Injection de résines :: Impermeabilisation :: Consolidation du terrain

Injection de résines

Introduction

Les injections de “lait de ciment” sont employées prèsque toujours comme alternative “économique” dans les travaux préalables de consolidation ou de stabilisation. En nombreux cas, d’autre côté, ce type de solution se révèle peu éfficace ou inutile. Dans ces cas spéciaux, principalement pour des oeuvres souterraines ou des travaux de consolidation et imperméabilisation, souvent se nécesite l’emploi de techniques et matériaux ayant des propriétés spéciales et différent de ceux que l’on emploit habituellement.

Parmi ces divers types de matériaux synthétiques, nous pouvons mettre en évidence:

Les résines polyuréthaniques “bi-composants”, composées par une fase d’Isocianat (MDI) et une de polihuiles. Une correcte proportion du mèlange des composants permet la formation de la résine polyuréthanique finale endurcie. Les propriétés des différentes résines, dans leur état liquide ou endurci, peuvent varier énormement en fonction des divers types et formulations éxistantes. En général on peut affirmer que une des caractéristiques principales de ces résines est l’accroissement de leur volume en présence d’eau ou d’humidité. On peut les employer là où l’on désire une imperméabilisation permanente ou une adhesivité élastique dans toutes conditions où pourraient se vérifier des mouvements ou des vibrations (élevée élasticité et conséquente capacité d’absorption d’énergie).

Les résines polyuréthaniques “mono-composants”, avec un seul polymère, dont le cathaliseur est la présence d’eau ou d’humidité. Souvent, on adjoint un accélératuer de réacion, grâce auquel on pourra piloter la vélocité de durcissement du matériel en fonction des conditions d’emploi. Ces matériaux sont employés pour la réalisation d’imperméabilisations préalables (cellule ouverte, imperméabilisations temporaires) et principalement dans les injections de consolidation de terrains granulaires et sableux.

Les résines “ silicat inorganique modifié en solution d’eau. Celà permet au matériel d’obtenir des valeurs élevés d’adhésivité au différents couches inférieures et, encore plus en fonction du tipe de formulation, obténir un accroissement majeur ou mineur du volume ou de la flexibilité rélative. Les résines silicatiques sont particulièrement indiquées pour la consolidation de rochers ou de terrains d’un front d’excavation (avancement), même pour leur comportement qui, une fois endurcies, n’est pas du tout différent des mélanges de ciment.

Les résines métacriliques, composés par trois composants principaux et délayés avec l’eau, presentent une viscosité très baisse et sont généralement employées pour la consolidation de terrains trés fins, pour l’imperméabilisation de veines d’eau ou dans des fissures capillaires du béton dans lesquellesles autres matériaux, en fonction de leur viscosité, ne peuvent pas pénétrer.

Les premiers trois types de résines PU (bi-, mono-composants et silicatiques) sont sujets à un accroissement de volume plus ou moins accentué par des facteurs endogènes (tipe de formulation) ou exogènes (quantité de l’humidité). Cette propriété permet au produit final le développement d’une structure cellulaire majeure ou mineure, selon le type de résine employée, la température, la vélocité de rèaction, etc.

Dans les cas d’expansion contrastée, la force développée à cause du décroissement des volumes se traduit en une impulsion d’auto-injection, spécialement dans des situations de reconstruction de fissures et consolidations de terrains granulaires, par la création d’une zone d’influence, ou “cône d’injection” de majeur volume de celui qui a été effectivement injecté.

Dans tous les cas d’intervention présentés ci dessous, les facteurs d’accroissement de volume sont considérés en expansion libre, non contrastée. La résistence mécanique du produit final est inversement proportionnel au facteur d’expansion libre, c’est à dire de la densité finale, comme l’on peut observer dans les graphiques que suivent:

Les temps de réaction (pot life) sont, en général trés brefs. Pour cette raison et pour assurer un dosage et un mélange corrects, les composants doivent être pompés séparement, avec des pompes de dosage spécifiques, équipées avec des manomètres, des soupapes “sans retour” et des limitateurs de pression pour la circulation séparée des composants en circuit serré.

Les pompes doivent conduire les composants de la résine, dans les proportions déterminées par l’opérateur, jusqu’à la lance finale, où ils se mêlent par le passage à travers d’un mélangeur statique, immédiatement précédant leur injection dans la structure à traiter.

Ce procès permet de garantir aussi bien un impacte réduit avec l’ambience, là où les résines et les catalyseurs de réaction viennent en contacte avec l’ambience parfaitement dosés et mélangés, de façon à rèduire à des niveaux minimales la cession de composants.

La résine mélangée est pompée, après, jusqu’au point d’injection dans le terrain par une lance, formée par un touyeau joint à un packer avec une soupape de non-retour. De cette façon, on peut éviter le retour du matériel injecté au long des paroies du tuyeau, en permettant l’exécution à la pression due.

Le packer doit être installé:

• À “bouche de trou”: l’injection part du point plus proche et le trou “collabore” à la pénétration du matériel;
• À “fond de trou”: l’injection part du point plus loin;
• En position intermediaire.

Ce procès est variable et dépend du type d’injection à réaliser et/ou des caractéristiques du terrain à traiter. Une autre variable est représentée par le diamètre du trou, selon les conditions des travaux et le type de tuyeau employé.