Cet article d’introduction aux géomembranes a pour but de familiariser le lecteur avec ce matériau relativement nouveau. 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.
Cet article fournit des définitions des géomembranes et des matériaux apparentés qui, comme les géomembranes, font partie de la famille des géosynthétiques. Les géomembranes sont décrites dans l’article où l’on note qu’elles sont minces (1 à 6 mm d’épaisseur) et flexibles. Les géomembranes étant étanches, cet article les compare aux autres matériaux étanches utilisés en génie civil (argile, béton, béton bitumineux).
On verra dans cet article qu’il existe une grande variété de géomembranes. Certaines géomembranes, les géomembranes bitumineuses, sont constituées de produits textiles imprégnés de bitume. Cependant, la plupart des géomembranes utilisées aujourd’hui sont des géomembranes polymériques, c'est-à-dire des géomembranes dont le constituant étanche est à base de polymère synthétique. Plusieurs types de polymères synthétiques sont utilisés pour produire les géomembranes polymériques. Il existe des géomembranes renforcées par un textile tissé ou nontissé et des géomembranes non-renforcées.
Les géomembranes sont produites en usine sous forme de rouleaux que l’on transporte sur le terrain où on les déroule et les assemble. Ou bien, plusieurs rouleaux de géomembrane sont assemblés en atelier pour réaliser de grandes nappes. Ces nappes préfabriquées sont transportées sur le terrain où elles sont déployées et assemblées. Les assemblages en usine, ou sur le terrain, se font par soudure ou par produits adhésifs selon le type de géomembrane. On réalise ainsi des étanchéités sur des surfaces considérables en relativement peu de temps et sans matériel lourd.
Comme le montre cet article, la fonction d’étanchéité des géomembranes dans les ouvrages de génie civil peut s’exercer de différentes manières. Dans les ouvrages les plus simples, la géomembrane est utilisée seule ou protégée par une couche de terre, de gravier ou de béton. Dans des ouvrages plus complexes, notamment des ouvrages où une performance particulière est requise, la géomembrane est utilisée en association à d’autres matériaux qui complètent sa fonction de façon synergique. Ainsi, dans les ouvrages de stockages de déchets, on utilise souvent une géomembrane associée à un autre matériau étanche (argile ou géosynthétique bentonitique) pour former une étanchéité composite, qui est une étanchéité de haute performance, combinant les propriétés des deux matériaux associés. Dans certains réservoirs et ouvrages de stockages de déchets, on utilise une double étanchéité formée de deux géomembranes associées à une couche drainante située entre les deux géomembranes et récoltant le liquide qui a pu fuir à travers des défauts de la géomembrane supérieure, ce qui conduit à des fuites négligeables dans le terrain.
Avec plusieurs décennies d’expérience, la conception des ouvrages de génie civil munis d’étanchéité par géomembrane est aujourd’hui sophistiquée. De nombreuses méthodes de dimensionnement ont été publiées et des essais de laboratoire normalisés ont été développés. De surcroît, la pratique du contrôle de qualité en cours de production et d’installation des géomembranes est bien établie en France et dans de nombreux pays.
Les géomembranes sont des matériaux innovants qui ont profondément modifié l’art de construire les étanchéités depuis une cinquantaine d’années. Pour comprendre cette évolution essentielle du génie civil, l’article présente un bref historique du développement des géomembranes et de leurs applications. Cet historique montre que la durabilité des géomembranes de bonne qualité est excellente. Ainsi, des ouvrages construits avec étanchéité par géomembrane il y a plus de quarante ans sont encore en service et de nombreux barrages où le béton se détériorait ont été réhabilités avec succès à l’aide de géomembranes. L’innovation se poursuit activement avec, notamment, des géomembranes constituées de couches de propriétés complémentaires.
Aujourd’hui, les géomembranes jouent un rôle essentiel dans la protection de l’environnement pour de multiples raisons : elles réduisent les pertes d’eau ; elles évitent la pollution des sols et des nappes phréatiques en contenant des déchets et liquides toxiques ; et elles sont installées avec un minimum de transport de matériaux. Par conséquent, on peut prévoir que l’utilisation des géomembranes va continuer de croître.
Le lecteur trouvera 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.
