1 .) avec ou sans protection sur l'ensemble de l'ouvrage ; protection ventuelle localise en fond d'ouvrage ; fonctionnement sec ou avec une lame d'eau. Ouvrage avec caniveau central en bton ( 4 .2 .1 .2 .) protection de fond en bton dans laquelle est intgre le caniveau ; protection ventuelle en talus caniveau central fonctionnant sec ou avec une lame d'eau. I Cas des bassins avec gomembrane localise sur une partie de l'ouvrage ( 4 .2 .2 .) Gomembrane raccorde un caniveau central en bton ( 4 .2 .2 .1 .) caniveau fonctionnant sec ou avec lame d'eau ; le caniveau est une composante de l ' tanchit de l ' ouvrage protection ventuelle en talus et en fond. Gomembrane localise en talus et raccorde une couche de matriau tanche en fond de bassin ( 4 .2 .2 .2 .) ouvrages fonctionnant sec ou avec lame d'eau ; cunette centrale pour faible ruissellement ; la couche de fond tanche en bton bitumineux ou matriaux argileux est une composante de l'tanchit de l'ouvrage. n Cas des fosss ( 4 .2 .3 .)

Gomembrane non protge en talus - protection de fond par couche Gomembrane non protge en talus - protection granulaire en fond granulaire . faible lame d'eau semi-permanente.

Gomembrane sur l'ensemble de l'ouvrage - protection de fond en Gomembrane sur l'ensemble de l'ouvrage - protection du fond en bton avec rigole centrale et rampe d'accs ( droite) . bton.

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Avertissement : Les schmas ci-aprs sont des schmas de principe o les chelles ne sont pas prises en compte et o ne sont pas reprsents les dtails d'excution.

4.2.1. Cas des bassins - gomembrane sur l'ensemble de l'ouvrage4.2.1.1. Bassin classique (fonctionnement sec ou avec une lame d'eau)

4m .1

Rampe d'accs au_fond Protection en bton de ciment ou bitumineux

\ \ Talon de protection . de la base de la gomembrane en talus et/ou gocomposite de drainage 'Gotextile

Protection en bton deciment ou bitumineux

Gomembrane

D .E .G. (sans protection)~ 1t1;1;I,1:1:1;1;1:11:1;1:1.1.1.1;1'1;11:11:1 I;I;Ilal:tlaala

4.2.1.2. Bassin avec caniveau central (fonctionnant sec ou avec lame d'eau)

1,5&2m

H Protection bton

/ / Canal central avec ' lame deauGomembrane I

\ \ %\ \

Protection en terre vgtale1> 0,30 m

(D.E .G .)

Gomembrane (D.E .G .)NB : Dans ce cas, le caniveau est intgr dans la structure de protection en bton ds la ralisation de celle-ci.

Bassin linaire - gomembrane raccorde un canal central en bton - rampe d'accs au fond

En haut, bassin de temps sec (ou faible pluie) : en bas, grand bassin rgulateur ; protection de la gomembrane en fond, par bton

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4.2.2. Cas des bassins - gomembrane sur une partiede l'ouvrage ; mode d'tanchement mixte4.2.2.1 . Gomembrane raccorde un caniveau central en btonFonctionnant sec ou avec lame d'eau - avec ou sans sructure de protection de la gomembrane

Dans ce cas, le caniveau est un des elements concourant a tetanchelte de /ouvrage : des precautions sont donc a prendre quant a son etancheit et a sa durabilrte. en particulier pour la prevention de la fissuration dvnensionnement. composition du belon leventuellement rsistance au gel - sel" et adjuvantsi. taux d'armature_ mode de traitement tanche des joints de fractionnement. Ces dif erentes dsoosmons ne font pas 1 objet du present document. r2 S il n'y a pas d'engazonnement des couches de protection en taws, prevcir st necessaire un dispositif antterosion de la couche granulaire pour evrter 'e colmatage Cu caniveau central. (3) Prvoir une protection mcanique du dlsposrtir c ar rt d etanchete.

I

1,562m

Dispositif d'arrt de la gomembrane sur le bto Gomembrane; (D.E .G .)

Protection terre vgtale (2) ou couche granulaire

Bton maigre Bton de ciment (1) Lame d'eau permanente Chemin pour pitons (exploitation) sec

protection en bton

Systme de raccordement : Cf. Guide Complmentaire - partie A - Chap. 4 - fig. 1

Barbac

4.2 .2.2. Gomembrane en talus et couche de matriau impermable en fond

Caniveau en bton Raccordement tudier (4) Couche tanche

(1) Dans ce cas . la couche en fond d'ouvrage est une composante essentielle de l'tanchit de l'ouvrage et doit tre dfinie et ralise en consquence (composition, paisseur, compacit . mode de mise en place . raccordements divers) ('). Diffrents types de matriaux tanches peuvent tre envisags : argile, bton bitumineux, bton hydraulique. (2) Le type de raccordement tanche est tudier en fonction de la nature de la gomembrane et de celle de la couche tanche de fond : par exemple, ce raccordement est facile lorsque les deux matriaux en prsence sont bitumineux ('). (3) Dispositif qui permet de collecter les faibles ruissellements e une cunette (faible profondeur par rapport sa largeur) peut tre ralise lors de la mise en place de la couche tanche. (4) Dans le cas d'un caniveau en bton, il y a lieu de porter attention l'tanchit du raccordement entre caniveau et couche tanche. Ces diffrentes dispositions ne sont pas traites dans le prsent document.

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Guide Technique Etanchit par *membranes des ouvrages pour les eaux de ruissellement routier

4.2.3.

Cas des fosssAccotement

(1) Natures diverses possibles en fonction de la nature de la gomembrane : Grave traite ou non, bton bitumineux, bton de ciment. (2) Raccordement tudier en fonction de la nature de la gomembrane et de celle des matriaux de chausse.

Foss crteur protection granulaire de la gomembrane en fond

Etanchit de fosss (le matriau de remplissage sera recreus en 2 e phase)

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4.3. ELABORATION DU PROJET4.3.1. Etude hydrogologique et gotechniqueNote : Les aspects hydrogologiques et gotechniques ne sont pas traits de faon dtaille dans ce GUIDE et on se reportera aux rgles de l'art

ELEMENTS PRENDRE EN COMPTE

INCIDENCE SUR LE DEG

ACTION ENTREPRENDRE ou CARACTERISTIQUES SPECIFIER * Compacit optimale en talus obtenue par la mthode de construction dite " talus excdentaire " si le bassin est construit en digue. Traitement du sol en place ou apport de grave traite aux liants hydrauliques ou grave naturelle (4). Pente du talus compatible avec les matriaux constituant le support (6).

n Support Stabilit en talus Difficult de ralisation de l'tanchit. Portance du fond de Rupture de la gomembrane ou des joints forme (5) Mise en tension permanente de la membrane acclrant le vieillissement (surtout si cumul avec poinonnement). Difficult d'exploitation (plissement membrane) Pentes de fond (7) Dstabilisation de la structure de protection n Prsence d'une nappe Soulvement localis (gonflement) du DEG phratique proximit (1) lors des remontes de nappe Difficult de ralisation. n Matires fermentescibles Soulvement localis (gonflement) du DEG dans le sol . Dstabilisation du support lors du pourrissement. n Arrives d'eau latrales Dstabilisation du support .

Drainage des gaz (et de l'eau) (3). Poids de la structure de protection (3).

Drainage des gaz et/ou limination pralable des matriaux organiques.

Drainage de l'eau (provisoire pendant les travaux ou dfinitifs) (2).

n lments forme agressive Poinonnement statique et dynamique Couche granulaire fine. de la gomembrane Enlvement des lments agressifs Gotextile antipoinonnement.* Ces actions sont prcises au 4.4.2 et 6.1. (1)D'une manire gnrale, il est fortement dconseille de concevoir un bassin tanche recoupant nettement une nappe aquifre, avec un simple dispositif d'tanchit par gomembrane (DEG). Dans un tel cas, il est prfrable de s'orienter vers la conception d'un ouvrage de gnie civil avec cuvelage en bton ou en parois priphriques tanches : ces cas ne sont pas traits dans ce guide. (2) titre de prvention, il conviendra de raliser au moins une ceinture drainante en fond de bassin (drain de pied), mme en terrain sec, condition qu'un exutoire en A point bas existe. (3) e drainage des gaz, qui permettra de rpartir les sous-pressions, ainsi que le poids de la structure de protection sont des lments susceptibles de rduire les L soulvements (gonflement) mais ceci est prciser par une tude ; si possible, bien sparer les drainages de l'eau et des gaz ou prvoir des pentes suffisantes (pour que le drainage des gaz fonctionne, il ne faut pas qu'il soit noy) : pour le drainage des gaz, prvoir des remontes en talus et des vents. Diverses solutions sont possibles : nappe drainante gnralise ou par bande, couche granulaire en tranche, combinaison des deux systmes. (4) ans ce cas, les gosynthtiques mis en ouvre sur cette couche doivent tre compatibles avec le pH de cette couche. D (5)Tassement diffrentiel, par exemple une limite dblai/remblai. (6)Une pente de 2H/1 V est un maximum conseill la fois pour la ralisation et la stabilit du support, la facilit de mise en place du DEG et la stabilit des structures de protection. (7)Prvoir un pentage du fond de forme et de la structure support d'environ 2 3 % en longitudinal et 3 5 % en transversal (fonction de la largeur de l'ouvrage).

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4.3.2. Prise en compte du mode de fonctionnement de l'ouvrage et de l'exploitation4.3.2.1. Prise en compte du mode de fonctionnement de l'ouvrage - Bassins fonctionnant " sec " : une vgtalisation du fond permet de ralentir la progressiondu flux polluant pour les faibles ruissellements et ainsi de disposer d'un temps plus grand pour l'obstruction de l'orifice de sortie en cas de pollution accidentelle. Cette vgtalisation ncessite une structure de protection de la gomembrane - Bassins " humides " : ces ouvrages fonctionnent avec lame d'eau ; elle favorise la dcantation, diminue le relargage et constitue une capacit tampon pour le transfert des flux polluants. Ceci suppose : - Une protection de la gomembrane en bas de talus (lors du faucardage). - Une structure de protection ; elle doit tre circulable pendant les oprations de curage (Cf . 4 .3 .2 .2 .). 4.3.2.2. Prise en compte de l'exploitation Les oprations d'entretien/exploitation sont dcrites au chapitre 8 . Leur efficacit conditionne la fonctionnalit mme de l'ouvrage : celle-ci peut en effet tre affecte si, par exemple, le curage des dcantats n'est pas effectu, car alors, le volume utile de l'ouvrage est rduit et les risques de relargage augmentent. L'efficacit des oprations d'entretien pour un cot donn est en relation troite avec les moyens matriels pouvant tre mis en oeuvre ; en l'absence de zones circulables l'entretien peut nanmoins tre assur mais avec d'importants surcots : en effet, un curage par un engin accdant en fond de bassin est beaucoup plus conomique qu'une opration de pompage par un engin positionn en crte de talus. La mise en place de moyens matriels d'entretien donns est videmment directement fonction de I'ACCESSIBILITE, paramtre qui doit donc tre pris en compte au niveau de la conception du projet. Cette ACCESSIBILIT, qui doit tre systmatique, concerne : les abords priphriques en crte d'ouvrage (Cf . 4 .3 .3 .1 .5 .) ; les abords des ouvrages d'exploitation (vannes) o l'on ne doit pas marcher directement sur la gomembrane et donc celle-ci doit tre protge ; le fond du bassin, qui doit tre accessible par une rampe d'accs ; une structure de protection en fond de bassin. Accessibilit en fond de bassin C'est un critre indispensable l'exploitation et sa prise en compte au moment de la conception de l'ouvrage ne modifie pas de manire significative les cots de construction. Cette accessibilit au fond par un engin de curage est obligatoire pour les ouvrages de grande surface ncessitant des curages rguliers. Cette accessibilit ncessite de prvoir une STRUCTURE DE PROTECTION de la gomembrane (voir nature de cette structure 4 .4 .4.) tant sur la rampe d'accs que sur le fond de l'ouvrage ; cette structure de protection doit par dfinition protger la structure d'tanchit et tre " praticable " (circulable) en fond de bassin ; la circulation doit tre possible mme si la structure de protection est sature d'eau (sinon prvoir un dispositif de vidange du bassin permettant le drainage de cette couche de protection). En fond de bassin, il est recommand de faire remonter cette structure de protection sur le bas du talus sur 40 cm au moins pour protger mcaniquement, localement, la gomembrane de l'action de l'engin de curage (ou de faucardage) ; cette remonte peut tre en bton de ciment ou bton bitumineux, en fonction du type d'tanchit. Ouvrages o la gomembrane est raccorde un canal central en bton Il convient de concevoir les arrts de la gomembrane de manire telle qu'ils ne soient pas arrachs par le passage de l'engin de curage .

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Les techniques d'entretien doivent donc tre pressenties ds la conception du projet puisqu'elles influent notablement sur celui-ci ; si ce n'est pas le cas ou en cas de doute, il convient par prcaution de prvoir a priori les dispositions mentionnes prcdemment (rampe d'accs et praticabilit du fond) ; cela cotera beaucoup moins cher que de les prendre en compte par la suite.

4.3.3.

Prise en compte de caractristiques particulires

4 .3.3.1 . Gomtrie et topographie n Forme gnrale Les bassins ont quelquefois des formes complexes du fait de leur intgration dans des infrastructures routires (changeur) . Cependant, pour faciliter la mise en place de l'tanchit, la recherche d'une forme rectangulaire est trs souhaitable ; cela diminue les dcoupes de gomembrane et rduit la ralisation d'assemblages avec points triples, toujours dlicate . Ceci n'est pas forcment en accord avec les formes courbes recherches dans le souci de l'intgration paysagre ou pour augmenter le trajet hydraulique. n Pente de fond Une pente en fond de bassin longitudinale (2 %) et transversale (3 5 % en fonction de la largeur) est ncessaire pour les ouvrages fonctionnant sec pour vacuer l'ensemble des eaux en fin d'pisode pluvieux et permettre un nettoyage ; pour les ouvrages avec lame d'eau, ceci permet un asschement plus rapide dans le cas d'une protection granulaire facilitant ainsi la circulation lors des oprations d'entretien . La pente longitudinale ne doit pas tre trop importante pour ne pas favoriser une rosion superficielle des couches de protection lors des vidanges de bassin. n Pente de talus Il est difficile de travailler et de raliser des assemblages fiables de membranes, avec des moyens classiques, surtout par temps humide, si la pente est suprieure 1V/2H. La valeur de la pente du talus induit galement de nombreuses prcautions, notamment au niveau du dimensionnement d'une structure de protection en terre (Cf. 4 .4 .4 .). n Altimtrie : niveau du fond de bassin par rapport une nappe phratique Par dfinition, les ouvrages sont situs au point bas de l'infrastructure routire et leur fond peut tre proche d'une nappe phratique, ce qui peut gnrer de srieux dsordres dans la structure d'tanchit (gonflement lors de la remonte de nappe) (voir 4 .3 .1 - tude gotechnique). II convient d'tudier soigneusement le drainage gaz (et eau) pour diminuer et/ou rpartir la pousse correspondante (Cf. 4 .4 .1 .) ; dans les cas les plus srieux, il faut envisager un lestage de l'ouvrage (au-dessus de la gomembrane) avec ventuellement des chemines de dcharge voire mme l'ancrage d'un radier en bton dans le sol ; dans ce dernier cas, une tanchit en film de rsine sur radier est en concurrence avec la solution gomembrane . ...Trs satisfaisant

Amnagements en crte de talus :Largeur insuffisante (l'engin a dchir la gomembrane)

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n Largeur en crte Indpendamment de la largeur minimale ncessaire la tranche d'ancrage de la gomembrane (Cf. Document Complmentaire - Partie B), une largeur d'environ 3 4 mtres est ncessaire pour permettre : d'excuter convenablement la tranche d'ancrage, la circulation des engins d'entretien (accs aux vannes, pompage, curage), en particulier dans les virages, sans endommager la gomembrane au niveau de son ancrage. n Rampe d'accs au fond lment indispensable pour l'accs au fond des engins d'entretien et de curage ; sur cette rampe, la gomembrane est obligatoirement protge. La structure de protection de la gomembrane doit tre stable ; elle est gnralement ralise en bton de ciment ou en bton bitumineux (dans ce cas, prvoir une protection adapte de la gomembrane ( 4 .4 .3 .2 .). n Gomtrie locale Tous les angles de raccordement de la forme du bassin (support du DEG) seront arrondis avec un rayon de l'ordre de 30 50 cm : fond/talus, talus/crte, talus/talus, afin de faciliter l'vacuation des gaz ventuels, d'viter les rtentions d'eaux localises sous le DEG (accumulation d'eau d'infiltrations externes) et faciliter le contact en tout point entre la gomembrane et le support. 4.3 .3.2. Dispositions particulires 4.3.3.2 .1 . Protection localise du DEG n A l'arrive des eaux Dans un bassin fonctionnant sec, il y a un risque important d'affouillement des structures de protection granulaires au droit des missaires ; un renforcement superficiel par petits enrochements ou par dalles de bton est ncessaire sur une dizaine de mtres carrs. Pour les autres ouvrages, la lame d'eau suffit gnralement dissiper l'nergie. n Autour des structures en bton de sortie des eaux (vidange) Une protection de la gomembrane est ncessaire pour la circulation des agents chargs de l'entretien, d'autant plus qu'au droit de ces ouvrages, le support n'est pas trs stable (Cf. ci-aprs) ; une protection en bton sur une largeur d'un deux mtres peut convenir. 4 .3.3.2.2. Raccordement de la structure d'tanchit aux ouvrages en bton d'entre et de sortie des eaux et aux caniveaux centraux en bton. n Compactage du support - Zone de transition. On note souvent des affaissements du support (souvent en matriau rapport) adjacent aux ouvrages (ou tuyaux) en bton, entranant rapidement ou terme une dchirure soit de la membrane au ras de son dispositif de fixation soit l'arrachement du dispositif lui-mme. Il convient de soigner particulirement le compactage du support sur ces zones ou, mieux, d'largir le massif de bton maigre de fondation qui constituera une zone de transition, recouverte de 20 cm environ du matriau du site ; ceci permet de diminuer ou de supprimer les affaissements, particulirement en talus o le compactage est plus difficile (schma en Document Complmentaire - Partie A-4 - fig 5). n Gomtrie des ouvrages en bton - Arrts d'tanchit sur ces ouvrages. La conformation des ouvrages doit permettre de raliser des dispositifs d'arrt de la gomembrane faciles et fiables ; ceux-ci ncessitent des surfaces de largeur minimale variable suivant le type de gomembrane et le mode de fixation mais toujours suprieure 20 cm, de formes simples et en vitant que la gomembrane soit en contact direct avec des angles droits rentrants ou saillants . Il convient que le dispositif de raccordement (profil ou autre) soit dans le mme plan que celui de la gomembrane (pas d'angle saillant entre les deux) .

Tassement du support prs d'ouvrages en bton entranant des dchirures de la gomembrane au droit des fixations.

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Pour ces raccordements ainsi que ceux sur des tuyaux d'arrive d'effluents, des dtails sont donns dans le document [2] et repris partiellement en Document Complmentaire A .4. A noter que, pour une tanchit relle et globale de l'ouvrage, certaines parties d'ouvrages en bton fissures ou fissurables (joints entre tuyaux, raccord entre tuyau et mur bton) doivent faire galement l'objet d'un traitement d'tanchit (film de rsine, produit pour joint, . . .).4.3 .3.2.3 . Ancrage de la structure d'tanchit en crte de talus.

Ce raccordement doit empcher la gomembrane de glisser le long du talus et rduire son soulvement en cas de vent. Il se fait gnralement dans une tranche d'ancrage par un matriau pesant de remplissage (Cf . dimensionnement dans Document complmentaire partie B) ; il peut galement se faire sans tranche avec simple lestage par un matriau . Le document [2] donne des dtails de conception et de ralisation. Ce dispositif de tranche sert galement ancrer les *synthtiques de renforcement utiliss pour retenir les couches granulaires de protection et pour lesquelles les efforts prendre en compte sont importants (Cf . Document Complmentaire Partie B).4.3.3.2.4 .

Divers

Les *membranes utilises prsentent gnralement des surfaces lisses et les animaux (voire les humains) tombs en fond ne peuvent gravir les talus. II convient de prvoir une (des) chelles de remonte en cas d'absence de rampe d'accs au fond du bassin.

4.4.

CHOIX DES COMPOSANTS DU D .E.GDescriptif gnral du DEGCOMPOSANTS FONCTION Couche de forme et (ou) antipoinonnante. Antipoinonnant

n Structure support (Cf. 4.4.1 .)

Couche granulaire Gotextile Couche de sable Gotextile ou gocomposite de drainage et/ou couche granulaire de drainage.

Drainage eau et/ou gaz (si ncessaire).

n Structure d'tanchit (Cf . 4 .4 .2.)

Gomembrane

Etanchit

n Structure de protection ( 4.4 .3 .)

Gotextile et/ou gocomposite de drainage

Antipoinonnant - Drainage (en talus) - Stabilit de la protection granulaire ou vgtale en talus . - Protection mcanique, circulation - Esthtique - Protection contre le vieillissement et vandalisme. - Stabilit couche granulaire ou terre vgtale (TV) Antirosion de couche granulaire (ou TV) de talus.

Protections diverses (couche granulaire, terre vgtale, bton, etc)

Divers : - Goconteneurs Gocomposites de surface

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4.4.1 . Conception de la structure supportPour la dfinition de la structure support, se reporter 3 .2 . et au document [2]. 4.4.1 .1 . Gnralits n Ses trois principales fonctions sont d'assurer : la STABILIT ncessaire la pose de la gomembrane et en service. la protection contre le POINONNEMENT de la gomembrane : - en cours de ralisation ; - en service. le DRAINAGE de gaz et/ou d'eau n L'tude hydrogologique (drainage eau / gaz) ainsi que l'tude de mcanique des sols pour la stabilit des ouvrages ne font pas partie du champ du prsent GUIDE. n tude gotechnique Ce document ne traite pas de l'tude gotechnique elle-mme, pour laquelle on se rfrera aux rgles de l'art correspondantes et, en particulier, au Guide technique sur les terrassements routiers (SETRA - LCPC) [7] "Ralisation des remblais et couches de forme" - septembre 1992. Les objectifs atteindre, qui sont relier aux trois fonctions prcites, et les matriaux ou procds permettant de les atteindre ont t dj voqus au paragraphe 4 .3. La stabilit de la structure support, est ncessaire la pose de la gomembrane : pour la circulation des engins de manutention des rouleaux et nappes de *synthtiques (poids pouvant dpasser 1 tonne) et des vhicules utilitaires lgers de l'tancheur, en talus, pour permettre la manutention des rouleaux et nappes et la stabilit l'rosion, en talus, pour permettre la ralisation de la structure de protection ; en service : en talus et fond de bassin pour rduire les risques de tassement diffrentiel et viter des mises en tension locales de la gomembrane (dchirure, poinonnement) ou des joints (dcollement par pelage, dchirure par cisaillement) ou des raccordements sur les ouvrages en bton (dchirures, arrachement). Pour obtenir cette stabilit, l'tude gotechnique dterminera les paramtres permettant d'avoir : un niveau de compactage soign, un niveau de portance suffisant. Ces niveaux prciss dans le paragraphe 6 .1 .2 . "Prparation des supports" ne sont donns qu' titre d'orientation pour le *technicien. n Le choix des composants dpendra de nombreux facteurs : facilit d'approvisionnement de tel ou tel matriau granulaire ; difficult de mise en place sur certaines parties d'ouvrage : sable en talus par exemple ; importance respective donne la fonction antipoinonnement ou la fonction drainage en fonction de l'agressivit du support et du site ; par exemple un gotextile conviendra bien pour la premire ; couplage de divers composants : par exemple pour obturer les vides d'un support trs ouvert (grave alluvionnaires 0/80) on peut utiliser une couche de fermeture / rglage (5 cm d'paisseur moyenne) en matriaux concasss 0/20 surmonte par un gotextile. n Les composants utilisables ci-dessous peuvent remplir l'une ou l'ensemble des fonctions prcdentes : couche granulaire : sable, gravier, grave naturelle concasse ou non 0/20 0/50 ; gotextile ; *composite de drainage .

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La structure support peut tre constitue du fond de forme lui-mme aprs nivellement et compactage adapt, mais ce cas doit rester exceptionnel car : - des asprits, subaffleurantes et non visibles l'origine, peuvent se rvler agressives lors des passages d'engins au cours de l'installation de la gomembrane ou des couches de protection, ou plus long terme (tassement diffrentiel, rarrangement du sol) . Mme dans le cas de support en sable, il faut tre certain de l'homognit de celui-ci et l'absence de corps trangers si l'on souhaite de ne pas utiliser de gotextiles ; le gotextile constitue une couche anticontaminante qui, dans le cas d'un support en sols fins (limons), facilite grandement la ralisation des assemblages en maintenant un tat de surface des gomembranes propre . Toutefois, du strict point de vue de I"' tanchit ", il est plus logique de mettre directement la gomembrane sur un support fin si celui-ci est peu permable (rduction du dbit de fuite ventuelle), sauf rechercher un rle drainant du gotextile (collecte des fuites).4 .4 .1 .2.

Structure support - Choix

d'un

gotextile

n Pour la fonction drainage se reporter aux fascicules C .F.G . [2] et aux normes correspondantes (NFG 38061) - Annexe 1. n Pour la fonction antipoinonnement, le dimensionnement du gotextile dpend de l'agressivit du sol support, du type de gomembrane utilis (nature, paisseur, souplesse, etc .) et des charges permanentes que va supporter le dispositif. n Rsistance en traction : pour la fonction du gotextile dans la structure support, cette caractristique n'est pas essentielle ; un minimum est cependant ncessaire, en particulier pour rsister en talus au pitinement des ouvriers lors de la mise en place et de l'assemblage des gomembranes. n Nature des produits - dimensionnement : En fonction de la nature du support, on dfinit trois classes de rsistance au poinonnement pour les gotextiles. La description des supports correspondant chaque classe de rsistance et les spcifications techniques correspondantes pour les produits sont mentionnes au 5 .1 .2 . et en Annexe 3-2.

Gonflement de gomembrane en fond de bassin d un mauvais drainage de gaz.

Drainage de gaz sous la gomembrane par bandes de gocomposite.

Remarque : Pour prendre en compte au mieux la macrorugosit des supports et toutes les formes complexes d'agression par poinonnement (cisaillement / dchirement sur pointe de granulat par exemple), on utilise gnralement des gotextiles non tisss aiguillets assez pais (Masse surfacique de 300 600 g/m et paisseur sous 50 kPa suprieure 3 mm) et dformables (dformation l'effort maximum en traction de l'ordre de 50 % . Sur ce type d'ouvrage pour eaux de ruissellement routier, qui sont gnralement de dimensions modestes, et s'il n'y a pas de considration de fonction drainage prendre en compte, pour simplifier le projet on utilise gnralement un seul type de gotextile qui sert en fond de bassin, la fois pour la structure support et la structure de protection (donc sous et sur la gomembrane), et en talus pour la structure support (sous la gomembrane) ; par contre, en talus la structure de protection (sur la gomembrane) ncessite un gotextile et/ou un gocomposite de drainage dimensionns spcifiquement (Cf . 4 .4 .3 .3 .).

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4.4.2. Choix d'une gomembrane pour la structure d'tanchitLes diffrents matriaux utilisables sont prsents au chapitre 3 .4 . et dans le Document Complmentaire - Partie A-1.

4.4.2.1. Cas gnral - Utilisation d'une gomembrane seulen Nature On peut noter la trs grande diversit de nature chimique et physique des produits disponibles, laquelle correspond une grande diversit de comportement (Cf . Document Complmentaire - Partie A-1) . A priori, tous les types de gomembranes dcrits en 3 .4 . ont t utiliss et sont utilisables pour des tanchits de bassins d'eaux de ruissellement routiers ; l'utilisation d'EPDM suscite cependant des rserves (Cf . 4 .4.3 .1 .d) Les diffrentes familles de gomembranes prsentent des particularits d'emploi ou des proprits spcifiques, qui peuvent devenir des critres de choix (ou d'exclusion) en fonction du contexte, par exemple : I'EPDM prsente une grande dformabilit la pose et en service, mme basse temprature ; les PVC-P et les gomembranes bitumineuses sont faciles souder; si une forte rsistance aux hydrocarbures concentrs et chimiquement agressifs est recherche, il convient d'utiliser prfrentiellement du PEHD et, un niveau moindre, du PVC spcial ou du PP ; certains matriaux non dcrits en 3 .4 . parce que moins utiliss, souvent pour des raisons conomiques (PVC arm, par exemple) peuvent s'avrer intressants. n Epaisseur Un autre critre de choix est celui de I'EPAISSEUR . Dans chaque famille de produit, plusieurs paisseurs sont gnralement proposes par le fabricant : 1 3 mm pour les thermoplastiques tels PVC, PERD, PP ; 1 1,5 mm pour les lastomres (EPDM) ; 3 5 mm pour les bitumineux. Pour une famille donne, les caractristiques physicochimiques et mcaniques principales, la durabilit et les prix varient beaucoup avec l'paisseur ; celle-ci est donc un paramtre essentiel prciser. Nous n'avons actuellement aucun moyen technique oprationnel permettant de comparer objectivement et globalement les performances d'une gomembrane de tel type et de telle paisseur avec une autre gomembrane d'un autre type, de la mme ou d'une autre paisseur ; quand bien mme saurions-nous le faire sur le plan des caractristiques mcaniques, nous ne saurions pas faire ces comparaisons sur le plan de la durabilit, ce qui est pourtant tout aussi important ; en effet, on peut toujours effectuer de manire comparative les essais usuels disponibles (traction, poinonnement, . . .) mais il est trs difficile d'utiliser l'ensemble des rsultats dans l'optique d'un classement performanciel global pour un usage donn (Cf . ci-aprs). De ce fait, nous prconisons de spcifier au niveau des appels d'offres, pour les cas courants, une EPAISSEUR sensiblement IDENTIQUE pour chacun des grands types de matriaux. - 1,2 1,5 mm pour les gomembranes de synthse (1,2 mm pour PVC-P et PP ; 1,5 mm pour le PEHD); - 4 mm et 3,5 mm pour les gomembranes bitumineuses (oxyd ou polymre). A noter que les paisseurs prconises ci-dessus sont sensiblement quivalentes ce qui se pratique actuellement pour les cas d'utilisation courants, ce qui correspond aux objectifs de dures de vie et de garantie prcdemment tablis ; les paisseurs prconises sont un

Dgradation de gomembrane lie un retrait dimensionnel anormal (vieillissement prmatur d un mauvais choix de produit) .

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peu suprieures au minimum (1 mm) exig par la norme NF P 84-500 - l'paisseur un peu suprieure pour le PEHD est justifie par une difficult de raliser de bonnes soudures de manire rgulire avec des paisseurs plus faibles . A noter que pour tout type de gomembrane, des paisseurs plus fortes amliorent l'ensemble des fonctions et en particulier la durabilit. n Caractristiques spcifier par famille chimique Pour chaque famille chimique, les produits proposs dans le commerce peuvent tre d'ingale qualit. Il convient donc de SPECIFIER UNE OU DES VALEUR(S) SEUIL(S) POUR UN CERTAIN NOMBRE DE CARACTERISTIQUES (Cf . Annexe 3-1). A noter que ces valeurs sont destines slectionner un bon matriau dans une famille chimique donne, ce qui ne veut pas dire que l'on puisse se servir de ces valeurs pour comparer deux matriaux de familles chimiques diffrentes : par exemple, une bonne gomembrane PEHD doit avoir une dformation la rupture suprieure 600 %, ce qui ne veut pas dire pour autant qu'elle sera meilleure en service qu'une gomembrane PVC non arm ou une gomembrane bitumineuse pour lesquelles ces dformations seront respectivement de 250 % et 40 %. n Comportement vis--vis des hydrocarbures. Pollution chronique Si la gomembrane n'a pas de structure de protection, elle doit prsenter une bonne rsistance aux hydrocarbures (huiles et graisses) dilus se trouvant : - en surface de l'eau pour les bassins lame d'eau permanente et pouvant affecter la gomembrane en talus sur une zone restreinte (10 20 cm) ; en fond de bassin, au contact des dcantats (qui peuvent en contenir jusqu' 1 g/kg), s'il s'agit de gomembrane sans structure de protection. Ce problme concerne plus la DURABILITE (long terme) de la gomembrane que sa fonctionnalit immdiate . L'exprience montre qu' l'chelle des dures de vie escomptes, cela ne semble pas poser un problme majeur quel que soit le type de gomembrane alors que leurs rsistances respectives mesures avec des hydrocarbures purs (non dilus) sont trs diffrentes (Cf . Document Complmentaire A-1 .3 .) . Un retour d'exprience plus important et la mise au point d'un protocole permettant de mieux valuer la rsistance aux hydrocarbures dilus permettra ultrieurement de mieux apprhender ce problme. Pour des ouvrages trs spcifiques tels deshuileur, pouvant contenir un volume non ngligeable d'hydrocarbure concentr sur une surface restreinte, il est prudent d'utiliser une gomembrane forte rsistance chimique (PEHD par exemple). Pollution accidentelle

Une caractristique fonctionnelle importante de la gomembrane est de pouvoir retenir un volume de quelques dizaines de mtres cubes d'un produit chimique dvers accidentellement sur la chausse, pendant un certain temps (le temps de pouvoir rcuprer le produit). Les couples nature chimique du produit (donc agressivit vis--vis de la gomembrane)/dure de contact peuvent tre variables et si l'on considre le cas d'un produit trs agressif (solvant) contenir pendant une longue dure (plusieurs semaines), cas trs dfavorable mais trs rare, et donc heureusement peu reprsentatif, ceci aurait conduit un choix trs restreint de type gomembrane voir mme un seul (PEHD). Faute de rglementation actuelle dans ce domaine, nous avons retenu un cas statistiquement reprsentatif, d'essence super sans plomb (SSP) retenir pendant 3 jours, d'o la notion conventionnelle de " capacit de rtention provisoire d'hydrocarbures " . Ceci permet d'utiliser la plupart des gomembranes commercialises deux rserves prs (Cf . Document Complmentaire A-1 .3). - pour les gomembranes bitumineuses, prsence d'un film polymre (antiracine) et renforcement des joints par un pontage spcial rsistant aux hydrocarbures ( noter que des gomembranes plus rsistantes sont en cours de dveloppement), exclusivement des joints vulcaniss (assemblage chaud en sortie de fabrication) en usine pour I'EPDM (bches ou nappes prfabriques, ce qui limite leur usage des ouvrages de petite dimension, environ 1000 m 2). Comme prcis, il s'agit d'une approche conventionnelle et il appartient au matre d'oeuvre, en fonction d'un contexte donn (type d'ouvrage et son environnement), de renforcer ou diminuer le niveau de ces

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exigences - pour cela le fabricant doit prciser la rsistance aux hydrocarbures de la gomembrane et de ses joints 3 jours, 10 jours et 1 mois (Cf . 5 .1). n Couple gotextile/gomembrane Il est tentant et normal d'essayer de justifier une paisseur moindre d'une gomembrane en augmentant l'paisseur et/ou certaines caractristiques du(des) gotextile(s) sus et sousjacents ; certaines proprits comme la rsistance au poinonnement statique (poinon pyramidal) sont en effet quasi additives, mais actuellement une rflexion est engage sur la reprsentativit de cette seule caractristique pour qualifier le couple gotextile/gomembrane et il est probable que, pour certaines contraintes de service, c'est la capacit de dformation du matriau lors de l'essai qui est probablement tout aussi importante que la rsistance. Pour le moment il n'est donc pas recommand d'tablir a priori des comparaisons entre couples gotextile/gomembrane au moyen de l'essai de poinonnement statique ; tout au plus ceci peut tre fait l'intrieur d'une famille homogne de gomembrane. Il est recommand de s'en tenir aux spcifications des tableaux des annexes 3 .1 et 3.2 concernant respectivement les gomembranes et les gotextiles. Pour des chantiers importants (> 20 .000 m 2 ou spcifiques), il est suggr d'effectuer une planche d'essais permettant de juger du comportement rel de diffrents DEG avec les matriaux du site et le mode de mise en oeuvre (compactage des supports, couches granulaires de protection) et donc de choisir les gotextiles antipoinonnants les mieux adapts. 4.4 .2.2. Cas divers Dans des cas particuliers o un niveau de protection trs lev est recherch, plusieurs procds peuvent tre utiliss : double tanchit par gomembrane ; entre les deux gomembranes est dispos un goespaceur qui facilite le drainage des fuites ventuelles dans la gomembrane suprieure et permet leur mesure et leur recueil en un point bas de l'ouvrage ; double tanchit constitue par une gomembrane dispose sur un *synthtique bentonitique ; dans ce cas, on profite d'une synergie de comportement de ces deux matriaux ; en particulier une fuite localise dans la gomembrane suprieure devrait tre arrte par le gonflement local du *synthtique bentonitique infrieur. Associs des sous-couches d'argile paisses (barrire d'tanchit passive) ces deux dispositifs sont utiliss dans certains Centres de Stockage de Dchets (C .S .D .).

4.4.3. Choix d'une structure de protection de la gomembrane4 .4.3.1 . Gnralits Pour les gomembranes, on rencontre actuellement tous les cas possibles depuis l'absence totale de protection de la gomembrane jusqu' la protection gnralise. Le cas le plus courant est une protection en fond de bassin, qui facilite l'exploitation de l'ouvrage, et l'absence de protection en talus ; CETTE DERNIRE EST D'UN COT DE REVIENT ASSEZ ELEVE, (voir 4 .6 . Elments conomiques), ce qui retardera probablement son dveloppement, malgr SON INTERET CERTAIN : pour la protection des membranes contre le vieillissement climatique (rayonnement UV et choc thermique) et donc l'augmentation corrlative de la dure de vie, contre le vandalisme, pour l'intgration de l'ouvrage dans l'environnement, en particulier pour des ouvrages priurbains. n Pour les fonds de bassins fonctionnant faible lame d'eau et avec dveloppement contrl de vgtation (qui favorise le ralentissement d'un flux polluant traversant le bassin), la protection est souvent un matriau granulaire ; elle doit permettre une circulation de petits engins pour vacuer les dcantats et faucarder la vgtation. Pour les bassins fonctionnant sec, la protection est soit un matriau granulaire soit une protection en bton de ciment (gnralement avec incorporation de fibres de polymre ce qui permet de rduire la fissuration) ou en bton bitumineux, si la nature de la gomembrane le permet et si les engins de mise en oeuvre peuvent accder au fond. n Pour les talus, la protection est gnralement ralise en terre vgtale afin de permettre un

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engazonnement mais elle peut tre galement en couche granulaire ; pour assurer la STABILITE de l'ensemble du DEG en talus (Cf . 4 .4 .3 .3 .) des prcautions sontindispensables au niveau du dimensionnement, en particulier pour le gotextile (et/ou le gocomposite de drainage) dispos entre la couche de terre et la gomembrane ; ceci conduit gnralement adopter des pentes de talus plus faibles qu'en l'absence de protection et provoque donc une perte de capacit du bassin ( emprise au sol quivalente) . La stabilit peut tre grandement amliore l'intrieur de la couche au moyen de structures gosynthtiques de rtention des terres (alvoles, poches) et en surface par des dispositifs antirosion (pour diminuer l'entranement des fines d'une grave sableuse, par exemple). n Dans tous les cas, la gomembrane ne doit pas tre endomage du fait de la prsence de la structure de protection que ce soit lors Gomembrane en fond de bassin de la ralisation de celle-ci (poinonnement dynamique, dchirure) non protge. ou long terme (poinonnement statique) . L'utilisation d'un gotextile L'entretien est difficile. (et/ou *synthtique de drainage) d'interface entre gomembrane et couche granulaire (ou terre) est donc indispensable ; ses caractristiques en fonction du contexte sont prcises au 4 .4 .3 .3, en 5 .2 . et en annexe 3-2. 4.4.3.2. NATURE DES TYPES DE PROTECTIONDiffrents types de structures de protection (Cf. Tableau ci-dessous)

AVANTAGES / INCONVNIENTS

OBSERVATION

n Fond

couche granulaire (30 cm) sur gotextile (2) couche bton de ciment fibr (12 15 cm) sur gotextile. divers (1)

facilite l'entretien de l'ouvrage en protgeant la structure d'tanchit. rduit les risques de soulvement du DEG (gonflement)

Frquent

n Talus

terre vgtale (20 30 cm) renforce ou non par *conteneur, avec gotextile et/ou gocomposite de drainage entre terre et gomembrane (4). couche granulaire d/D divers (3)

protge contre le vieillissement climatique (et le vandalisme). permet l'intgration l'environnement protection du bas des talus lors de l'entretien . cot lev.

Peu frquent actuellement (mais en dveloppement pour ouvrages priurbains).

(1) Autres types de protection envisageables en fond : couche de bton bitumineux : - bien adapte la protection de gomembrane bitumineuse ; pour les autres, considrer le plissement ventuel de la gomembrane, qui peut tre gnant pour sa mise en ceuvre ; une protection thermique adapte est ncessaire (gotextile polyester, tissu de verre, kraft, couche granulaire . . .); couche en grave traite (grave-ciment par exemple) ; lments prfabriqus en bton alvolaire permettant l'engazonnement. (2) Dans le cas o l'on utilise une protection granulaire non traite, elle doit tre PRATICABLE (circulable) lors des oprations d'entretien aprs vidange de l'ouvrage ; en fonction de la nature du matriau, (avec vacuation de l'eau draine) peut s'avrer ncessaire mais tre contradictoire dans certains cas avec la stratgie de pigeage d'un polluant accidentel par temps sec ou faible pluie. En fonction de divers paramtres (nature et caractristiques du matriau et du type de circulation), on peut tre amen augmenter son paisseur.

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Une grille "avertisseur" peut tre dispose au sein de la couche granulaire pour prvenir, en cas d'intervention sur celle-ci, de la prsence de la gomembrane. (3) Autres types de protection envisageables en talus alvoles de bton engazonnables, pavs autobloquants sur gotextile, bton hydraulique coul en place. (4) En talus, du fait de la prsence de la gomembrane (anti-remonte d'humidit du support), l'engazonnement de faibles paisseurs de terre vgtale peut s'avrer difficile en climat sec. Conclusion : Le type de protection est trs li au mode de fonctionnement et d'exploitation de l'ouvrage et son contexte environnemental. 4.4.3.3. Stabilit des structures de protection granulaires (ou terre vgtale) en talus. Prsentation du problme - analyse fonctionnelle des dispositifs permettant d'amliorer la stabilit (Cf . Document Complmentaire - Partie B).Gomembrane protge en fond de bassin par structure bton et en talus par de la terre vgtale sur gocomposite.

C'est un problme important donnant lieu des dboires frquents (glissement de la structure de protection, dchirement de la gomembrane) si un certain nombre de paramtres ne sont pas pris en considration de manire adquate. n La stabilit de la couche granulaire (ou terre vgtale) dpend : - de la pente et de la longueur du talus, - de la cohsion du matriau de protection granulaire l'tat sec et satur, et de son paisseur, - du coefficient de frottement entre la couche de matriau de protection et la gomembrane et son gotextile de protection, - d'une pression hydraulique d'interstice (terre vgtale).

Gomembrane en talus non protge - protection en fond par structure en bton ; une lgre remonte de celle-ci en talus aurait facilit l'entretien

n Dispositifs de stabilisation de la couche de protection granulaire Ils sont de natures physique et fonctionnelle varies ; selon leur situation par rapport la couche de protection, on peut distinguer: - les gosynthtiques d'interface entre gomembrane et couche granulaire (ou vgtale) ; ces produits doivent reprendre partiellement ou totalement le poids de la couche de protection - il s'agit gnralement d'un gotextile et/ou d'un gocomposite de drainage (quelques millimtres quelques centimtres d'paisseur) ; - les gosynthtiques de confinement, l'intrieur de la couche granulaire (ou vgtale) dits go-conteneurpar exemple en nid d'abeille (paisseur dcimtrique) ; ils peuvent tre indpendants ou lis au *synthtique d'interface pour reprendre le poids de la couche de protection ; - les gocomposites (antirosion) en surface de la couche de protection qui permettent une aide contre l'rosion et/ou favorisent l'engazonnement : nattes, filets, "matelas" tridimensionnels (paisseur de quelques millimtres quelques centimtres). n Analyse fonctionnelle et dimensionnement des dispositifs permettant d'assurer la stabilit l'interface gomembrane / couche de protection granulaire. Dans le cadre de ce document, nous nous intresserons uniquement au dimensionnement des gosynthtiques d'interface

Glissement d'une structure de protection en talus qui ncessite un bon dimensionnement. (vue du haut du talus)

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entre la gomembrane et la couche granulaire (ou vgtale). Le DEG est rarement conu de faon ce que la gomembrane supporte le poids de la protection ; c'est un gosynthtique interpos entre la gomembrane et la couche granulaire (ou terre vgtale) qui va reprendre l'ESSENTIEL DES EFFORTS DUS AU POIDS DE CELLE-CI. Ce gosynthtique devra galement ventuellement DRAINER la base de la couche de protection (en fonction de la nature de celle-ci) de faon assurer sa stabilit lorsqu'elle est sature (dgel ou fin d'un pisode pluvieux important, vidange rapide). Ce gosynthtique aura galement UN RLE D'CRAN ANTIPOINONNANT entre la couche granulaire et la gomembrane ; le niveau de performance est celui demand aux autres gotextiles antipoinonnants utiliss dans l'ouvrage (fonction des matriaux en contact). DFORMATION L'EFFORT MAXIMAL LIMITE (< 50 % et gnralement moins) . De trop fortes dformations sont en effet nuisibles la stabilit de la couche de protection. Pour assurer ces trois fonctions, le gosynthtique d'interface devra avoir des caractristiques appropries : - RSISTANCE EN TRACTION (dans le sens de la pente), - TRANSMISSIVIT ET PERMABILIT (pour assurer ventuellement le drainage de la base de la couche de protection). Le dimensionnement optimis de ce(s) gosynthtique(s) peut tre complexe tant donn la diversit des paramtres prendre en compte et des matriaux *synthtiques pouvant tre rencontrs et peut largement dpasser le cadre de ce document . Nous indiquons dans le Document Complmentaire - Partie B : la dmarche mthodologique gnrale, les paramtres prendre en compte et le principe de calcul aboutissant au dimensionnement de ce gosynthtique, l'tude d'un CAS TYPE donn titre d'exemple.

4 .5 . GARANTIES4.5.1. Nature et domaine d'applicationLa garantie s'applique aux produits et l'ouvrage rsultant de leur mise en oeuvre ; par ouvrage, on entend la gomembrane avec ses soudures et ses raccordements, la prparation du support, les couches de protection . .. n La garantie s'applique ds que le DEG est dfaillant sur l'un ou l'autre des points suivants : 1. tanchit globale de l'ouvrage ; elle est apprcie par une mesure du flux traversant le DEG qui devra tre infrieur 1 I/j/m 2 sous 3 mtres d'eau ; ceci prend donc en compte non seulement la gomembrane et ses soudures mais galement ses raccordements aux ouvrages btons et autres points singuliers. Cette tanchit peut tre value par l'une des mthodes dont un descriptif (non exhaustif et volutif) est donn en Document Complmentaire - Partie A-3 : - mesure d'volution de niveau d'eau de la surface libre du plan d'eau pralablement rempli (dduction faite de l'vaporation) ; le flux spcifi prcdemment correspond une baisse du niveau d'eau dans le bassin d'un millimtre par jour ; c'est surtout adapt

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Etanchéité par géomembranes des ouvrages pour les eaux de ruissellement routier