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RÉSUMÉ
Cet article présente l'état de l'art en ce qui concerne la comparaison entre les principales géomembranes, qui sont des matériaux flexibles utilisés en génie civil pour construire des étanchéités. Les géomembranes comparées sont les géomembranes thermoplastiques (PVC, polyéthylène haute densité, polyéthylène base densité linéaire et polypropylène), les géomembranes élastomériques (EPDM et CSPE) et les géomembranes bitumineuses. La comparaison porte sur les points suivants: composition, dimensions, installation, assemblage, propriétés physiques, propriétés mécaniques, résistance chimique, durabilité et utilisation.
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Jean-Pierre GIROUD : Ingénieur ECP, Docteur ès Sciences - Membre US National Academy of Engineering - Past President International Geosynthetics Society - Ingénieur conseil JP GIROUD, INC., USA - Avec la coopération de Nathalie TOUZE-FOLTZ - Directrice d'unité de recherche Irstea
INTRODUCTION
Les géomembranes sont des matériaux flexibles étanches utilisés dans les ouvrages de génie civil, comme les réservoirs, les barrages, les canaux, les ouvrages de stockage de déchets, les stockages de résidus miniers et bien d’autres types d’ouvrages. Aujourd’hui, on ne peut plus envisager la construction d’une étanchéité en génie civil sans au moins considérer la possibilité d’utiliser une géomembrane. Il est donc important de bien connaître les géomembranes. Cet article sur la comparaison des géomembranes doit permettre aux ingénieurs de pouvoir dialoguer avec les fournisseurs de géomembranes, les laboratoires d’essais et les experts.
Cet article présente une comparaison des principales géomembranes actuellement utilisées : les géomembranes thermoplastiques (PVC, polyéthylène haute densité, polyéthylène base densité linéaire et polypropylène), les géomembranes élastomériques (EPDM et CSPE) et les géomembranes bitumineuses. La comparaison porte sur les points suivants :
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composition ;
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dimensions ;
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assemblage ;
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propriétés physiques ;
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propriétés mécaniques ;
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résistance chimique ;
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durabilité ;
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utilisation.
Les comparaisons sont présentées de façon simple pour que le lecteur puisse en bénéficier sans faire appel à des connaissances avancées sur le comportement des matériaux. Quelques comparaisons sont présentées sous forme de tableaux, mais l’essentiel des comparaisons est présenté sous forme narrative, ce qui est plus facile à comprendre que de déchiffrer d’interminables tableaux de valeurs numériques.
Les comparaisons sont présentées de façon très brève. Pour plus de détails, le lecteur pourra se reporter aux quatre articles qui précèdent celui-ci :
Ce texte a été revu par des représentants de l’industrie des géomembranes. Cependant des erreurs et omissions sont possibles, d’autant que la technologie évolue rapidement. Les corrections et additions qui seront soumises à l’auteur seront utilisées dans les mises à jour à venir.
Le lecteur trouvera par ailleurs en fin d'article une liste de termes techniques rencontrés ici, à la fois sous la forme d'un glossaire et d'un tableau de sigles.
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MOTS-CLÉS
géomembrane matériaux étanches matériaux textiles matériaux de construction génie civil étanchéité
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2. Composition
Du point de vue de la composition (tableau 3), les principaux points de comparaison entre les géomembranes sont les suivants.
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Les différentes géomembranes polymériques ont des degrés de cristallinité différents. Le degré de cristallinité est le pourcentage en volume des zones cristallines dans un polymère.
Par exemple :
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55 % pour le PEMD utilisé dans les géomembranes PEHD ;
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15 à 45 % pour le PEBDL ;
-
5 % pour le copolymère utilisé dans les géomembranes PP ;
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1 % pour l’EPDM ;
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environ 5 à 10 % pour le PVC utilisé dans les géomembranes PVC (où l’effet de la cristallinité du PVC est atténué par les plastifiants).
Ces valeurs sont typiques des composés étanches utilisés dans les géomembranes. On trouverait des valeurs différentes (souvent plus élevées) pour les mêmes polymères utilisés dans des applications différentes. Le degré de cristallinité a un effet considérable sur certaines propriétés des géomembranes (figure 1).
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Les géomembranes PE (PEHD, PEBDL) et PP contiennent plus de 96 % de composé étanche. Autrement dit, elles contiennent peu d’additifs. Les autres géomembranes contiennent plus d’additifs :
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20 à 35 % dans les géomembranes bitumineuses ;
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35 à 50 % dans les géomembranes PVC ;
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45 à 55 % dans les géomembranes CSPE ;
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70 à 75 % dans les géomembranes EPDM.
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Il y a une différence entre dénomination et composition dans le cas de certaines géomembranes. Ainsi, les géomembranes PEHD (HD voulant dire « Haute densité ») sont faites avec du PEMD (MD voulant dire « Moyenne Densité »). Dans le cas des géomembranes PP, le composé étanche n’est pas du polypropylène : le composé étanche est un copolymère de polypropylène et éthylène-propylène avec seulement...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GIROUD (J.P.), PELTE (T.), BATHURST (R.J.) - Uplift of Geomembranes by Wind, Geosynthetics International. - Special Issue on Design of Geomembrane Applications, vol. 2, n° 6, pp. 897-952. (Errata, 1997, vol. 4, n° 2, pp. 187-207, and 1999, vol. 6, n° 6, pp. 521-522) (1995).
-
(2) - ROLLIN (A.L.), PIERSON (P.), LAMBERT (L.) - Geomembranes – Guide de choix. - Presses Internationales Polytechnique, Montréal, 280 p. (2002).
-
(3) - SCHEIRS (J.) - A guide to polymeric geomembranes. - Wiley, 572 p. (2009).
-
(4) - MÜLLER (W.) - HDPE Geomembrane in Geotechnics. - Springer-Verlag, Berlin, 485 p. (2007).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
-
CFG – Comité français des géosynthétiques
-
CIGB-ICOLD – International Commission On Large Dams – Commission internationale des grands barrages
-
IGS – International Geosynthetics Society
-
Irstea, organisme de recherche qui travaille sur les enjeux majeurs d'une agriculture responsable et de l'aménagement durable des territoires….
-
Le site de l'auteur : Jean-Pierre Giroud
-
Congrès international sur les géosynthétiques
Organisé sous l’égide de l’International Geosynthetics Society (IGS), ce congrès a lieu tous les quatre ans : Paris (1977), Las Vegas (1982), Vienne (1986), La Haye (1990), Singapour (1994), Atlanta (1998), Nice (2002), Yokohama (2006), Guaruja/Sao Paulo (2010), Berlin (2014), Seoul (2018).
Des congrès régionaux, également organisés sous l’égide de l’IGS, ont lieu tous les quatre ans en Europe, Amériques, Asie et Afrique.
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Congrès francophone « Rencontres »
Organisé...
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