WO2017013345A1 - Matériau de construction composite renforcé - Google Patents

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WO2017013345A1
WO2017013345A1 PCT/FR2016/051839 FR2016051839W WO2017013345A1 WO 2017013345 A1 WO2017013345 A1 WO 2017013345A1 FR 2016051839 W FR2016051839 W FR 2016051839W WO 2017013345 A1 WO2017013345 A1 WO 2017013345A1
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WO
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fibers
glue
reinforcing
granular material
assembly
Prior art date
Application number
PCT/FR2016/051839
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Marie Cognon
Original Assignee
Soletanche Freyssinet
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Application filed by Soletanche Freyssinet filed Critical Soletanche Freyssinet
Publication of WO2017013345A1 publication Critical patent/WO2017013345A1/fr

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles

Definitions

  • the present invention relates to building materials used for the formation of foundations, embankments, reinforcing columns, or any other element of foundation or reinforcement in a civil engineering work.
  • the reinforcing fibers can be provided in different forms.
  • the fibers can be formed in geotextile webs but this technique gives a non-isotropic resulting material and is therefore unsuitable for all uses.
  • one or more continuous son are deposited at the same time as the granular material, but this involves doing this operation directly on the final place of implementation.
  • the adhesive is not yet set, it allows the movement of granular material particles and reinforcing fibers, which allows the assembly to be compacted easily and form a coherent material , the taking of the adhesive intervening after this compaction, to give a robust and consistent composite material.
  • step e- Before step e-, according to one embodiment, one proceeds to: d- mixing the coated fibers and the granular material, the assembly then being a mixed assembly. Thus one can obtain a material with isotropic properties.
  • step c- the glue is deposited by spraying on a stream of fibers previously cut; whereby we have a simple solution for sticking the fibers.
  • step c- one proceeds simultaneously to the cutting of one or more continuous son of fibers and the projection of the glue by spraying on the fibers (just cut), in front of a curtain of sand, which projects the glued fibers on the sand curtain; this forms an advantageous and simple way of obtaining the assembly of the composite material;
  • the cut fibers preferably have lengths of between 5 cm and 30 cm; it turns out that this range of length represents a good compromise between on the one hand an effective and homogeneous mixture and on the other hand a mechanical effect of tensile strength in the final material compacted and glued.
  • the fibers are arranged in a network for example in a geotextile web; which is a powerful and optimized solution for forming a horizontal bedding layer.
  • step c- we can add the glue by dipping the geotextile web in a bath of glue. This forms a continuous process optimized from the industrial point of view.
  • a long-polymerization silicate-based compound or a 2-component adhesive reactive together can be selected for the retarding glue; this gives a good control of setting time;
  • the setting of the glue can occur over time or alternatively, the triggering of the setting can also be obtained by contact of the glue with a chemical reaction hardener or by contact of the glue with the water supplied during the treatment. compacting operation or by temperature change.
  • the setting time of the adhesive delay greater than 2 hours; there are thus great possibilities of transport / implementation after preparation, before taking the glue.
  • the adhesive may be formed by a tubular coating (that is to say a sheathing) prefabricated on the son and protected by a protective layer for example water-soluble. This gives an optimum distribution of the glue with respect to the fibers, and a good control of the moment of triggering of the glue taking in contact with water.
  • the volume of the fibers may be advantageously less than 10% of the voids between grains once the compacted material; so that the permeability is preserved by the presence of voids.
  • the proportion of fibers by weight may advantageously be less than 1% of the weight of aggregates; the supply of fibers is therefore inexpensive.
  • the reinforcing fibers may be polyester fibers or glass fibers; these materials are cheap and easy to source;
  • the son in continuous form pass in a bath of glue and are cut; whereby a good compromise solution is obtained for quality gluing and cutting to a desired length.
  • the adhesive may be formed in soluble microcapsules and hooked to the son, preferably in water and the polymerization of the adhesive is triggered by the aqueous presence; this forms an alternative to a conventional gluing fibers and allows a good control of the moment of triggering the glue taking.
  • the granular material will be sand or gravel, or even sandy material coming from; according to the invention, any granular material of easy availability can be used near the site.
  • the invention also relates to coherent compacted materials obtained by the method described above, as well as civil engineering works using these materials.
  • FIG. 1 represents a portion of material compacted compacted composite according to the invention, in a configuration with isotropic properties
  • FIG. 1A illustrates in more detail the interface between the fibers coated with delayed setting glue and the grains
  • FIG. 2 represents a portion of coherent compacted composite material according to the invention, in a flat bed configuration
  • FIG. 2A illustrates an example of a geotextile sheet used in the configuration of FIG. 2,
  • FIG. 3 illustrates an exemplary method used for the preparation of the composite material
  • FIG. 4 illustrates another example of a process used for the preparation of the composite material
  • FIG. 5 illustrates another example of a method used for the implementation of the composite material
  • FIG. 6 illustrates another example of use of the composite material
  • FIG. 7 illustrates another example of a method used for the implementation of the composite material
  • Fig. 1 shows the structure of the material obtained according to a first embodiment of the present invention, as obtained after finalization.
  • This composite material firstly comprises a granular material 1 formed of gravel, pebbles, also called 'grains' hereinafter.
  • the granular material 1 may be coarse sand available near the site.
  • the granular material 1 may be a material with a specific granularity, for example of size [0-35mm], but it may also be a random material comprising grains of different sizes and shapes.
  • the granular material 1 may contain sand and fines in addition to gravel and pebbles. Between the grains of which are arranged fibers 4, called reinforcing fibers. More specifically, each fiber consists of a bare fiber 2 coated with a layer of glue 3 which will be discussed later.
  • the bare fiber 2 can be obtained from glass yarns, poylester, polyethylene, ... which are cut.
  • the fibers are cut by grinding, preferably with lengths between 5 cm and 30 cm.
  • a more or less wide interval may be provided for the length of the reinforcing fibers.
  • it can provide a cut to length, centered on a predefined length of between 50mm and 100mm.
  • the transverse dimension of the fibers it is small compared to the axial length of the fibers, with a preferably circular section, and a diameter less than 0.3 mm, typically in the range 0.1 mm to 0.2 mm.
  • the adhesive 3 is a delay adhesive, that is to say a delayed-setting adhesive, the setting of this adhesive occurring after the compaction of the entire composite material.
  • the retarder may be a long-polymerization silicate.
  • the retarder may be a two-component adhesive reactive together, i.e., a resin base substrate and a hardener, the setting process being triggered by mixing the resin and hardener .
  • a two-component epoxy glue type SICOMIN TM 8450/8451 As shown in Figure 1A, the bonding is provided by the hardened adhesive (also called 'crosslinked') between the fibers 2 and the grains (la, lb). On the other hand, generally there is no glue in contact grain on grain lb. The fibers having a certain length, and because of their bonding on the grain surface, the fiber takes up the tensile forces T, tending to separate one grain from the other, to give the finalized material good mechanical consistency.
  • the fibers are arranged in a network in geotextile layers 40.
  • This configuration corresponds, for example, to a seat layer for a road surface, or to an airport runway, a railway bedrock , or to a landfill-type embankment.
  • a layer 91 of granular material for example, coarse sand
  • a geotextile layer 40 that is substantially horizontal
  • another layer 92 of granular material then another geotextile layer 40
  • another layer 93 of granular material and so on After compacting and taking the glue, the illustrated structure is obtained, with improved mechanical properties in all horizontal directions.
  • FIG. 3 illustrates the process for obtaining the composite material according to the first embodiment.
  • the reinforcing fibers they are firstly supplied in the form of a quasi-continuous yarn 20 which is introduced into a mill 61. In this mill, the fibers are broken, and at the outlet, fibers of a length are obtained. between 5 cm and 30 cm.
  • the fibers thus obtained are discharged in front of a glue spraying system which comprises a spraying device 62 of the compressed air pistol type. glue recovery system, with a tank 64 and a pump 63.
  • glue spraying system which comprises a spraying device 62 of the compressed air pistol type. glue recovery system, with a tank 64 and a pump 63.
  • glue spraying system which comprises a spraying device 62 of the compressed air pistol type. glue recovery system, with a tank 64 and a pump 63.
  • glue spraying device 62 of the compressed air pistol type.
  • glue recovery system with a tank 64 and a pump 63.
  • the coated fibers 4 fall on a treadmill 65 which brings sand. This results in output of this treadmill an assembly 9 of glued fibers and sand.
  • the assembly 9 is introduced into a kneader 68 to achieve and optimize the mixture without additional gravel or pebbles.
  • the sand is not necessarily calibrated there may be grains of very different sizes in the sand 1 in question. Thus, one can choose any sand available near the site.
  • the assembled ingredients are discharged by gravity into the kneader 68 in which a homogeneous mixture of granules / grains and glue fibers is formed.
  • the resulting composite material 8 is ready for further use, the glue being still unhardened (not taken) at this stage.
  • FIG. 4 illustrates a variant of the process for obtaining the material.
  • the reinforcing fibers are provided as a quasi-continuous yarn supplying a spool 27 which is unwound.
  • a fiberglass wire relatively easy to cut.
  • a cutting system 88 cuts / breaks the fiber yarn into relatively short pieces of fiber 2, for example of a length of between 5 cm and 30 cm.
  • the spraying system is similar or identical to that described above, and sprays glue 3 on the cut fibers 2.
  • a sand curtain 54 which continuously falls from an upper system 5 which comprises a hopper 50 a metering slot 51 and a diffuser 52.
  • the spraying system sprays the glue-coated fibers 4 towards the sand curtain 54, which already forms an assembly 9 of glued fibers and sand.
  • the cutting system 88 and the spraying system can be combined in a multifunctional gun which allows simultaneously in a single apparatus a cutting of the fibers and a projection of the resin on the fibers to the sand curtain.
  • the assembled ingredients are received in a second hopper 67 which flows by gravity into the kneader 68 in which a homogeneous mixture 8 of granules / grains and glue fibers is formed.
  • the mixer is a light roller mixer with teeth or brush.
  • the resulting composite material 8 is ready for subsequent use, the glue being still at this stage uncured (not taken).
  • this composite material 8 can be poured into a cavity 18 which has been previously excavated.
  • this composite material 8 is a question of forming a reinforcing column of a base of building, alternative solution to a conventional pile.
  • the setting of the glue can be obtained simply by the time that elapses, or can be triggered mechanically by crushing or chemically by contacting the hardener with the base resin following the compacting / crushing. Similarly, of course, the glue can take place even in the presence of water in the compacted material.
  • the composite material with hardened glue has isotropic properties, both in tension and in compression.
  • FIG. 6 illustrates the method of obtaining according to the second embodiment, to form a structure of the reinforced earth type, or a layer of form (or of a seat) for a road surface, an airport runway, a railway bed, etc., as already mentioned in connection with FIG. 2.
  • a construction machine 71 is used which progresses to the right in the illustrated example; this construction machine 71 carries a roll 74 of raw geotextile web 40a, an adhesive bath 73 containing glue 3 with characteristics as mentioned above and pressure rollers 93.
  • a second layer 11 of aggregates is deposited on the geotextile web 40. Then compaction is carried out with a compactor machine 72.
  • the geotextile web forms a two-dimensional structure, of continuous type forming a sheet.
  • the geotextile web may have a mesh network structure, with a plurality of continuous plane branches 41, 42, including long reinforcing fibers (only one fiber 2 is shown in FIG. 2A).
  • the branches 41, 42 intersect orthogonally at the place 43 of their intersections, the mesh network also comprises recessed portions 44 which promote the anchoring of the geotextile web between two layers of aggregates.
  • FIG. 7 an alternative of the process used for the preparation of the glued fibers is illustrated.
  • the fibers are provided in the form of a wire reel 94 which unwinds, the wire 20 passing through a glue tank 74.
  • a coated wire 20 ' is obtained which passes into guide rollers 93.
  • a suitable cutting tool 88 cuts the glue-coated yarn 20 'by a predefined length to give glue-cut fibers 4 which will be mixed with a granular material 1 and implemented as previously described.
  • the fiberglass yarn can be co-extruded with a cladding layer which comprises the glue and optionally a protective layer, in which case the glue reacts with water to trigger the setting. .
  • the proportion of fibers is less than 1% of the weight of aggregates and that the volume of the fibers is less than 10% of the voids between grains once the compacted material.
  • the setting time of the glue can depend quite significantly on the ambient temperature.
  • the choice of delayed-setting glue can be made to ensure that all the operations of implementation of the composite material 8 will be completed before the actual crosslinking of the glue.
  • we aim a minimum time of 2 hours but depending on the operations planned on the site, we can choose the glue to have a minimum available time before taking 3h, 4h same or more, or a configuration or the beginning of taken is triggered by the compacting operation.

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Abstract

Matériau de construction composite renforcé incorporant de la colle à prise retardée et méthode pour former un tel matériau comprenant: a- fournir un matériau granuleux (1), b- fournir des fibres de renforcement (2), sous forme de fibres séparées ou sous forme de réseau de fibres, c- fournir de la colle à retard (3), adjointe sur les fibres de renforcement, d- mélanger le cas échéant, e- disposer un assemblage incluant les fibres enduites et le matériau granuleux dans une cavité ou sur le sol,f- compacter, g- laisser prendre la colle.

Description

Matériau de construction composite renforcé
La présente invention est relative aux matériaux de construction utilisés pour la formation de massifs de fondation, de remblais, de colonnes de renfort, ou de tout autre élément d'assise ou de renforcement dans un ouvrage de génie civil.
Il est déjà connu d'incorporer des fibres de renforcement à un matériau pulvérulent ou granuleux, les fibres de renforcement pouvant être fournies sous différentes formes. Par exemple, les fibres peuvent être formées dans des nappes géotextiles mais cette technique donne un matériau résultant non isotrope et ne convient donc pas pour tous les usages. Selon un autre exemple, un ou plusieurs fils continus sont déposés en même temps que le matériau granuleux, mais cela implique de faire cette opération directement sur le lieu final de mise en œuvre. Selon un troisième exemple, on peut incorporer des fibres de petite dimension longitudinale au matériau pulvérulent dans une étape de préparation préalable suivie d'une mise en oeuvre sur le site de chantier et compactage ; toutefois, l'effet de renforcement dû à la présence de ces fibres courtes s'avère insuffisant dans certaines applications .
II faut remarquer aussi que l'adjonction d'un liant hydraulique ou bitumineux conduit à un matériau résultant de type 'béton fibré' qui peut être insuffisamment perméable pour certaines applications de fondation/soutènement et d'autre part ses propriétés mécaniques peuvent être encore améliorées.
Par conséquent, il est apparu un besoin d'améliorer encore les solutions existantes pour former des matériaux compactés cohérents.
À cet effet, il est proposé ici une méthode pour former un matériau composite compacté cohérent, la méthode comprenant :
a- fournir un matériau granuleux,
b- fournir des fibres de renforcement, sous forme de fibres séparées ou sous forme de réseau de fibres, ou sous forme de fil continu à couper,
c- fournir de la colle à prise à retard, c'est-à-dire à prise retardée, déposée sur les fibres de renforcement, e- verser un assemblage incluant les fibres enduites de colle et le matériau granuleux dans une cavité ou sur le sol ,
f- compacter,
g- laisser prendre la colle.
Grâce à ces dispositions, pendant le compactage, la colle n'étant pas encore prise, elle autorise le déplacement des particules de matériau granuleux et des fibres de renforcement, ce qui permet à l'ensemble d'être compacté facilement et former un matériau cohérent, la prise de la colle intervenant après ce compactage, pour donner un matériau composite robuste et cohérent.
Dans divers modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
- Avant l'étape e-, selon une réalisation, on procède à : d- mélanger les fibres enduites et le matériau granuleux, l'assemblage étant alors un assemblage mélangé. Ainsi on peut obtenir un matériau aux propriétés isotropes.
- A l'étape c-, selon une réalisation, on dépose la colle par pulvérisation sur un flux de fibres préalablement découpées ; moyennant quoi, on dispose d'une solution simple pour encoller les fibres.
- A l'étape c-, selon une autre réalisation, on procède simultanément à la découpe d'un ou plusieurs fils continus de fibres et à la projection de la colle par pulvérisation sur les fibres (juste découpées), devant un rideau de sable, ce qui projette les fibres encollées sur le rideau de sable; ceci forme une façon avantageuse et simple d'obtenir l'assemblage du matériau composite ;
De plus, les fibres découpées ont de préférence des longueurs comprises entre 5 cm et 30 cm ; il s'avère que cette gamme de longueur représente un bon compromis entre d'une part un mélange efficace et homogène et d'autre part un effet mécanique de résistance en traction dans le matériau final compacté et collé.
- Selon une autre réalisation, les fibres sont agencées en réseau par exemple dans une nappe géotextile ; ce qui est une solution performante et optimisée pour former une couche d'assise horizontale.
- Dans ce cas, à l'étape c-, on peut adjoindre la colle par trempage de la nappe géotextile dans un bain de colle. Ce qui forme un processus continu optimisé du point de vue industriel .
- On peut choisir pour la colle à retard un composé à base de silicate à polymérisation longue ou une colle à 2 composants réactifs ensemble ; on obtient ainsi une bonne maîtrise du temps de prise ;
La prise de la colle peut intervenir avec le temps ou alternativement, le déclenchement de la prise peut être aussi obtenu par contact de la colle avec un durcisseur à réaction chimique ou encore par contact de la colle avec de l'eau apportée lors de l'opération de compactage ou par changement de température.
- De préférence, le temps de prise de la colle à retard supérieur à 2 heures ; on dispose ainsi de grandes possibilités de transport/mise en œuvre après préparation, avant prise de la colle.
Selon une option, la colle peut être formée par un enrobage tubulaire (c'est-à-dire un gainage) préfabriqué sur les fils et protégée par une couche de protection par exemple soluble dans l'eau. On obtient ainsi une répartition optimale de la colle par rapport aux fibres, et une bonne maîtrise du moment de déclenchement de la prise de la colle par contact avec de l'eau.
- Le volume des fibres peut être avantageusement inférieur à 10% des vides entre grains une fois le matériau compacté ; de sorte que la perméabilité est préservée par la présence de vides.
La proportion de fibres en poids peut être avantageusement inférieure à 1 % du poids de granulats ; l'approvisionnement de fibres est donc peu onéreuse.
RIO- les fibres de renforcement peuvent être des fibres de polyester ou des fibres de verre ; ces matériaux sont bon marché et faciles à approvisionner ;
- Selon une autre réalisation, les fils sous forme continue passent dans un bain de colle puis sont coupés ; moyennant quoi on obtient une bonne solution de compromis pour un encollage de qualité et une découpe à longueur souhaitée.
- Selon une autre réalisation, la colle peut être formée dans des microcapsules solubles et accrochées aux fils, de préférence dans l'eau et la polymérisation de la colle est déclenchée par la présence aqueuse ; ceci forme une alternative à un encollage classique des fibres et permet une bonne maîtrise du moment de déclenchement de la prise de la colle.
- avantageusement le matériau granuleux sera du sable ou des graviers, voire du matériau sableux tout venant ; en vertu de l'invention, on peut utiliser tout matériau granulaire de disponibilité facile à proximité du chantier.
L'invention vise aussi les matériaux compactés cohérents obtenus par le procédé décrit ci-dessus, ainsi que les ouvrages de génie civil mettant en œuvres ces matériaux .
D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, notamment en regard des dessins joints :
- la figure 1 représente une portion de matériau composite compacté cohérent selon l'invention, dans une configuration à propriétés isotropes,
- la figure 1A illustre plus en détails l'interface entre les fibres enduites de colle à prise retardé et les grains,
- la figure 2 représente une portion de matériau composite compacté cohérent selon l'invention, dans une configuration de couche d'assise, à plat,
- la figure 2A illustre un exemple de nappe géotextile utilisée dans la configuration de la figure 2,
- la figure 3 illustre un exemple de procédé utilisé pour la préparation du matériau composite,
- la figure 4 illustre un autre exemple de procédé utilisé pour la préparation du matériau composite,
- la figure 5 illustre un autre exemple de procédé utilisé pour la mise en œuvre du matériau composite,
- la figure 6 illustre un autre exemple d'utilisation du matériau composite,
- la figure 7 illustre un autre exemple de procédé utilisé pour la mise en œuvre du matériau composite,
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
La figure 1 représente la structure du matériau 10 obtenu en vertu d'un premier exemple de réalisation de la présente invention, tel qu'obtenu après finalisation. Ce matériau composite comprend tout d'abord un matériau granuleux 1 formé de graviers, cailloux, aussi appelés 'grains' ci-après. Par exemple, le matériau granuleux 1 peut être du sable grossier disponible à proximité du chantier.
Alternativement, le matériau granuleux 1 peut être un matériau à granularité spécifique par exemple de calibre [0-35mm], mais il peut aussi s'agir d'un matériau tout- venant comprenant des grains de différentes tailles et formes. Bien sûr, le matériau granuleux 1 peut contenir du sable et des fines en plus des graviers et cailloux. Entre les grains dont disposés des fibres 4, dites de fibres de renforcement. Plus précisément, chaque fibre se compose d'une fibre nue 2 revêtue d'une couche de colle 3 dont il sera question plus loin.
La fibre nue 2 peut être obtenue à partir de fils de verre, poylester, polyethylene, ... qui sont coupés. Par exemple, dans l'exemple illustré, les fibres sont coupées par broyage, avec de préférence des longueurs comprises entre 5 cm et 30 cm.
On peut aussi couper, à longueur souhaitée, à l'aide d'un outil de découpe adapté, un fil de fibre quasi continu, agencé sur une bobine et issu d'un procédé d'extrusion comme connu en soi (non représenté) .
Ainsi, selon l'application visée, on peut prévoir un intervalle plus ou moins large pour la longueur des fibres de renforcement. Pour certaines applications, on peut prévoir une découpe à longueur, centrée sur une longueur prédéfinie comprise entre 50mm et 100mm.
Concernant la dimension transversale des fibres, celle- ci est petite au regard de la longueur axiale des fibres, avec une section de préférence circulaire, et un diamètre inférieur à 0,3mm, typiquement dans la fourchette 0,1mm à 0 , 2mm.
Avantageusement, la colle 3 est une colle à retard, autrement dit une colle à prise retardée, la prise de cette colle intervenant après le compactage de l'ensemble du matériau composite.
Selon un exemple, la colle à retard peut être un silicate à polymérisation longue.
Selon un autre exemple, la colle à retard peut être une colle à 2 composants réactifs ensemble, c'est-à-dire un substrat de base résineux et un durcisseur, le processus de prise étant déclenché par le mélange de la résine et du durcisseur .
Selon un exemple particulier, on peut choisir une colle époxy bi-composants de type SICOMIN™ 8450/8451. Comme visible sur la figure 1A, le collage est assuré par la colle durcie (on dit aussi 'réticulée') entre les fibres 2 et les grains (la,lb) . En revanche, généralement il n'y a pas de colle au contact grain la sur grain lb. Les fibres présentant une certaine longueur, et du fait de leur collage sur la surface des grains, la fibre reprend les efforts de traction T, tendant à écarter un grain de l'autre, pour donner au matériau finalisé une bonne cohérence mécanique.
Sur la figure 2, selon un second mode de réalisation, les fibres sont disposées en réseau dans des nappes géotextiles 40. Cette configuration correspond par exemple à une couche d'assise pour une chaussée routière, ou pour piste aéroportuaire, un soubassement de voie ferrée, ou encore à un ouvrage de remblai de type de terre armée. Dans cette configuration, on dépose une couche 91 de matériau granulaire (par exemple du gros sable), puis une nappe géotextile 40 sensiblement horizontale, puis une autre couche 92 de matériau granulaire, puis une autre nappe géotextile 40, puis une autre couche 93 de matériau granulaire et ainsi de suite. Après compactage et prise de la colle, on obtient la structure illustrée, avec des propriétés mécaniques améliorées selon toutes les directions horizontales.
Sur la figure 3, on illustre le procédé d'obtention du matériau composite selon le premier mode de réalisation. Concernant les fibres de renforcement, elles sont fournies en premier lieu sous forme de fils quasi continu 20 que l'on introduit dans un broyeur 61. Dans ce broyeur, les fibres sont cassées, et à la sortie on obtient des fibres d'une longueur comprise entre 5 cm et 30 cm. Les fibres ainsi obtenues sont déversées devant un système de pulvérisation de colle qui comprend un dispositif de pulvérisation 62 de type pistolet à air comprimé, un système de récupération de colle, avec un bac 64 et une pompe 63. Bien entendu, il pourrait y avoir deux dispositifs de pulvérisation de chaque côté, ou plus de deux .
Les fibres enduites 4 tombent sur un tapis roulant 65 qui amène du sable. Il en résulte en sortie de ce tapis roulant un assemblage 9 de fibres encollées et de sable. Dans le cas où le matériau granuleux de base 1 est simplement du sable, l'assemblage 9 est introduit dans un malaxeur 68 pour réaliser et optimiser le mélange sans autre graviers ou cailloux ajoutés. On note que le sable n'est pas forcément calibré il peut y avoir des grains de dimensions très diverses dans le sable 1 en question. Ainsi, on peut choisir un sable quelconque disponible à proximité du chantier.
Selon une solution optionnelle illustrée en pointillés à la figure 3, on peut en outre utiliser un matériau granuleux l' complémentaire, de type gravier ou petits cailloux, disponible sur site, approvisionner dans une trémie auxiliaire 66 dont la sortie forme un doseur et se déverse dans une seconde trémie 67 laquelle reçoit également l'assemblage 9 susmentionné de fibres encollées avec sable.
Les ingrédients assemblés se déversent par gravité de dans le malaxeur 68 dans lequel on forme un mélange homogène 8 de granulats/grains et de fibres encollées. Le matériau composite résultant 8 est prêt pour usage ultérieur, la colle étant encore à ce stade non durcie (non prise) .
On note que si le matériau granuleux de base est simplement du sable 1, les trémies 66 et 67 sont absentes.
S 'agissant des fibres de renforcement 2, d'une façon générale, on peut choisir des fibres de verre, des fibres de polyester, des fibres époxy, des fibres de polyéthylène, ou tout autre type de fibres synthétiques présentant une résistance à la traction satisfaisante. Sur la figure 4, on illustre une variante du procédé d'obtention du matériau. Les fibres de renforcement sont fournies sous forme de fils quasi continu 20 approvisionné une bobine 27 qui se dévide. Ici on utilise un fil de fibre de verre relativement facile à couper. Un système de découpe 88 coupe/casse le fil de fibre en morceaux de fibre 2 relativement courts par exemple d'une longueur comprise entre 5 cm et 30 cm. Le système de pulvérisation est similaire ou identique à celui décrit précédemment, et pulvérise de la colle 3 sur les fibres découpées 2.
De plus, on prévoit un rideau de sable 54 qui tombe en continu depuis un système supérieur 5 qui comprend une trémie 50 une fente de dosage 51 et un diffuseur 52.
Le système de pulvérisation pulvérise les fibres enduites de colle 4 vers le rideau de sable 54, ce qui forme d'ores et déjà un assemblage 9 de fibres encollées et de sable.
Le système de découpe 88 et le système de pulvérisation peuvent être combinés dans un pistolet multifonctions qui permet de réaliser simultanément dans un seul appareil une découpe des fibres et une projection de la résine sur les fibres vers le rideau de sable.
Les ingrédients assemblés sont reçus dans une seconde trémie 67 se déversent par gravité de dans le malaxeur 68 dans lequel on forme un mélange homogène 8 de granulats/grains et de fibres encollées. Ici le malaxeur est un malaxeur léger à rouleaux avec dents ou avec brosse.
Comme précédemment, le matériau composite résultant 8 est prêt pour usage ultérieur, la colle étant encore à ce stade non durcie (non prise) .
Par exemple, tel qu'illustré à la figure 5, ce matériau composite 8 peut être déversé dans une cavité 18 qui a été préalablement excavée . Dans l'exemple illustré, il s'agit de former une colonne de renfort d'un soubassement de bâtiment, solution alternative à un pieu conventionnel.
On procède successivement par niveau, c'est-à-dire une certaine quantité de matériau composite 8 est déversé dans la cavité, puis on procède à son compactage par vibrations à l'aide d'un outil de compactage 49. Ensuite, on déverse à nouveau une quantité de matériau composite pour former la portion immédiatement supérieure, puis on la compacte par vibrations. Et ainsi de suite jusqu'à la hauteur maximale souhaitée pour la colonne de renfort.
On attend ensuite la prise complète de la colle. On remarque ici que la prise de la colle, suivant sa composition, peut être obtenue simplement par le temps qui s'écoule, ou peut être déclenché mécaniquement par écrasement ou encore chimiquement par la mise en contact du durcisseur avec la résine de base suivant le compactage/écrasement. De même, bien entendu, la prise de la colle peut intervenir même en présence d'eau dans le matériau compacté.
On remarque que dans cette configuration, le matériau composite avec colle durcie présente des propriétés isotropes, tant en traction qu'en compression.
A la figure 6, on illustre le procédé d'obtention selon le second mode de réalisation, pour former un ouvrage de type de terre armée, ou une couche de forme (ou d'assise) pour une chaussée routière, une piste aéroportuaire, un soubassement de voie ferrée, etc.. comme déjà évoqué en relation avec la figure 2.
On utilise un engin de chantier 71 qui progresse vers la droite dans l'exemple illustré ; cet engin de chantier 71 porte un rouleau 74 de nappe géotextile brute 40a, un bain à colle 73 contenant de la colle 3 avec des caractéristiques comme susmentionnées et des rouleaux presseur 93.
On dépose tout d'abord une première couche de granulats
1, puis une première couche de nappe géotextile encollée 40 au-dessus. Cette nappe a été préalablement trempée dans le bain à colle 73 sur l'engin de chantier 71 qui progresse, le rouleau 74 de nappe géotextile brute 40a se dévidant vers le bain à colle au fur et à mesure de l'avancement F.
Après le dépôt de la couche géotextile 40 enduite, une deuxième couche 11 de granulats est déposée sur la nappe géotextile 40. Puis on réalise un compactage avec un engin compacteur 72.
Suivant la hauteur et la structure désirée pour la couche de forme à réaliser, on peut réitérer l'opération de déposer une autre nappe géotextile et une troisième couche de granulats, compacter le tout, et ainsi de suite.
La nappe géotextile forme une structure en deux dimensions, de type continu formant une feuille. Alternativement, comme illustré à la figure 2A, la nappe géotextile peut avoir une structure en forme de réseau à mailles, avec une pluralité de branches planes continues 41,42, incluant des fibres de renforcement longues (une seule fibre 2 est représentée sur la figure 2A) . De préférence, les branches 41,42 se croisent à l'orthogonale au lieu 43 de leurs intersections, le réseau maillé comprend aussi des portions évidées 44 qui favorisent l'ancrage de la nappe géotextile entre deux couches de granulats .
A la figure 7, on illustre une alternative du procédé utilisé pour la préparation des fibres encollées. Les fibres sont fournies sous forme d'une bobine 94 de fil qui se dévide, le fil 20 passant dans un bac à colle 74. À la sortie du bac à colle, on obtient un fil enduit 20' qui passe dans des rouleaux de guidage 93. Un outil de découpe 88 adapté coupe le fil enduit de colle 20' selon une longueur prédéfinie pour donner des fibres coupées encollées 4 qui seront mélangées à un matériau granuleux 1 et mise en œuvre comme décrit précédemment. Selon une autre solution, on peut co-extruder le fil de fibre de verre avec une couche de gainage qui comprend la colle et éventuellement une couche de protection, dans ce cas, la colle réagit avec de l'eau pour le déclenchement de la prise.
D'une façon générale, on note que la proportion de fibres est inférieure à 1 % du poids de granulats et que le volume des fibres est inférieur à 10% des vides entre grains une fois le matériau compacté.
On note que le temps de prise de la colle peut dépendre de façon assez importante de la température ambiante. Ainsi, selon le lieu géographique du chantier, les conditions météorologiques en cours, et la saison (été/ hiver) , le choix de la colle à prise retardée peut être fait pour garantir que toutes les opérations de mise en oeuvre du matériau composite 8 seront terminées avant la réticulation effective de la colle. Généralement, on vise un temps minimum de 2h, mais en fonction des opérations prévues sur le chantier, on peut choisir la colle pour avoir un temps minimum disponible avant la prise de 3h, 4h même ou plus, ou bien une configuration ou le début de prise est déclenché par l'opération de compactage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Méthode pour former un matériau composite compacté cohérent (10), la méthode comprenant :
a— fournir un matériau granuleux (1),
b- fournir des fibres de renforcement (2), sous forme de fibres séparées ou sous forme de réseau de fibres ou sous forme de fil continu à couper,
c- fournir de la colle à retard (3), déposée sur les fibres de renforcement,
e- verser un assemblage incluant les fibres enduites et le matériau granuleux dans une cavité ou sur le sol,
f- compacter,
g- laisser prendre la colle.
2. Méthode selon la revendication 1 dans laquelle, avant l'étape e-, on procède à :
d- mélanger les fibres enduites et le matériau granuleux, l'assemblage étant alors un assemblage mélangé (8) .
3. Méthode selon l'une des revendications 1 à 2, dans laquelle, à l'étape c-, on dépose la colle par pulvérisation sur un flux de fibres préalablement découpées.
4. Méthode selon la revendication 3, dans laquelle, à l'étape c-, on procède simultanément à la découpe d'un ou plusieurs fils continus (20) de fibres et à la projection de la colle (3) par pulvérisation sur les fibres juste découpées, devant un rideau de sable (54), ce qui projette les fibres encollées sur le rideau de sable.
5. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle les fibres sont agencées en réseau dans une nappe géotextile
(40) .
6. Méthode selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle la colle à retard est un composé à base de silicate à polymérisation longue ou une colle à 2 composants réactifs ensemble.
7. Méthode selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle le temps de prise de la colle à retard est supérieur à 2 heures.
8. Méthode selon l'une des revendications 1 à 2, dans laquelle la colle est formée par un enrobage tubulaire préfabriqué sur les fils et protégée par une couche de protection, de préférence par exemple soluble dans l'eau.
9. Méthode selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle le volume des fibres est inférieur à 10% des vides entre grains une fois le matériau compacté.
10. Méthode selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle la proportion de fibres est inférieure à 1 % du poids de granulats.
11. Méthode selon l'une des revendications 1 à 10, dans laquelle les fibres de renforcement (2) sont des fibres de polyester ou des fibres de verre.
12. Matériau compacté cohérent, comprenant :
- un matériau granuleux (1),
- des fils ou fibres de renforcement (2),
de la colle à retard (3), la prise de cette colle intervenant après le compactage de l'ensemble.
13. Matériau selon la revendication 12, dans lequel les fibres présentent de préférence une longueur comprise entre
5 cm et 30 cm.
14. Matériau selon l'une des revendications 12 à 13, dans lequel le collage est assuré entre fibres (2) et grains (1), mais généralement pas au contact grain sur grain.
15. Massif de fondation ou colonne de renfort obtenu (s) par la méthode selon des revendications 1 à 11.
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