FR2640633A1

FR2640633A1 - Process for artificial aging of rock walls

Info

Publication number: FR2640633A1
Application number: FR8816877A
Authority: FR
Inventors: Jean-Francois Niel; Jean Millet; Guy Pautou; Juliette Astagiacometti
Original assignee: RHONE CIE NALE; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: RHONE CIE NALE; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 1988-12-15
Filing date: 1988-12-15
Publication date: 1990-06-22
Anticipated expiration: 2008-12-15
Also published as: FR2640633B1

Abstract

Process for artificial aging of rock walls, in which an aqueous composition of colouring agents is sprayed onto the said walls, characterised in that the said aqueous composition, produced at the time of use, comprises: - a colouring agent chosen from the group consisting of a bitumen emulsion and a composition of at least two metal oxides capable of reacting together by oxidation-reduction; - a mixture of seeds; - a mixture of colloids intended to cause the seeds to adhere to the walls, comprising cellulose and alginates; - organic soil improvers intended to ensure the development of the microflora and of the seeded plants.

Description

PROCEDE DE VIEILLISSEMENT ARTIFICIEL DE PAROIS ROCHEUSES.PROCESS FOR ARTIFICIAL AGING OF ROCK WALLS.

La présente invention concerne un nouveau procédé pour le vieillissement artificiel de parois rocheuses, et notamment pour tout type de parois rocheuses récentes. The present invention relates to a new method for the artificial aging of rock walls, and in particular for all types of recent rock walls.

De nombreuses carrières et autres fronts de taille mis à jour lors d'opération de construction de routes, canaux, les talus routiers, les terrassements en milieu rocheux, etc., font apparaître des ruptures inésthétiques dans la continuité de l'environnement paysager. En effet, les contrastes de couleur, les plaies dans le paysage dûs à ces fronts de taille se démarquent nettement sur le fond paysager. Numerous quarries and other cutting faces updated during the construction of roads, canals, road embankments, earthworks in rocky surroundings, etc., reveal unstable ruptures in the continuity of the landscape environment. Indeed, the contrasts of color, the wounds in the landscape due to these size fronts stand out clearly on the landscape background.

Ces discontinuités sont en général laissées en l'é- tat et ne sont éventuellement gommées que par l'action des intempéries dans le temps, qui sont à I'origine d'une "patine" naturelle des roches. These discontinuities are generally left as they are and are only possibly erased by the action of bad weather over time, which is the source of a natural "patina" of rocks.

On a cherché à donner rapidement à des fronts de taille récents l'apparence de roches vieillies naturellement sous l'effet de plusieurs dizaines d'années, par des moyens artificiels. Attempts have been made quickly to give recent size fronts the appearance of rocks naturally aged under the effect of several decades, by artificial means.

On a tout d'abord proposé de teindre les parois rocheuses avec de la fumée comprenant du noir de carbone, en brûlant, par exemple, à la base desdites parois des pneus. Ce procédé, très simple à mettre en oeuvre, reste toutefois d'efficacité limitée, puisque d'une part, il ne peut stappliquer qu'à des parois suffisament verticales, et d'autre part, le dépôt de noir de carbone sur les roches est limité dans le temps, et disparait sous l'action des intempéries. De plus, ce procédé est relativement polluant. It was first proposed to dye the rock walls with smoke comprising carbon black, by burning, for example, at the base of said tire walls. This process, very simple to implement, remains however of limited effectiveness, since on the one hand, it can only be applied to sufficiently vertical walls, and on the other hand, the deposit of carbon black on the rocks is limited in time, and disappears under the action of bad weather. In addition, this process is relatively polluting.

I1 est possible, dans le cadre de parois en bétons, de procéder à la projection de béton teint dans la masse, mais cela engendre un surcoût disproportionné par rapport au résultat recherché. It is possible, in the context of concrete walls, to spray concrete dyed in the mass, but this generates a disproportionate additional cost compared to the desired result.

On a alors proposé d'enduire les parois rocheuses avec un mélange de sels métalliques, notamment du sulfate de cuivre et des oxydes de fer . Le cuivre en s'oxydant sur le support rocheux, provoque l'apparition d'une coloration dudit support. It was then proposed to coat the rock walls with a mixture of metal salts, in particular copper sulphate and iron oxides. The copper, by oxidizing on the rocky support, causes the appearance of a coloring of said support.

Toutefois, ce procédé s'est avéré limité, puisque le support rocheux susceptible de présenter une réaction avec le mélange de sels doit impérativement être calcaire ou bétonné. De plus les effets du mélange n'apparaissent qu'après une durée minimum de dix jours, rendant les effets de l'enduction aléatoires en cas d'intempéries survenant pendant ce délai, et nécessitant de fait une nouvelle application. De plus, les sels métalliques utilisés sont toxiques pour les végétaux. However, this process has proven to be limited, since the rocky support liable to exhibit a reaction with the mixture of salts must imperatively be limestone or concrete. In addition, the effects of the mixture appear only after a minimum duration of ten days, making the effects of the coating random in the event of bad weather occurring during this period, and in fact requiring a new application. In addition, the metal salts used are toxic to plants.

Tous les procédés décrits ci-déssus ne permettent qu'une coloration, parfois très aléatoire de parois rocheuses. Aucun d'entre eux ne favorise une éventuelle apparition de végétation, qui compléte obligatoirement le vieillissement naturel des roches. All the methods described above only allow coloring, sometimes very random, of rock walls. None of them favors a possible appearance of vegetation, which necessarily completes the natural aging of rocks.

La présente invention pallie ces inconvénients. Elle vise un procédé de vieillissement artificiel des roches, facile à mettre en oeuvre, efficace sur toutes sortes de parois rocheuses, et dont les effets sont immédiats. Elle vise de plus un procédé apte à permettre une revégétalisation accélérée de parois rocheuses, appliqué de manière simultanée avec le procédé de vieillissement. The present invention overcomes these drawbacks. It aims at an artificial aging process of rocks, easy to implement, effective on all kinds of rock walls, and whose effects are immediate. It further relates to a process capable of allowing accelerated revegetation of rock walls, applied simultaneously with the aging process.

Ce procédé de vieillissement artificiel de parois rocheuses, dans lequel on projette sur la dite paroi une composition aqueuse d'agents colorants, se caractérise en ce que la dite composition aqueuse, réalisée au moment de l'emploi, comprend
- un agent colorant choisi dans le groupe constitué par une émulsion de bitume et une composition d'au moins deux oxydes métalliques susceptibles de réagir entre eux par oxydo-réduction,
- un mélange de graines,
- un mélange de colloïdes destinés à faire adhérer les graines sur la paroi, comprenant de la cellulose et des alginates
- des amendements organiques, destinés à assurer le développement de la microflore et des plantes semées.This method of artificial aging of rock walls, in which an aqueous composition of coloring agents is sprayed onto said wall, is characterized in that said aqueous composition, produced at the time of use, comprises
a coloring agent chosen from the group consisting of a bitumen emulsion and a composition of at least two metal oxides capable of reacting with each other by redox,
- a mixture of seeds,
- a mixture of colloids intended to adhere the seeds to the wall, comprising cellulose and alginates
- organic amendments, intended to ensure the development of microflora and sown plants.

En d'autres termes, l'invention se caractérise en ce que l'on projette de manière simultanée sur une paroi rocheuse des agents réagissant entre eux pour donner une coloration et des graines végétales fixées à la dite paroi rocheuse au moyen de colloïdes, afin de permettre un vieillissement accéléré de la roche, par patine ac célérée de celle-ci d'une part, et par végétalisation d'autre part. In other words, the invention is characterized in that agents interacting with each other to give a coloring and plant seeds fixed to said rock wall by means of colloids simultaneously on a rock wall. to allow accelerated aging of the rock, by an accelerated patina thereof on the one hand, and by revegetation on the other.

Avantageusement, en pratique
- la composition aqueuse contient en poids
de 12 % à 30 %, de préférence de 10 à 20%
d'agents colorants
de 2 % à 6 % , de préférence de 2,5 à 3,5% de
graines
de 15 à 25 % de colloïdes, de préférence 20 %
de cellulose et de 1 % à 2 % d'alginates,
. de 10 % à 30 % d'amendements organiques,
le complément à 100% étant constitué par de
l'eau,et représente 20 à 40% du poids total;;
- les agents colorants sont principalement constitués par un mélange d'oxydes de fer, de cuivre, de manganèse, d'aluminium, de chrome ou de zinc
- les graines végétales sont constituées en majorité de graines de plantes saxicoles sauvages
- la cellulose utilisée est issue de pâte à papier mécanique, non traitée chimiquement
- les alginates utilisés sont issus indifféremment d'algues brunes ou d'algues rouges ;
- les amendements organiques sont constitués de déchets végétaux naturels
- les différents composants sont mélangés à température ambiante dans l'eau, et sont brassés par une turbopompe, puis pulvérisés au moyen d'un canon sur la paroi à traiter.Advantageously, in practice
the aqueous composition contains by weight
from 12% to 30%, preferably from 10 to 20%
coloring agents
from 2% to 6%, preferably from 2.5 to 3.5% of
seeds
from 15 to 25% of colloids, preferably 20%
cellulose and 1% to 2% alginates,
. from 10% to 30% of organic amendments,
the complement to 100% being made up of
water, and represents 20 to 40% of the total weight;
- the coloring agents are mainly constituted by a mixture of iron, copper, manganese, aluminum, chromium or zinc oxides
- the vegetable seeds consist mainly of seeds of wild saxicolous plants
- the cellulose used comes from mechanical pulp, not chemically treated
- the alginates used come from either brown algae or red algae;
- organic amendments consist of natural plant waste
- The different components are mixed at room temperature in water, and are stirred by a turbopump, then sprayed by means of a gun on the wall to be treated.

La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit. The manner in which the invention can be implemented and the advantages which ensue therefrom will emerge more clearly from the embodiment which follows.

Selon le procédé conforme à l'invention, on traite des fronts de taille plus ou moins récents par épandage d'une composition aqueuse contenant pour 500 Kg d'eau
- 200 kg d'agents colorants ; on a constaté qu'en dessous de 100 kg, l'effet de coloration était généralement insuffisant, et qu'au dessus de 300 kg, on n'obtenait pas d'augmentation de coloration significative, et conduisait en revanche à un surcoût ; le dosage d'agents colorants dépend bien entendu de la coloration désirée ;
- 75 kg de graines saxicoles sauvages ; le choix de ce type de graine est fonction du relevé végétal du milieu environnant de la paroi à revégétaliser.Mais de manière générale, les plantes saxicoles sauvages sont très bien adaptées aux parois rocheuses, car elles peuvent se developper dans des conditions relativement dif ficiles ; on a constaté qu'en dessous de 50 kg, la végétation démariait assez lentement, et qu'en revanche, au dessus de 100 kg, on n'observait pas une augmentation de végétation en rapport avec la quantité de graines, et qui plus est ne faisait qu'augmenter le coût
- 300 kg de cellulose ; son rôle sera décrit plus en détail ultérieurement t on peut toutefois noter qu'en dessous de 200 kg, ses propriétés d'adhérence ne sont plus suffisantes pour assurer la fixation des graines contenues dans la composition aqueuse ; en revanche, il est inutile de dépasser le seuil des 300 kg, qui n'engendrait qu'un surcoût
- 10 kg d'alginates ; leur rôle, en combinaison avec celui de la cellulose sera décrit plus en détail ultérieurement ; on a observé qu'en dessous de 5 kg, leur efficacité était insuffisante pour permettre unne bonne adhérence des graines sur la paroi rocheuse traitée. Si la masse d'alginates dépasse 30 kg , on constate alors une prise en masse de la composition aqueuse, rendant alors impossible sa pulvérisation; ces alginates sont issus, de manière connue, d'algues marines brunes ou rouges;
- 200 kg de produits organiques ; ces derniers sont constitués d'amendements organiques aptes à activer biologiquement le développement des graines mentionnées précédemment. Ils proviennent généralement de déchets végétaux naturels. Ils permettent notamment le développement d'une microflore de support, essentiellement constituée de bactéries, d'algues, de cyanophycées et de champignons. Ces produits organiques renferment notamment de l'azote, mais uniquement sous forme organique . En effet, toute trace d'azote minéral provoque la précipitation des oxydes minéraux avant leur épandage, ruinant rédhibitoirement leur action colorante sur le support rocheux ; on a constaté qu'en dessous de 150 kg, leur action est in suffisante,et qu'en revanche il n'existe pas de limite supérieure si ce n'est le surcout engendré.According to the process according to the invention, more or less recent size fronts are treated by spreading an aqueous composition containing for 500 kg of water
- 200 kg of coloring agents; it was found that below 100 kg, the coloring effect was generally insufficient, and that above 300 kg, there was no significant increase in coloring, and on the other hand led to an additional cost; the dosage of coloring agents obviously depends on the desired coloration;
- 75 kg of wild saxicolous seeds; the choice of this type of seed depends on the plant survey of the surrounding environment of the wall to be revegetated. But in general, wild saxicolous plants are very well adapted to rock walls, because they can develop in relatively difficult conditions; it was found that below 50 kg, the vegetation deteriorated relatively slowly, and that on the other hand, above 100 kg, we did not observe an increase in vegetation in relation to the quantity of seeds, and moreover only increased the cost
- 300 kg of cellulose; its role will be described in more detail later, it may however be noted that below 200 kg, its adhesion properties are no longer sufficient to ensure the fixation of the seeds contained in the aqueous composition; on the other hand, it is useless to exceed the threshold of 300 kg, which would only generate an additional cost
- 10 kg of alginates; their role, in combination with that of cellulose will be described in more detail later; it was observed that below 5 kg, their effectiveness was insufficient to allow good adhesion of the seeds on the treated rock wall. If the mass of alginates exceeds 30 kg, a solidification of the aqueous composition is then observed, making it then impossible to spray it; these alginates are derived, in a known manner, from brown or red seaweed;
- 200 kg of organic products; the latter consist of organic amendments capable of biologically activating the development of the seeds mentioned above. They generally come from natural plant waste. They allow in particular the development of a support microflora, essentially made up of bacteria, algae, cyanophyceae and fungi. These organic products notably contain nitrogen, but only in organic form. In fact, any trace of mineral nitrogen causes the precipitation of mineral oxides before spreading, disproportionately ruining their coloring action on the rocky support; it has been found that below 150 kg, their action is insufficient, and that on the other hand there is no upper limit except for the additional cost generated.

Les agents colorants sont comme déja dit, composés d'un mélange d'oxydes métalliques, notamment de fer et de manganèse. I1 importe que le potentiel oxydo-réducteur de chacun des métaux impliqués dans ces oxydes ne soit pas identique, afin qu'une réaction d'oxydo-réduction entre ces deux métaux puisse avoir lieu. The coloring agents are, as already said, composed of a mixture of metal oxides, in particular iron and manganese. It is important that the redox potential of each of the metals involved in these oxides is not identical, so that an redox reaction between these two metals can take place.

La concentration de ces agents dépend de la coloration souhaitée. Lors de l'épandage de la composition aqueuse, les agents colorants réagissent, et forment un précipité à l'origine de la coloration, qui se dépose sur la paroi rocheuse. C'est pourquoi, il importe de ne mélanger les constituants du mélange colorant qu'au moment de l'épandage. Afin de pouvoir obtenir une coloration homogène, il importe que les constituants soient miscibles dans l'eau en toute proportion. The concentration of these agents depends on the desired coloration. When spreading the aqueous composition, the coloring agents react, and form a precipitate at the origin of the coloring, which is deposited on the rock wall. This is why it is important not to mix the constituents of the coloring mixture until at the time of spreading. In order to be able to obtain a homogeneous coloring, it is important that the constituents are miscible in water in any proportion.

Comme on l'a mentionné précédemment, les graines utilisées pour la revégétalisation des fronts de taille sont de type saxicol sauvage. En effet, ce type de graine est le plus approprié pour se développer en milieu hostile. Selon une caractéristique importante de l'invention, ces graines sont enfermées dans un gel colloïdal formé d'alginates présents dans la composition aqueuse. As previously mentioned, the seeds used for revegetation of pruning fronts are of the wild saxicol type. Indeed, this type of seed is most suitable for growing in hostile environments. According to an important characteristic of the invention, these seeds are enclosed in a colloidal gel formed of alginates present in the aqueous composition.

Les alginates associés à la cellulose permettent d'obtenir l'adhérence et la germination desdites graines sur la paroi rocheuse, afin que celles-ci puissent se développer, aidées en cela par les produits organiques. Une telle fixation des graines sur la paroi rocheuse résiste dans le temps aux intempéries. La cellulose utilisée en association avec les alginates est issue de pâte à papier mécanique non traitée chimiquement
Selon le type de roche et selon la coloration voulue, on peut également utiliser comme agent colorant des oxydes de cuivre ou d'aluminium. I1 est également possible de réaliser des mélanges ternaires voire supérieures à partir d'oxydes de fer, cuivre, manganèse, aluminium, chrome et zinc.The alginates associated with the cellulose make it possible to obtain the adhesion and the germination of said seeds on the rock wall, so that they can develop, helped in this by organic products. Such fixation of the seeds on the rock wall withstands weather over time. The cellulose used in combination with the alginates comes from mechanical pulp not chemically treated
Depending on the type of rock and the desired coloring, copper or aluminum oxides can also be used as coloring agent. It is also possible to produce ternary or even superior mixtures from oxides of iron, copper, manganese, aluminum, chromium and zinc.

Dans une autre forme de réalisation, on utilise comme agent colorant une émulsion de bitume. De la même manière que précédemment, on mélange à celle-ci des graines de type saxicol, des alginates, de la cellulose, ainsi que des produits organiques fertilisants. In another embodiment, a bitumen emulsion is used as the coloring agent. In the same manner as above, seeds of the saxicol type, alginates, cellulose, as well as organic fertilizing products are mixed therewith.

La composition aqueuse est réalisée à température ambiante au moment de l'épandage, dans la cuve d'un véhicule équipée en conséquence. La dite cuve présente un orifice permettant l'introduction des différents constituants de la composition. Le brassage et l'homogénéisa- tion de la composition est réalisée au moyen d'une turbo- pompe provoquant une circulation forcée de l'eau dans la cuve. La cuve se prolonge d'un canon, susceptible de pulvériser la dite composition aqueuse jusqu'à 45 mètres de bauteur. Dans une variante, la pulvérisation de la composition aqueuse s'effectue sous l'action d'air comprimé. The aqueous composition is produced at ambient temperature at the time of spreading, in the tank of a vehicle equipped accordingly. Said tank has an orifice allowing the introduction of the various constituents of the composition. The mixing and the homogenization of the composition is carried out by means of a turbo pump causing forced circulation of the water in the tank. The tank is extended by a cannon, capable of pulverizing the said aqueous composition up to 45 meters away. Alternatively, the aqueous composition is sprayed under the action of compressed air.

De fait, lorsque la composition aqueuse est prête, l'opérateur dirige le canon vers la paroi rocheuse à traiter, et pulvérise la dite composition . Le résultat est instantané et une seule pulvérisation est nécessaire. In fact, when the aqueous composition is ready, the operator directs the barrel towards the rock wall to be treated, and sprays said composition. The result is instantaneous and only one spraying is necessary.

Ainsi, l'invention présente des avantages que les procédés connus à ce jour ne permettaient pas d'obtenir
On peut citer
- la possibilité d'obtenir une coloration et un ensemencement simultanés de tout type de parois rocheuses, acides ou basiques
- un résultat instantané obtenu par une seule application
- la facilité de mise en oeuvre.Thus, the invention has advantages which the methods known to date did not make it possible to obtain.
We can cite
- the possibility of obtaining a simultaneous coloring and sowing of any type of rock wall, acid or basic
- an instant result obtained by a single application
- ease of implementation.

De la sorte, le procédé conforme à l'invention est tout particulièrement adapté au vieillissement artificiel de toute falaise, front de taille, éboulis rocheux, berges de rivière, canaux, ouvrages en béton, situés en pleine nature, ou non. In this way, the process according to the invention is very particularly suitable for the artificial aging of any cliff, face face, rocky scree, river banks, canals, concrete structures, located in the wilderness, or not.

Claims

1 / Method for artificial aging of rock walls, in which an aqueous composition of coloring agents is sprayed onto said walls, characterized in that said aqueous composition, produced at the time of use, comprises

- a coloring agent chosen from the group consisting of

killed by bitumen emulsion and composite

tion of at least two suscep metal oxides

tibles to react with each other by redox,

- a mixture of seeds,

- a mixture of colloids intended to adhere

seeds on the walls, including

cellulose and alginates

- organic amendments, intended to ensure

the development of microflora and plants

sown.

2 / aging process according to claim 1, characterized in that the aqueous composition contains by weight

- from 12 to 30%, preferably from 10 to 20% of agents

dyes

- from 2% to 6%, preferably from 2.5 to 3.5% of

seeds

- from 15 to 25% of colloids, preferably 20% of

cellulose and 1% to 2% alginates,

- from 10 8 to 30% of organic amendments,

- the 100% supplement being made up of

water and representing 20 to 40% of the total weight.

3 / aging process according to one of claims 1 and 2 characterized in that the coloring agents are constituted by a mixture of iron, copper, manganese, aluminum, chromium or zinc oxides

4 / aging method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the vegetable seeds consist of seeds of wild saxicolous plants

5 / aging process according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cellulose used comes from mechanical pulp, not chemically treated

6 / An aging method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the alginates used come from brown algae or red algae.

7 / aging process according to one of claims 1 to 6, characterized in that the organic amendments used consist of natural plant waste.

8 / aging method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the various components are mixed at room temperature in water, and are stirred by a means selected from the group consisting of a turbo pump and l injection of compressed air, then sprayed by means of a cannon on the wall to be treated.

MANDATORY: LAURENT and WAR WAR

Compagnie Nationale du Rhône (CNR)

Scientist (CNRS)

DEPOSITOR:. National Research Center