FR2882377A1 - Procede de traitement de sols, en particulier de sols secs sensibles a l'eau - Google Patents

Abstract

Procédé de traitement de sols, en particulier de sols secs sensibles à l'eau, comprenant un enfouissement d'un liquide de traitement, éventuellement chargé d'une matière en suspension dans des tranchées et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Le dispositif comprend un châssis véhiculable (2), un réservoir et des dents distributrices creuses (1). Les dents distributrices comprennent une partie de support (3) verticale qui relie lesdites dents distributrices (1) au châssis (2) et une partie de soc (4) horizontale, comprenant une pointe (5) avant de pénétration dans le sol, et un injecteur arrière (6)

Description

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"PROCEDE DE TRAITEMENT DE SOLS, EN PARTICULIER DE SOLS SECS SENSIBLES A L'EAU" La présente invention se rapporte à un procédé de traitement de sols, en particulier de sols secs sensibles à l'eau. L'invention se rapporte aussi au dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.

D'une manière générale, les sols présentant un déficit hydrique par rapport à la teneur en eau optimale, doivent, pour pouvoir être utilisés dans la construction des ouvrages de travaux publics, dans la partie remblai, plate-forme supérieure de terrassement, arase de terrassement, couches de forme et couches de chaussées, être traités par un procédé de traitement de sols permettant l'amélioration et/ou la stabilisation de ces derniers.

De nombreux sols naturels contiennent des argiles à des teneurs très variables. Les argiles représentent une famille de minéraux qui deviennent instables en présence d'eau; le sol passe alors de l'état solide à l'état plastique. Les argiles sont ainsi responsables de l'instabilité dans les ouvrages construits.

On entend par "amélioration" des sols, l'insensibilisation à l'eau des sols par floculation des argiles, qui permet une circulation à court terme des engins de chantiers et une modification à long terme, rendant les sols traités insensibles à l'eau.

"L'insensibilité" à l'eau signifie que le sol n'évolue plus vers l'état plastique, lors d'apport ultérieur d'eau, soit par capillarité naturelle, soit par les pluies ou les inondations; on évite ainsi le passage à l'état plastique (pâteux) du sol et la diminution de la portance du sol qui entraîne la destruction de l'ouvrage. L'amélioration concerne surtout les remblais et la préparation des sols en vue de leur stabilisation.

On entend par "stabilisation" des sols, l'augmentation des performances mécaniques pour une réutilisation dans les couches supérieures de l'ouvrage: plate-forme supérieure de terrassement, arase de terrassement, couches de forme et couches de chaussées. La 2882377 2 stabilisation peut être obtenue sur des matériaux ayant subi la phase d'amélioration par ajout de liants hydrauliques ou par augmentation du dosage en chaux, qui entraîne une réaction pouzzolanique avec les composés présents dans les sols ou de syntaxie dans les sols calcaires.

Le terme de "chaux" représente un ensemble de composés qui sont la chaux vive, principalement composée d'oxyde de calcium, la chaux éteinte ou hydratée, principalement composée d'hydroxyde de calcium, ou une suspension aqueuse, encore appelée lait de chaux, fabriqué au départ de chaux vive ou de chaux hydratée.

Pour stabiliser et améliorer les sols secs, les procédés connus à ce jour sont des traitements qui s'effectuent classiquement à la chaux vive ou, dans le cas de sols secs fins comme les limons argileux, le traitement peut s'effectuer au lait de chaux.

Pour un sol sec traité à la chaux vive, le procédé de 15 traitement de sol sec nécessite les étapes suivantes: 1. une préparation du sol, qui consiste en un fractionnement et un ameublissement du sol compact; 2. une pré-humidification du sol, généralement par un arrosage; cette préhumidification ayant deux objectifs: a) compenser le déficit hydrique du sol pour l'amener à sa densité optimale; b) apporter l'eau nécessaire à l'extinction de la chaux vive; 3. un malaxage du sol afin de répartir l'eau d'apport; dans de nombreux cas, cette opération est réalisée la veille du traitement à la chaux; 4. un épandage de la chaux vive sur le sol pré-humidifié ; 5. un malaxage du sol avec la chaux vive; 6. un épandage d'eau, afin d'ajuster la teneur à l'optimum pour le type de sol traité ; 7. un malaxage de finition.

2882377 3 En présence de sols fins, sensibles à l'eau, par exemple les limons argileux, le traitement peut s'effectuer, au lait de chaux. Ce type de traitement est par exemple très répandu aux Etats-Unis. Le traitement comprend alors les étapes suivantes: 1. une préparation du sol, qui consiste en un ameublissement du sol compact; 2. une pré- humidification du sol, par arrosage, afin de compenser en partie le déficit hydrique; 3. un malaxage du sol, afin de répartir l'eau d'apport; 4. un épandage du lait de chaux sur le sol pré-humidifié ; 5. un malaxage du sol traité au lait de chaux; 6. un épandage d'eau éventuel, afin d'ajuster la teneur à l'optimum pour le type de sol traité ; 7. un malaxage de finition.

Malheureusement ces deux procédés de traitement respectivement à la chaux vive ou au lait de chaux présentent de multiples inconvénients, parmi lesquels un nombre élevé de passages des différents engins, ce qui augmente les coûts et le délai de réalisation et entraîne une forte consommation énergétique.

Dans les chantiers où les sols sont traités à la chaux vive, la qualité du mélange obtenu est en outre pénalisée par un surdosage d'eau lors de la pré-humidification. Ce surdosage fait passer le sol à l'état plastique, ce qui perturbe la circulation des engins de terrassement et entraîne la formation de grumeaux de chaux, qui ne sont pas répartis dans le sol traité, lors du malaxage du sol. Par ailleurs, l'épandage de chaux pulvérulente peut être générateur de poussières, en cas de vent trop important, et nécessiter l'arrêt du chantier.

L'apport d'eau par épandage sur le sol provoque aussi des ruissellements sur les sols en pente ainsi que dans les empreintes 2882377 4 laissées par le passage des roues des engins d'épandage, entraînant une irrégularité dans les teneurs en eau du sol.

L'épandage de lait de chaux conduit également à un surdosage d'eau lors de la pré-humidification dans les points où il y a accumulation dans les ornières des roues des engins, aux bas de pentes... Ce phénomène perturbe le passage ultérieur des engins de chantier. De surcroît, lors de l'épandage du lait de chaux, le ruissellement sur sol en pente ou dans les ornières des engins conduit également à une irrégularité des teneurs en chaux dans les sols traités.

De plus, le contrôle de l'épandage est traditionnellement réalisé par le balisage d'une surface sur laquelle doit être épandu le contenu d'un camion citerne. La difficulté d'ajuster le débit à la vitesse de progression du camion conduit fréquemment à ne pas atteindre la balise (surdosage) ou à l'atteindre avant que la citerne ne soit vide (sousdosage). Cette mauvaise maîtrise du débit épandu pour une surface donnée, entraîne un apport hétérogène de chaux et d'eau sur le sol.

Il existe aussi dans le domaine de l'agriculture des enfouisseurs d'eau, munis de dents distributrices, utilisés pour l'enfouissement de liquides chargés, tels les lisiers, dans les sols agricoles.

Ces équipements, quant à eux, présentent des limites d'utilisation dans plusieurs domaines. Notamment, ils ne sont pas utilisables sur des sols rocailleux; en présence de gros blocs (>150 à 200 mm), qui créent une résistance à la pénétration des dents. Un mécanisme incorporé à l'épandeur fait alors sortir les dents du sol et le liquide se retrouve en surface avec tous les problèmes liés au ruissellement. Par ailleurs, leur profondeur d'enfouissement est limitée à environ 15 cm, et l'apport de liquide est limité à 25 à 30 dm3/m2.

Enfin, la distribution transversale du liquide n'est pas régulière sur toute la largeur de passage des engins. Le liquide se retrouve essentiellement au voisinage direct des dents. Cette hétérogénéité ne sera pas corrigée lors des étapes suivantes du traitement du sol, même 2882377 5 pas lors d'un malaxage. En effet, les malaxeurs travaillent le sol dans le sens d'avancement du matériel et non transversalement.

L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique en procurant un procédé et un dispositif de traitement de sols, en particulier de sols secs sensibles à l'eau, qui permette un enfouissement approprié et homogène de liquide de traitement dans le sol, en particulier en vue de son amélioration et/ou de sa stabilisation.

Pour résoudre ce problème, il est prévu suivant l'invention, un procédé de traitement de sols, en particulier de sols secs sensibles à l'eau comprenant: É un creusement dans le sol, jusqu'à une profondeur prédéterminée, de tranchées comportant un sillon vertical présentant une première largeur et, à ladite profondeur prédéterminée, un sillon horizontal ayant une deuxième largeur supérieure à la première, les tranchées étant creusées parallèlement de façon que les sillons horizontaux soient latéralement adjacents et, É un enfouissement, au moins dans les sillons horizontaux desdites tranchées, d'un liquide de traitement, éventuellement chargé d'une matière en suspension.

Par les termes "creusement d'une tranchée ou creusement de tranchées", il faut entendre une formation d'une ou de plusieurs tranchées temporaires, ce qui implique un ameublissement de la terre environnante et a pour conséquence que la tranchée temporaire s'éboule rapidement une fois que le liquide de traitement est enfoui, cet éboulement 25 est pratiquement simultané au creusement.

Le procédé selon l'invention permet une dispersion latérale homogène du liquide de traitement puisque les tranchées, dans lesquelles le liquide de traitement est introduit, ;sont creusées de manière que les sillons soient latéralement adjacents et qu'il n'y ait plus d'espace mort non traité entre deux tranchées différentes.

2882377 6 Le procédé selon l'invention recourt donc à un système d'enfouissement qui permet d'introduire le liquide de traitement à une profondeur prédéterminée avec une répartition régulière en largeur, ce qui facilite le dosage approprié du liquide de traitement et permet de limiter le nombre de passages d'engins, ce qui réduit considérablement les coûts.

Dès lors, en enfouissant le liquide de traitement qui peut être de l'eau ou un lait de chaux, les risques de surdosage d'eau qui font passer le sol à l'état plastique et qui perturbent la circulation de la matière en suspension éventuelle sont éliminés. En effet, l'enfouissement d'un liquide de traitement selon l'invention peut remplacer les étapes d'humidification préalable, de malaxage et d'épandage du lait de chaux, élimine le problème de ruissellement d'eau sur les sols en pente et dans les empreintes des engins et, de cette façon, régularise la teneur en eau du sol.

Avantageusement, la profondeur prédéterminée d'enfouissement selon l'invention est une profondeur de 20 à 75 cm, de préférence de 35 à 60 cm.

Dans le domaine de l'amélioration et de la stabilisation de sols secs, par exemple, les couches successives de remblais peuvent atteindre 50 cm de hauteur et une profondeur d'enfouissement qui peut être supérieure à 50 cm peut être nécessaire. Dès lors, le procédé selon l'invention prévoit un enfouissement à une profondeur allant de 20 à 75 cm, de préférence de 35 à 60 cm.

Avantageusement, dans une forme préférentielle de réalisation selon l'invention, le liquide de traitement présente une teneur en solide allant jusque 1000 g/dm3, de préférence d'environ 400 g/dm3. Comme liquide traitement, on peut envisager un lait de chaux par exemple.

Dans d'autres cas de sols, on trouve certains matériaux rocheux compacts, par exemple les pélites qui nécessitent un fractionnement important avant leur traitement pour utilisation en remblai, 2882377 7 plate-forme supérieure de terrassement, arase de terrassement, voire couche de forme ou couche de chaussée. A l'état naturel, ces matériaux se présentent sous forme de dalles compactes. Un apport d'eau permet en partie le délitage de ces roches. Cependant, après fractionnement, il subsiste des blocs qui ont une taille jusqu'à 600 mm. Cette taille importante rend inadaptés les moyens existants d'apport d'eau. Par ailleurs, un broyage plus fin, nécessaire afin respecter les spécifications du cahier des charges qui imposent de ne pas dépasser 200 mm pour les arases, est prohibitif en raison du caractère abrasif de ces roches, qui entraîne une usure rapide des équipements.

Pour cette raison, ces roches doivent, selon l'état antérieur de la technique être évacuées, ce qui nécessite un chargement, un transport et une mise en stock coûteux. Par ailleurs, le matériau rocheux doit être remplacé par un matériau de substitution fin, ce qui complique le traitement du sol et en augmente encore le coût, en raison des nombreux mouvements de matériaux et de l'énergie nécessaire à la réduction granulométrique des roches.

Afin de résoudre ce problème, le procédé selon l'invention, dans de tels cas de sols, comprend en outre: É un creusement préalable dans le sol à traiter, jusqu'à une profondeur prédéterminée, de tranchées préalables, comportant un sillon vertical présentant une première largeur et à ladite profondeur prédéterminée un sillon horizontal ayant une deuxième largeur supérieure à la première, les tranchées préalables étant creusées parallèlement de façon que les sillons horizontaux soient latéralement adjacents et, É un enfouissement d'eau au moins dans les sillons horizontaux desdites tranchées préalables.

Dès lors, le procédé de traitement selon l'invention permet également de traiter à l'eau ces roches ou ces pélites décrites ci-dessus, directement au départ de roches ayant une taille pouvant atteindre 600 mm. Le procédé permet leur délitage avec de l'eau, évite leur 2882377 8 évacuation et leur remplacement par un matériau de substitution. Ce sol pourra ultérieurement être traité au liquide de traitement avec le même système d'enfouissement.

L'invention se rapporte aussi à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Celui-ci comprend: É un châssis véhiculable, É au moins deux dents distributrices creuses, et É un réservoir de liquide de traitement, prévu pour distribuer ledit liquide de traitement à un canal de distribution logé dans chacune desdites dents distributrices, lesdites dents distributrices comprenant chacune: É une partie de support verticale qui relie lesdites dents distributrices au châssis, présente ladite première largeur et comporte ledit canal de distribution, É une partie de soc horizontale, comprenant une pointe avant de pénétration dans le sol, et un injecteur arrière qui est pourvu d'un orifice de sortie présentant ladite deuxième largeur supérieure à ladite première largeur et qui communique avec ledit canal de distribution de ladite partie de support.

Le dispositif selon l'invention, doté de dents distributrices creuses, incorpore en profondeur le liquide de traitement.

Le type de dent a dès lors été conçu pour permettre à la partie de soc de rester à la profondeur prédéterminée, même en présence de roches d'une taille supérieure à 600 mm, en particulier en présence de pélites et d'y distribuer sans débordement en surface, les quantités suffisantes de liquide de traitement, comme par exemple un lait de chaux, jusqu'à des teneurs en solide de 400 g/dm3 voire 1000 g/dm3, lorsque ces suspensions contiennent des agents fluidifiants. Le débit peut ainsi atteindre facilement 90 dm3/m2, voire même jusqu'à 300 dm3/m2. Ce résultat est obtenu sans risque de bouchage de 2882377 9 l'alimentation en liquide de traitement, ni par le solide de la suspension ni par les particules de sols.

De plus, la conception unique de la partie de soc permet premièrement de remonter les roches de grande taille à la surface du sol fractionné, grâce à sa pointe de pénétration du sol de type soc de charrue, ceci permet ensuite leur délitage et deuxièmement, elle permet une distribution équivalente de liquide de traitement dans chacune des dents au départ du réservoir grâce à l'injecteur arrière qui présente un orifice de sortie présentant ladite deuxième largeur supérieure à ladite première largeur et qui communique avec ledit canal de distribution de ladite partie de support. Cela nécessite notamment un bon équilibre des pressions entre les alimentations des différentes dents, au départ du réservoir.

Par "véhiculable", on entend que le châssis peut être poussé ou tracté ou bien encore même être automobile.

Avantageusement, le dispositif comprend un élément de renforcement reliant ladite partie de support et la partie de soc, ce qui permet de résister à un éventuel choc avec des roches d'une taille supérieure à 600 mm, en particulier avec des pélites, comme décrit ci-dessus.

Dans une forme de réalisation particulièrement préférentielle selon l'invention, le châssis présente une largeur de châssis et les orifices de sorties desdites dents distributrices reliées audit châssis sont, dans une vue arrière, directement adjacents l'un à l'autre, lesdits orifices de sorties occupant de préférence une largeur au moins équivalente à ladite largeur de châssis.

Dès lors, les dents sont alignées de telle façon que la largeur couverte par chaque dent soit complémentaire des autres et couvre ainsi sans zone morte, toute la largeur du châssis. On évite ainsi la variation transversale de liquide de traitement enfoui, rencontrée lors du traitement avec des équipements classiques qui n'est traditionnellement pas rectifiée par un passage transversal.

2882377 10 Avantageusement, selon l'invention, il est prévu que dans une vue en plan, les dents distributrices reliées audit châssis soient placées en quinconce, de manière alignée en au moins deux rangées parallèles. Ceci permet une répartition homogène du liquide de traitement.

II est clair que les orifices de sortie des dents ne peuvent être parfaitement adjacents étant donné l'épaisseur de leur paroi et que dès lors placer les dents en quinconce permet le creusement de sillons parfaitement adjacents. Lorsque des pélites sont présentes et qu'elles rencontrent une dent distributrice, la roche est déviée latéralement et ne rencontre pas une autre dent puisque les dents sont placées en quinconce. De plus, les dents alignées sur deux rangées resteront bien mieux enfoncées dans le sol lors de l'avancée du châssis véhiculable. Cette disposition réduit le soulèvement éventuel du châssis lors de la progression du dispositif selon l'invention dans un sol à traiter. Pour cette même raison d'équilibrage de la résistance lors de la progression, les dents seront avantageusement au nombre de 5.

Dans une forme de réalisation particulièrement préférentielle de l'invention, les dents ont une longueur permettant d'enfouir le liquide de traitement à une profondeur de 20 à 75 cm, de préférence de 35 à 60 cm.

Dès lors, l'enfouissement à la profondeur prédéterminée selon l'invention et la forme des sillons creusés ne posent pas de problème en cas de rencontre de roches d'une taille inférieure à environ 600 mm. Les roches passent entre les sillons verticaux et, puisque les dents ne remontent pas, les sillons horizontaux adjacents restent adjacents et l'épandage reste uniforrne. L'enfouissement du liquide de traitement selon l'invention n'est pas dévié de sa trajectoire par des blocs. Le type de sillon permet de rester à la, profondeur voulue et d'y distribuer sans débordement en surface, les quantités suffisantes de liquide de traitement.

2882377 11 D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en 5 faisant référence aux dessins annexés.

Sur les figures, les éléments identiques ou analogues portent les mêmes références.

La figure 1 est une vue arrière d'une forme de réalisation préférentielle du dispositif selon l'invention dans laquelle le châssis comprend cinq dents creuses distributrices enfoncées dans le sol.

La figure 2 est une vue en élévation de la forme de réalisation illustrée à la figure 1.

La figure 3 est une vue de profil de la forme de réalisation illustrée à la figure 1.

Comme on peut le voir à la figure 1, des dents 1 sont fixées sur le châssis 2. Chaque dent comprend une partie de support 3 et une partie de soc 4. La partie de soc 4 comprend une pointe avant 5 (figure 3) de pénétration dans le sol et un injecteur arrière 6 qui présente un orifice de sortie 6a. Comme susdit, la partie de support 3 de chaque dent 1 comprend un canal de distribution 7 et elle présente une largeur LI qui est inférieure à la largeur L2 des orifices de sortie de la partie de soc de ladite dent. La largeur L2 est telle que dans une vue arrière (figure 1), les orifices de sortie 6a de liquide de traitement des injecteurs 6 soient directement adjacents l'un à l'autre. Dès lors, sur la largeur de châssis, les orifices de sortie 6a des injecteurs 6 se rejoignent pour permettre le dépôt d'une veine continue de liquide de traitement.

La partie de support 3 de chaque dent 1 comprend donc un canal de distribution 7 qui communique avec un réservoir (non illustré) de liquide de traitement par l'intermédiaire d'une nourrice de répartition 8 qui 2882377 12 permet que le dosage du liquide de traitement soit identique dans chaque dent 1.

La nourrice de répartition 8 est équipée, dans la forme de réalisation préférentielle illustrée, de cinq sorties 9 raccordées à un tuyau flexible repère 10 qui vient alimenter le canal de distribution 7 de chaque partie de support 3 de chaque dent creuse distributrice 1.

Le liquide de traitement, provenant du réservoir arrive dans la nourrice 8 qui le répartit entre les canaux de distribution 7 de chaque dent 1, il s'écoule et pénètre dans la partie de soc 4 de chaque dent 1, plus précisément dans l'injecteur 6, et il est ensuite amené au niveau de l'orifice de sortie 6a de l'injecteur 6. C'est seulement après le passage de l'orifice de sortie 6a dans la tranchée creusée à l'avant par la partie de soc 4 de la dent 1 que le terrain naturel s'affaisse grâce à l'ameublissement de la terre environnante et qu'il vient recouvrir la veine de liquide de traitement déposée. La séquence de creusement de la tranchée, d'injection de liquide et d'affaissement du sol s'effectue dans cet ordre au fur et à mesure de l'avancement de l'équipement. En raison de la vitesse d'avancement, on peut dire que ces 3 phrases sont presque simultanées.

Lorsque le débit du liquide de traitement, par exemple de lait de chaux, est inférieur à 100 dm3 /h, une réduction repère 11 peut être intercalée à l'entrée du canal de distribution 7 pour équilibrer le débit sur chaque dent 1.

La hauteur de la partie de support peut atteindre 75 cm, de préférence 60 cm, et la hauteur du châssis par rapport au sol permet le passage de blocs de 600 mm (60 cm). Les blocs de 600 mm peuvent dès lors également passer entre les dents.

Comme on peut le voir à la figure 2, le châssis 2 de la forme de réalisation préférentielle illustrée comprend cinq dents creuses distributrices 1 alignées en deux rangées, en quinconce.

La rangée avant comprend deux dents 1 et la rangée arrière en comprend trois. Cette disposition permet une meilleure répartition de 2882377 13 l'effort de traction sur le châssis et de maintenir en permanence les dents 1 dans le sol. Eventuellement, on peut ajouter un dispositif de contrepoids latéraux 12 simplement accrochés au châssis pour le maintenir appuyé et pour bien maintenir les dents enfoncées dans le sol.

A la figure 3, on peut voir plus en détail le profil des dents creuses distributrices 1 selon l'invention. La partie de support 3 comprend une pièce de renforcement 13 attachée par des moyens de fixation 15 appropriés, comme par exemple, des boulons, des vis, des écrous et analogues, situés sur la plaque support 14. Cette pièce de renforcement 13, la rigidité du châssis 2 et les moyens de fixation des dents sur celui-ci permettent de maintenir en permanence les dents dans le sol et renforce le dispositif selon l'invention dans le but de lui conférer une résistance suffisante contre les efforts dus aux roches et aux pélites qu'il pourrait éventuellement rencontrer. Comme on l'a déjà dit ci-avant, la partie de soc 4 est équipée d'une pointe soudée 5 à l'avant qui assure la pénétration dans le sol. Cette pointe de pénétration de sol 5 est remplaçable en cas d'usure.

L'invention va maintenant être décrite plus en détail au moyen d'exemples non limitatifs qui sont insérés ici uniquement à des fins illustratives.

Exemple comparatif 1

Un chantier d'autoroute traversant des argiles à silex, sèches, compactes et sensibles à l'eau, nécessite l'enfouissement de lait de chaux à 400 g/dm3 pour apporter 30 g d'eau et 20 g de chaux vive par kg de sol, soit 12 kg de chaux au m2 et 22 dm3 d'eau au m2.

La procédure classique suivante de traitement du sol a été adoptée.

1. Fractionnement et ameublissement du sol par trois passages successifs d'un fractionneur d'une profondeur de 40 cm, assurant une mouture de 500 à 600 mm.

2882377 14 2. Réduction par broyage de la mouture en surface, à moins de 150 à 200 mm sur une profondeur de 10 à 15 cm.

3. Enfouissement de lait de chaux par citerne agricole, équipée d'un enfouisseur classique à disque combiné et patte d'oie, à raison de 25 dm3/m2, soit 17 g de chaux et 25 g d'eau par kg de sol.

4. Malaxage à 40 cm de profondeur avec une mouture à moins de mm en un passage.

A l'issue du traitement, des prélèvements de sols ont été effectués afin d'évaluer en laboratoire la qualité du traitement.

Ce procédé de traitement par équipement traditionnel d'enfouissement a nécessité l'étape 2 de réduction complémentaire de la mouture à moins de 200 mm, afin d"éviter les pertes de lait de chaux, consécutive au soulèvement fréquent des dents de l'enfouisseur.

Par ailleurs, les essais de laboratoire montrent que la teneur en eau dans le sol est très hétérogène et parfois inférieure au seuil d'alerte, qui est de 95% de la teneur en eau à la densité optimale, voire même du seuil de refus (90% de la teneur en eau à la densité optimale). En effet, le teneur cible en eau est comprise entre 144 g et 177 g par kg de sol. Après un passage de l'enfouisseur traditionnel, la teneur en eau variait entre 119 g et 177 g/kg de sol montrant des déficits certains par endroit. Par contre, un second passage de l'enfouisseur conduit à des teneurs trop élevées, comprises entre 193 g et 219 g/kg de sol.

Un seul passage d'erifouisseur ne permet donc pas d'atteindre la teneur en eau recherchée. Certaines valeurs sont trop faibles et ne permettent pas de réceptionner la plate-forme. Le travail doit être repris. Il faudrait donc pouvoir augmenter la quantité enfouie à chaque passage Par ailleurs, on relève la présence de ruissellement en surface au droit des sillons d'enfouissement. La profondeur de pénétration est trop faible; il faudrait l'augmenter afin de supprimer le ruissellement.

2882377 15 Enfin, on constate que la dispersion des valeurs de teneur en eau est trop grande, jusqu'à plus de 30% de la valeur ciblée: près de 60 g d'écart par kg de sol (119 g/kg à 177 g/kg) entre les valeurs extrêmes, lors d'un seul passage. La répartition du liquide de traitement dans le sol n'est pas assez régulière.

Exemple comparatif 2

Un chantier d'autoroute traversant des matériaux évolutifs, du type pélites, roches très compactes qui se délitent toutefois en présence d'eau, nécessite un enfouissement de 50 dm3 d'eau au m2, avant traitement à la chaux.

Pour la réalisation d'une arase de terrassement, la procédure classique suivante de traitement du sol a été adoptée.

1. Fractionnement et ameublissement du sol par un passage d'un fractionneur d'une profondeur de 40 cm, assurant une mouture à moins de 600 mm.

2. Chargement, évacuation et mise en stock des pélites.

3. Apport du matériau de substitution. 4. Humidification du matériau d'apport par enfouisseur traditionnel.

5. Apport de chaux vive.

6. Malaxage du sol.

7. Ajustement de la teneur en eau.

8. Malaxage du sol.

Ce procédé de traitement par équipement traditionnel d'enfouissement a nécessité les étapes 2 et 3 d'évacuation des pélites et d'apport d'un matériau de substitution.

En effet, les équipements traditionnels d'ajout d'eau ne permettent pas de traiter directement la fraction granulométrique allant jusqu'à 600 mm de ces roches (soulèvement des dents...). Par ailleurs, le nombre de passages nécessaires des engins de fractionnement (bulldozers ou compacteurs équipés de dents de fractionnement) pour réduire la taille des roches à moins de 200 mm serait prohibitif. De plus, 2882377 16 des roches de grande taille restent enfouies dans les matériaux, rendant impropre le sol à l'usage recherché, exigeant une granulométrie inférieure à 200 mm. Les pélites sont donc évacuées et remplacées par un matériau fin de substitution, ce qui retarde le chantier et augmente considérablement les coûts.

Il faudrait donc un équipement qui permette d'enfouir l'eau suffisamment profondément dans le sol afin d'entrainer le délitage des pélites dans la masse du sol travaillé. Ce matériel devra permettre de travailler en présence de blocs de taille jusqu'à 600 mm.

Exemple conforme à l'invention 3 Un chantier d'autoroute, similaire à celui de l'exemple comparatif 2, traversant des matériaux du type pélites, très compactes mais se délitant en présence d'eau, nécessite un enfouissement d'eau avant traitement à la chaux.

Une procédure de traitement du sol selon l'invention a été adoptée.

1. Fractionnement et ameublissement du sol par un passage d'un fractionneur d'une profondeur de 40 cm, assurant une mouture à moins de 600 mm.

2. Passage d'un compacteur, équipé de dents de fractionnement.

3. Passage d'un équipement d'enfouissement selon l'invention, qui participe au décompactage du sol et ajoute 20 dm3 d'eau par m2. Lors de cette même opération d'enfouissement, les blocs de grande taille sont remontés en surface.

4. Passage d'un compacteur, équipé de dents de fractionnement ou enlèvement de gros blocs.

5. Enfouissement de lait de chaux avec un équipement selon l'invention, afin d'effectuer un ajout complémentaire de 30 dm3 d'eau par m2 et un apport de chaux correspondant à un dosage de 1,5% par rapport à la matière sèche du sol. 15

2882377 17 6. Malaxage du sol.

A l'issue du traitement, des prélèvements de sols ont été effectués afin d'évaluer en laboratoire la qualité du traitement.

Ce procédé de traitement selon l'invention évite tout d'abord les étapes 2 et 3 de l'exemple comparatif 2 d'évacuation des pélites et d'apport d'un matériau de substitution. L'ensemble des étapes 2 à 4 de l'exemple comparatif 2 sont remplacées par une humidification directe des roches grossières au moyen de l'équipement selon l'invention, encadrées par deux opérations de compactage. Le procédé selon l'invention s'avère donc plus simple, plus rapide et moins coûteux, pour les étapes 2 à 4 du procédé.

Par ailleurs, dans le procédé selon l'invention, l'apport d'eau peut facilement être limité à l'étape 3, en évitant tout risque de ruissellement tout en apportant assez d'eau pour le délitage des roches.

En effet, le complément d'eau est apporté en réutilisant l'équipement d'enfouissement selon l'invention pour ajouter un lait de chaux plutôt qu'une chaux vive, comme à l'exemple comparatif 2. En effet, l'équipement d'enfouissement selon l'invention permet d'injecter à la profondeur suffisante (35 à 55 cm) un lait de chaux sans risque de ruissellement, présent à l'exemple comparatif 1, avec un équipement traditionnel. II n'y a pas de correction hydrique nécessaire après l'étape 6, comme c'est le cas dans la solution traditionnelle, aux étapes 7 et 8 de l'exemple comparatif 2.

Le procédé de traitement des sols selon l'invention permet donc la valorisation sur place de pélites qui se présentent initialement sous forme de roches compactes, traditionnellement non réutilisées.

De même, contrairement au traitement traditionnel de l'exemple comparatif 1, le procédé selon l'invention permet de respecter scrupuleusement les teneurs en eau recherchées sur TOUTE la largeur de l'équipement, sans zone morte (zone non traitée). II n'y a donc pas de dispersion importante des valeurs des teneurs en eau selon 2882377 18 l'invention, comme c'était le cas avec l'équipement traditionnel de l'exemple comparatif 1. En effet, la teneur en eau du sol variait à peine de 2 g/kg sol, pour une cible de 175 g/kg L'équipement d'enfouissement selon l'invention remplit donc plusieurs rôles: - l'aide au fractionnement du sol; - l'apport d'eau dans un sol rocailleux, avec une répartition constante dans le sol; l'enfouissement de la quantité de chaux, nécessaire au traitement du sol.

Pour un apport d'eau limité à 50 dm3/m2, le procédé selon l'invention économise un passage d'enfouisseur (en comparaison avec l'exemple comparatif 1). Par ailleurs, le procédé selon l'invention permet d'éviter l'épandage avec la chaux pulvérulente (en comparaison avec l'exemple comparatif 2) ; il évite également la correction hydrique finale et un passage de malaxage. L'équipement selon l'invention augmente les performances de malaxage, en participant à la réduction de la taille des blocs dans le sol, évite l'usure prématurée ou la rupture des rotors, en permettant l'extraction des blocs de taille importante.

Il est bien entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir de la portée de la protection.

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Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement de sols, en particulier de sols secs sensibles à l'eau, comprenant: É un creusement dans le sol, jusqu'à une profondeur prédéterminée, de tranchées comportant un sillon vertical présentant une première largeur (LI) et, à ladite profondeur prédéterminée, un sillon horizontal ayant une deuxième largeur (L2) supérieure à la première (LI) , les tranchées étant creusées parallèlement de façon que les sillons horizontaux soient latéralement adjacents et, É un enfouissement, au moins dans les sillons horizontaux desdites tranchées, d'un liquide de traitement, éventuellement chargé d'une matière en suspension.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la profondeur prédéterminée est une profondeur de 20 à 75 cm, de 15 préférence de 35 à 60 cm.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le liquide de traitement est un lait de chaux ou de l'eau.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le liquide de traitement présente une teneur en solide allant jusque 1000 20 g/dm3, de préférence d'environ 400 g/dm3.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant, avant ledit creusement: É un creusement préalable dans le sol à traiter, jusqu'à une profondeur prédéterminée, de tranchées préalables, comportant un sillon vertical présentant une première largeur (L,) et, à ladite profondeur prédéterminée, un sillon horizontal ayant une deuxième largeur (L2) supérieure à la première (LI) , les tranchées préalables étant creusées parallèlement de façon que les sillons horizontaux soient latéralement adjacents et, É un enfouissement d'eau au moins dans les sillons horizontaux desdites tranchées préalables.

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6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant: É un châssis véhiculable (2), É au moins deux dents distributrices creuses (1), et É un réservoir de liquide de traitement, prévu pour distribuer ledit liquide de traitement à un canal de distribution (7) logé dans chacune desdites dents distributrices (1), lesdites dents distributrices (1) comprenant chacune: É une partie de support (3) verticale qui relie lesdites dents distributrices (1) au châssis (2), présente ladite première largeur (LI) et comporte ledit canal de distribution (7), É une partie de soc (4) horizontale, comprenant une pointe (5) avant de pénétration dans le sol, et un injecteur arrière (6) qui est pourvu d'un orifice de sortie (6a) présentant ladite deuxième largeur (L2) supérieure à ladite première largeur (LI) et qui communique avec ledit canal de distribution (7) de ladite partie de support (3).

7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la partie de support (3) comprend un élément de renforcement (13) reliant ladite partie de support (3) et la partie de soc (4).

8. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel le châssis (2) présente une largeur de châssis et dans lequel les orifices de sortie (6a) desdites dents distributrices reliées (1) audit châssis (2) sont, dans une vue arrière, directement adjacents l'un à l'autre.

9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel lesdits orifices de sorties (6a) occupent une largeur au moins équivalente à ladite largeur de châssis.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel, dans une vue en plan, les dents distributrices (1) reliées audit châssis (2) sont placées en quinconce, de manière alignée en au moins deux rangées parallèles.

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11. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, dans lequel les dents distributrices (1) ont une longueur permettant d'enfouir le liquide de traitement à une profondeur de 20 à 75 cm, de préférence de 35 à 60 cm.

12. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11 dans lequel les dents distributrices (1) sont au nombre de 5.