ISBN 2-85362-600-8

CFG CFGBFrance

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A C T E S D EC O L L O Q U E

Saint tienne18 & 19 juin 2002

Prix : 19,00 A TTC

Cemagref ditions 2002

Une trentaine dannes aprs les premires utilisations des gosynthtiquesdans les barrages en France et 6 ans aprs un premier colloque commun, lescommunications prsentes ici font lobjet du deuxime colloque organispar le Comit Franais des Gosynthtiques (CFG) et le Comit Franais desGrands Barrages (CFGB). Ces communications confirment que lesgosynthtiques constituent de plus en plus des solutions part entire techni-quement et conomiquement intressantes et non plus de simples variantesaux solutions plus anciennes. Les thmes abords sont :

les volutions rcentes de la normalisation avec, en particulier, la pr-sentation des normes dapplication ; les derniers dveloppements de la certification dans le domaine desgomembranes, qui fait suite celle des gotextiles ; les contrles durant le chantier et en service ; la question de la durabilit partir de retours dexprience, tant pour lesgotextiles que les gomembranes ; la prsentation en dtail de trois barrages rhabilits rcemment pargomembrane.

Comme pour toutes les techniques, il convient cependant de ne pas oublierque la fiabilit des solutions gosynthtiques ncessite quelles soient bienconues, bien ralises et bien contrles.

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Les Gosynthtiques dans les barrages :

matriaux et utilisations

Actes du Colloque Technique Saint - tienne (Loire)

18 et 19 juin 2002

Coordinateurs : Hugues GIRARD

et Jean-Jacques FRY

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Actes du colloque technique Les gosynthtiques dans les barrages : matriaux et utilisations Saint - tienne, 18 et 19 juin 2002. Coordination : Hugues Girard et Jean Jacques FRY. Dpt lgal : second trimestre 2002 Cemagref Editions, BP 44, 92163 Antony Cedex. Tl : 01 40 96 62 85. Suivi de ldition : Valrie Pagneux et Camille Cdra (Cemagref). Imprim et faonn au Cemagref. ISBN 2-85362-600-8 Prix 19,00 ttc.

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AVANT - PROPOS

Organis Saint - tienne (Loire) les 18 et 19 juin 2002 l'initiative du Comit Franais des Gosynthtiques (CFG) et du Comit Franais des Grands Barrages (CFGB), le colloque technique "Les Gosynthtiques dans les barrages : matriaux et utilisations" correspond la volont des deux comits de mettre en commun et de synthtiser leurs connaissances et leurs retours d'exprience dans ce domaine d'utilisation des gosynthtiques, tout en examinant les volutions possibles.

Une trentaine d'annes aprs les premires utilisations des gosynthtiques dans les barrages en France et 6 ans aprs le premier colloque commun CFG / CFGB en 1996, le prsent colloque qui regroupe 9 communications est l'occasion de :

! faire le point sur les volutions rcentes de la normalisation avec, en particulier, la prsentation des normes d'application ;

! dcrire les derniers dveloppements de la certification dans le domaine des gomembranes, qui fait suite celle des gotextiles ;

! dtailler le sujet essentiel des contrles durant le chantier et en service ;

! examiner la question de la durabilit partir de retours d'exprience, tant pour les gotextiles que les gomembranes ;

! prsenter en dtail trois barrages rhabilits rcemment par gomembrane, avec la visite de deux d'entre eux situs proximit immdiate de Saint - tienne.

Les communications prsentes confirment que les gosynthtiques constituent de plus en plus des solutions part entire techniquement et conomiquement intressantes et non plus de simples variantes aux solutions plus anciennes ; mais, comme pour toutes les techniques, il convient de ne pas oublier que la fiabilit des solutions gosynthtiques ncessite qu'elles soient bien conues, bien ralises et bien contrles.

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ORGANISATION

Plac sous la prsidence de Daniel FAYOUX (Prsident du CFG, Alkor Draka) et de Bernard TARDIEU (Prsident du CFGB, Coyne et Bellier), l'organisation de ce colloque technique a t ralise par :

! Hugues GIRARD (membre du conseil du CFG, Cemagref Bordeaux), ! Jean-Jacques FRY (Secrtaire CFGB, EDF-CIH).

Les deux comits tiennent remercier tout particulirement : ! Marie-Odile CAVAILLES (membre du conseil du CFG, SETRA) et

Elisabeth HAZA (membre du conseil du CFG, LCPC) pour leur participation la relecture des communications),

! Christine de LABOUCHERE (Secrtariat CFGB) et Danile PECK (Secrtariat CFG) pour l'organisation logistique du colloque),

! Jacques BONNET (Cemagref Bordeaux) pour la ralisation de la plaquette d'annonce,

! Le service de linformation scientifique et technique et lquipe de limprimerie du Cemagref pour ldition des actes.

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PROGRAMME

Mardi 18 juin 2002 Soire daccueil

Mercredi 19 juin 2002 - Matine : Sessions techniques 8 h 00 - 8 h 30 : Accueil 8 h 30 - 10 h 00 : Matriaux - Contrle - Recommandations

Prsident de sance : D. FAYOUX (Prsident du CFG, Alkor Draka) Vice Prsidents de sance : P. LE DELLIOU (Vice Prsident CFGB, BETCGB) -

H. GIRARD (CFG, Cemagref) La normalisation des gosynthtiques - F. CAQUEL (LRPC Nancy), Ph. DELMAS (Bidim

Geosynthetics) - (Secrtaire et Prsident de la commission de normalisation AFNOR - BNSR)

La certification dans le domaine des gosynthtiques (matriaux, soudeurs, entreprises) - R. BIGUET (ASQUAL)

Les contrles sur chantier - J-P. BENNETON (LRPC Lyon) Les mthodes de dtection de fuites dans les gomembranes - N. TOUZE-FOLTZ

(Cemagref) Les gotextiles dans les barrages : retours d'exprience - G. DEGOUTTE (ENGREF),

J-J. FRY (EDF) 10 h 00 - 10 h 30 : Pause 10 h 30 - 12 h 15 : Retours d'exprience sur lutilisation des gomembranes

Prsident de sance : B. TARDIEU (Prsident du CFGB, Coyne et Bellier) Vice Prsidents de sance : F. CAQUEL (Vice Prsident CFG, LRPC Nancy) -

J-J. FRY (secrtaire CFGB, EDF-CNEH) Utilisation d'une gomembrane pour la rhabilitation du barrage de La RIVE - A. YZIQUEL

(SOGREAH) Utilisation de gomembranes pour la rhabilitation des barrages de L'ECHAPRE et du

ROUCHAIN - O. CREPON et M. LINO (ISL) La durabilit des gomembranes dans les barrages - D. POULAIN et P. ROYET (Cemagref),

C. TISSERAND (OEHC) Les travaux du groupe de la CIGB sur les gomembranes dans les barrages - H. GIRARD

(Cemagref), M. LEFRANC (EDF) 12 h 15 - 12 h 45 : Discussions et bilan de la matine

Exposition technique Paralllement aux confrences, une exposition technique sera organise.

Mercredi 19 juin 2002 - Aprs midi : Visites techniques

14 h 30 - 17 h 00 : Visites des barrages de l'ECHAPRE et de la RIVE (retour la gare de Saint Etienne 17 h 30)

OU 14 h 30 - 18 h 00 : Visites des barrages de l'ECHAPRE, de la RIVE et du PINEY (visite

complmentaire d'un barrage mis hors service) (retour la gare de Saint Etienne 18 h 30)

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Sommaire

Normalisation europenne et marquage CE .......................................................... 9 Franois Caquel CETE de l'Est et Philippe Delmas, BIDIM Geosynthetics S.A.

La certification ASQUAL des gosynthtiques ...................................................... 17 Robert Biguet, ASQUAL

Contrles des gosynthtiques dans les barrages ............................................... 21 Jean-Paul Benneton, CETE de Lyon

Mthodes de dtection et de localisation de dfauts............................................ 35 dans les gomembranes, Nathalie Touze-Foltz, Cemagref

Les gotextiles dans les barrages : retours d'exprience ................................... 49 Grard Degoutte, ENGREF et Jean-Jacques Fry EDF-CIH

Le groupe de travail europen sur les gomembranes ....................................... 79 mises en uvre sur les barrages Marc Lefranc, EDF-CIH et Hugues Girard, Cemagref

La durabilit des gomembranes dans les barrages en remblai ......................... 97 Claude Tisserand, O.E.H.C, Daniel Poulain et Paul Royet, Cemagref

Rhabilitation par gomembranes des barrages de lEchapre et du Rouchain . 119 Olivier Crpon et Michel Lino, ISL Bureau dIngnieurs-Conseils

Barrage de la Rive : confortement par gomembrane dun barrage ancien ....... 137 Pierre Agresti et Alain Yziquel, SOGREAH

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Normalisation europenne et marquage CE

European standardization and CE marking

Franois CAQUEL1, Ministre de l'quipement CETE de l'Est LRPC Nancy, 71 rue de la Grande Haie 54510 TOMBLAINE Tlphone : 03-83-18-41-56 Tlcopie 03-83-18-41-00 E-Mail francois.caquel@equipement.gouv.fr

Philippe DELMAS2, BIDIM GEOSYNTHETICS S.A.,

9 Rue Marcel Paul BP 80 95873 BEZONS Cedex

Tlphone : 01-34-23-53-95 Tlcopie 01-34-23-53-64

E-Mail philippe.delmas@bidim.com

Rsum : Cette communication prsente la structure gnrale des nouvelles normes, dites "d'application", pour l'emploi des gotextiles et produits apparents dans les ouvrages de gnie civil et de protection de l'environnement et leurs implications pour le marquage CE.

Abstract: this paper presents the general structure of the new "application" standards for the use of geotextiles and related products in civil engineering and environment protection works and their links with CE marking.

Mots cls : barrages gotextiles caractristiques requises marquage CE normes d'application rservoirs.

Keywords: application standards CE marking dams - geotextiles required characteristics reservoirs.

La mise en application de la Directive 89/106 sur les Produits de la Construction (DPC) a gnr un vaste programme de normalisation europenne. C'est dans le cadre d'un mandat (M/107) donn par la Commission Europenne de Normalisation (CEN) que sont raliss les travaux de normalisation dans le domaine des gotextiles et notamment les normes dites "d'application" publies en 2002.

Ces normes prcisent les "caractristiques requises" pour l'utilisation des gotextiles et produits apparents dans divers ouvrages de gnie civil et de protection de l'environnement : routes, voies ferres, centres de stockages de dchets solides, etc.3 . En d'autres termes elles indiquent, selon la fonction

1 Secrtaire de la commission de normalisation BNSR GSY

2 Prsident de la commission de normalisation BNSR - GSY

3 Voir en annexe la liste complte de ces normes.

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remplie4 par le gotextile dans un ouvrage donn ou une application spcifique, les caractristiques pertinentes qu'il convient de spcifier ainsi que les mthodes d'essais appropries pour la dtermination de ces caractristiques.

Elles s'adressent donc aux concepteurs et utilisateurs finals qui pourront dfinir les fonctions et les conditions d'utilisation appropries des gotextiles dans les ouvrages dont ils sont en charge.

Parmi la srie des 10 normes "d'application", l'une (NF EN 13254) est spcifique aux "rservoirs et barrages". Le tableau 1 rsume les fonctions, les carac-tristiques lies aux fonctions et mthodes d'essais correspondantes, pour les gotextiles utiliss dans ces ouvrages. Ces normes comportent des procdures permettant d'valuer la conformit des produits aux caractristiques et de contrler la production en usine.

Elles comportent galement une annexe spciale, l'annexe Z, qui dfinit ce qui dans la norme constitue la "partie harmonise", en rapport avec les "exigences essentielles", notamment la scurit, dfinies par la (les) directives(s) euro-penne(s), et avec laquelle les producteurs devront se mettre en conformit pour pouvoir apposer le marquage CE5 sur leurs produits et donc les mettre sur le march6.

Ces normes permettent ainsi aux producteurs de dcrire leurs produits sur la base de valeurs dclares pour les caractristiques concernant l'utilisation prvue.

Ces normes ne s'appliquent pas aux gomembranes. Pour ces dernires et pour les gosynthtiques bentonitiques, des normes quivalentes, labores selon le mme canevas que les "normes gotextiles", seront soumises enqute et vote formel selon la procdure dite "acclre" au cours de l'anne 2002. L'une d'elles (pr EN 13361) traite plus particulirement des rservoirs et barrages.

4 Les principales fonctions des gotextiles sont la filtration, la sparation, le drainage, le renforcement et la protection ; la fonction sparation tant toujours utilise conjointement avec une autre fonction, elle ne peut tre spcifie seule. 5 Le marquage CE signifie que le produit satisfait certaines exigences ; c'est un outil

rglementaire. Il est appos sur l'emballage et doit s'accompagner de documents donnant des informations compltes relatives notamment l'utilisation prvue et les valeurs sur les caractristiques "harmonises". Le marquage CE est distinguer d'une marque de certification (genre marque NF ou certification Asqual) et du marquage sur le produit lui-mme tel que dfini dans la norme ISO 10318. 6 L'entre en vigueur du marquage CE pour les gotextiles et produits apparents est fixe au 1er octobre 2002 par l'arrt du 19 novembre 2001 portant application du dcret n 92-647 du 8 juillet 1992 modifi par le dcret n 95-1051 du 20 septembre 1995.

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Tableau 1 Gotextiles et produits apparents utiliss dans la construction des rservoirs et des barrages Fonctions, caractristiques lies aux fonctions et mthodes dessai utiliser

Fonction Caractristiques Mthode dessai F * S * R * P *

(1) Rsistance la traction b) EN ISO 10319 H H H H (2) Allongement sous charge maximale EN ISO 10319 A A H H

(3) Rsistance la traction des soudures et joints EN ISO 10321 S S S S (4) Poinonnement statique (essai CBR) a, b EN ISO 12236 S H H (voir 9) (5) Rsistance la perforation dynamique (chute de cne) a

EN 918 H A H H

(6) Caractristiques en frottement (mthode du cisaillement direct)

prEN ISO 12957-1: 1997 et prEN ISO 12957-2: 1997

S S A S

(7) Fluage en traction EN ISO 13431 -- -- A - - (8) Endommagement la mise en uvre ENV ISO 10722-1 A A A A

(9) Efficacit de la protection prEN 13719: 1999 - - - - -- H (10) Ouverture de filtration caractristique EN ISO 12956 H A -- - -

(11) Permabilit perpendiculairement au plan EN ISO 11058 H A A - -

(12) Durabilit Conformment lannexe B H H H H (12.1) Rsistance aux agents climatiques ENV 12224 A A A A

(12.2) Rsistance au vieillissement chimique

ENV 12447, ENV ISO 12960 ou ENV ISO 13438

S S S S

(12.3) Rsistance la dgradation microbiologique ENV 12225 S S S S

F : Filtration S : Sparation R : Renforcement P : Protection H : ncessaire pour lharmonisation A : sapplique toutes les conditions dutilisation S : sapplique des conditions spcifiques dutilisation. -- indique que les caractristiques ne sont pas applicables la fonction en question.

a il convient de considrer avec attention la validit de ces essais dont le principe peut ne pas tre

applicable certains types de produits (par exemple les gogrilles). b si les proprits mcaniques (traction et poinonnement statique) sont indiques H cela signifie que le

producteur doit fournir les donnes pour ces deux proprits. Lemploi de lune seulement (rsistance en traction ou poinonnement statique) est suffisant dans la spcification.

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NORMES FRANCAISES "GOMEMBRANES" Publies au 1er mai 2002

NF P 84 500 Terminologie.

NF P 84 501 Dtermination des caractristiques en traction.

NF P 84 502-1 Essais sur joints : dtermination des caractristiques en traction-cisaillement.

NF P 84 502-2 Essais sur joints : dtermination de la rsistance en traction pelage.

NF P 84 504 chantillonnage.

NF P 84 505 Mesure de l'angle de frottement "gomembrane-sable normal" la boite de cisaillement.

NF P 84 506 Dtermination de la rsistance au poinonnement dynamique.

NF P 84 507 Dtermination de la rsistance au poinonnement statique des gomembranes et des dispositifs d'tanchit par go-membranes. Cas du poinon cylindrique sans support.

NF P 84 509 Comportement dans l'eau - Essai acclr et essai long terme - Examen gravimtrique.

NF P 84 510 DEG Dtermination de la rsistance au percement par granulats sur support rigide.

NF P 84 511.2 Dtermination des caractristiques en souplesse.

XP P 84 512.1 DEG Dtermination de l'paisseur. Cas des gomem-branes lisses.

NF P 84 514 Dtermination de la masse surfacique.

NF P 84 515 Mesure du niveau d'tanchit conventionnel des gomem-branes.

NF P 84 520 Identification sur site.

NF P 84 522 DEG Mesure de l'angle de glissement l'aide d'un plan inclin.

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NORMES FRANCAISES GEOTEXTILES Publies au 1er mai 2002

NF G 38 000 Vocabulaire des gotextiles.

NF G 38 010 Atmosphre de conditionnement et d'essais.

NF G 38 019 Dtermination de la rsistance au poinonnement.

NF G 38 021-2 Dtermination des caractristiques en souplesse. (Approche tridimensionnelle)

NF G 38 040 Grille de rsultats. (1)

NF G 38 050 Identification. (1)

NF G 38 060 Recommandations pour l'emploi des gotextiles et produits apparents. Mise en oeuvre - Spcifications - Contrle des gotextiles et produits apparents. (1)

NF G 38 061 Recommandations pour l'emploi des gotextiles et produits apparents. Dtermination des caractristiques hydrauliques et mise en oeuvre des gotextiles et produits apparents utiliss dans les systmes de drainage et de filtration. (2)

NF G 38 063 Recommandations pour l'emploi des gotextiles et produits apparents. Utilisation des gotextiles et produits apparents sous remblais sur sols compressibles. (2)

(1) seront retires la parution des normes europennes quivalentes. (2) normes en cours de rvision.

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NORMES EUROPENNES Publies au 1er mai 2002

NF EN 918 Essai de perforation dynamique (Essai par chute d'un cne)

NF EN 963 Echantillonnage - Prlvement des prouvettes.

NF EN 964-1 Dtermination de l'paisseur.

NF EN 965 Dtermination de la masse surfacique.

NF EN ISO 9863-2 Dtermination de l'paisseur des pressions prescrites. Mthode de dtermination de l'paisseur des couches individuelles de produits multicouches

NF EN ISO 10319 Essai de traction des bandes larges.

NF EN ISO 10320 Identification sur site.

NF EN ISO 10321 Essai de traction pour joints/coutures par la mthode de la bande large.

NF EN ISO 11058 Dtermination des caractristiques de permabilit l'eau normalement au plan, sans contrainte mcanique.

NF EN 12224 Dtermination de la rsistance aux essais climatiques.

NF EN 12225 Mthode pour la dtermination de la rsistance microbiologique par un essai d'enterrement.

NF EN 12226 Essais gnraux pour l'valuation aprs les essais de durabilit.

NF EN ISO 12236 Essai de poinonnement statique (essai CBR)

NF EN ISO 12956 Dtermination de l'ouverture de filtration caractristique.

NF EN ISO 12958 Dtermination de la capacit de dbit dans le plan.

NF EN ISO 13427 Simulation de l'endommagement par abrasion (essai du bloc glissant)

NF EN ISO 13431 Dtermination du comportement en fluage et de la rupture au fluage en traction.

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NF EN ISO 13437 Mthode pour 'installation et l'extraction d'chantillons dans le sol et pour la ralisation d'essais en laboratoire sur les prouvettes.

NF EN 13562 Dtermination de la rsistance la pntration de l'eau.

XP ENV 1897 Dtermination des proprits de fluage en compression.

XP EN V ISO 10722-1 Mode opratoire de simulation des dgts lors de l'installation. Installation dans les matriaux granulaires.

NF EN 13249 Gotextiles et Produits apparents - caractristiques requises pour l'utilisation dans la construction des routes et autres zones de circulation.

NF EN 13250 Idem voies ferres.

NF EN 13251 Idem travaux de terrassement, fondations et structures de soutnement.

NF EN 13252 Idem systmes de drainage

NF EN 13253 Idem systmes de lutte contre l'rosion (protection ctire et revtement de berge)

NF EN 13254 Idem rservoirs et barrages

NF EN 13255 Idem canaux

NF EN 13256 Idem tunnels et structures souterraines

NF EN 13257 Idem ouvrages d'enfouissement des dchets solides

NF EN 13265 Idem ouvrages de confinement des dchets liquides.

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La certification ASQUAL des gosynthtiques

ASQUAL geosynthetics certification

Robert BIGUET ASQUAL

14, rue des reculettes 75013 PARIS

Tl : 01-44-08-19-00 Fax : 01-44-08-19-39

e-mail : direction@asqual.com site web : www.asqual.com

Rsum : La communication prsente la dmarche entreprise par lASQUAL pour assurer la certification des gosynthtiques

Abstract: This communication shows the process undertaken by ASQUAL to ensure the certification of geosynthetics

Mots-cls : certification, gotextiles, gomembranes

Keywords: certification, geotextiles, geomembranes

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Introduction

LAsqual association sans but lucratif - a t cre pour promouvoir la qualit et dvelopper la certification suivant la loi du 3 juin 1994 et son dcret du 30 mars 1995 relatifs la certification des produits et services.

Elle sest beaucoup investie dans les gosynthtiques la demande des partenaires conomiques impliqus dans ce domaine, notamment ceux appartenant au Comit Franais des Gosynthtiques (CFG). La certification concerne maintenant les gotextiles, les gomembranes, lapplication des gomembranes pour le soudage et la responsabilit de chantier.

1. Les gotextiles La certification des gotextiles est engage depuis plus de 10 ans et sapplique plus de 110 produits reprsentant environ 90 % du march franais.

Aprs un audit de lentreprise, un prlvement dchantillons est effectu pour la ralisation dessais en laboratoires qui comprend en particulier des caractristiques didentification, mcaniques et hydrauliques. Les rsultats des essais sont compars aux valeurs annonces par le producteur avec des tolrances fixes comme suit :

- Caractristiques didentification : ! Masse surfacique : Vnap - tolrance + 10% ! Epaisseur : Vnap - tolrance + 20%

- Caractristiques mcaniques : ! Traction : VNap - tolrance 13% ! Allongement : Vnap - tolrance + 23% ! Poinonnement : Vnap - tolrance 30% ! Perforation dynamique : VNap - tolrance + 20%

- Caractristiques hydrauliques : ! Permabilit : VNap tolrance 30% ! Ouverture de filtration : VNap tolrance + 30% ! Capacit de dbit dans le plan : 10 % logp ou < 1.10-7

Sur la base dun rfrentiel publi au Journal Officiel, un Comit Technique reprsentatif des intrts des producteurs, des donneurs dordre des utilisateurs, des organismes techniques, propose la certification et lvolution des rgles de fonctionnement. Une nouvelle tape intervient avec lobligation de marquage CE partir du 1er octobre 2002 qui impose la prise en compte des applications et fonctions considres (drainage, filtration, sparation, renforcement, protection).

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2. Les gomembranes La certification des gomembranes est maintenant engage depuis 4 ans. Environ 30 produits reprsentant approximativement 60% du march sont certifis dans diffrentes familles : bitume, EPDM, PEHD, PP.F, PVC-P. Les principales caractristiques retenues sur le certificat concernent :

! paisseur fonctionnelle ! Largeur ! Masse surfacique ! Poinonnement statique ! Traction ! Flux

Diffrents critres complmentaires variant en fonction de la famille chimique des gomembranes sont galement pris en compte tels que :

! Masse volumique ! Teneur en liant/charge ! Teneur en noir de carbone ! Essais spcifiques sur bitume ! Analyse thermique ! Spectrographie IR ! Chromatographie en phase gazeuse ! Pourcentage de plastifiant

3. Les applications de gomembranes La certification relative lapplication des gomembranes concerne actuellement le soudage et la responsabilit de chantier.

3.1 Soudage Lentreprise demande une certification dans le cadre de familles chimiques de gomembranes telles que celles nonces prcdemment. Elle dsigne des soudeurs certifier qui utilisent le matriel de soudage et de contrle de lentreprise. Une preuve thorique QCM est associe une preuve pratique sur site ou en atelier. Elle sapplique galement aux ouvrages souterrains. A la suite de lpreuve pratique, des essais complmentaires de rsistance de la soudure sont effectus. Cette certification concerne 150 applications. Elle sadresse une activit de service et ne doit pas tre confondue avec une slection base uniquement sur une qualification de personnes.

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3.2. Responsabilit de chantier Dans le mme esprit, une certification pour la responsabilit de chantier est oprationnelle. Les candidats doivent avoir obtenu une certification soudage pour pouvoir se prsenter ensuite la responsabilit de chantier. Un QCM est alors administr. Aujourdhui, environ 30 certifications Responsabilit de chantier ont t acquises. En complment, une rflexion est engage pour la certification de lensemble de lapplication soudage dune entreprise.

4. Enseignements retirs de cette certification ASQUAL La certification permet de crer une base de communication objective entre les diffrents intervenants de la chane des gosynthtiques . Lexprience de la certification des gotextiles a constitu une base fondamentale pour dvelopper les certifications lies aux gomembranes. Et la reprsentativit de la certification devient bonne sur les marchs o prescripteurs et utilisateurs lui accordent une bonne crdibilit. La certification, pour russir, doit constamment se proccuper des besoins du terrain et peut progresser encore.

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Contrles des gosynthtiques dans les barrages

Geosynthetics in dams - controls

Jean-Paul BENNETON, Ministre de lquipement - Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement de Lyon - Laboratoire Rgional des Ponts et Chausses de Lyon

25 avenue Franois Mitterrand - 69674 - BRON CEDEX Tlphone - 04.72.14.31.99 - Tlcopie - 04.72.14.33.43

E-Mail jean-paul.benneton@equipement.gouv.fr

Rsum : Cette communication dcrit, d'une manire gnrale, le contenu de la dmarche qualit qui peut tre conduite lors de l'utilisation de gosynthtiques-gotextiles et gomembranes - dans des ouvrages hydrauliques en terre. Pour les produits manufacturs les programmes de contrle prsents prennent en compte, pour une caractristique donne, l'valuation du risque li un ouvrage donn et la certification ventuelle des produits. On prsente les contrles effectuer pour chaque phase de travaux ; pour les joints de gomembranes, on propose des critres de rception et des frquences de contrle prenant en compte la certification des soudeurs. On dcrit un schma gnral d'organisation et de gestion de la qualit et une rpartition entre contrles intrieurs lentreprise et extrieurs et des points d'arrt.

Abstract: this paper is an overview of the quality approach to be adopted when using geosynthetics - geotextiles and geomembranes - in hydraulic earth structures. As for manufactured products, inspection programmes take into account the risk assessment for a given property and certification of the products. Work phases to be controlled are listed and acceptance criteria and inspection programmes are proposed for controlling geomembrane joints considering welders certification. Organisation and quality management schedule is presented detailing the between possible allocation of the inspections contractor and contracting authority.

Mots cls : barrages, gotextiles, gomembranes, contrles, qualit

Keywords: dams geotextiles geomembranes checking - quality

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1. Prsentation

Lors de l'utilisation de gosynthtiques dans des ouvrages de gnie-civil, deux types de contrles sont considrer :

- le contrle des matriaux, - le contrle de mise en uvre, avec en particulier le contrle des soudures dans le cas des gomembranes.

Dans le cas d'un dispositif d'tanchit par gomembranes (DEG), des essais globaux d'tanchit par remplissage de louvrage peuvent tre effectus dans le cadre de la rception s'ils sont techniquement possibles ; ils ne sont pas dcrits dans la prsente communication.

L'usage des gosynthtiques est un mtier relativement neuf, par rapport aux mtiers traditionnels du gnie-civil (gotechnique, constructions en acier ou en bton), mais depuis une dizaine d'annes, la dmarche "qualit" a beaucoup volu : normalisation, certification de produits et de personnels, mthodologie et spcifications pour les contrles, schmas d'organisation de gestion et du contrle de la qualit.

Tout contrle a pour but d'tablir une conformit d'un produit, d'un travail un rfrentiel technique. Il convient donc en amont d'optimiser le projet et de dimensionner au mieux les dispositifs gosynthtiques : quoi servirait en effet de se donner bonne conscience d'utiliser un produit certifi avec par exemple l'assurance que la masse surfacique ou l'paisseur est bien celle annonce par le fabricant 10 % prs, si l'on s'est tromp de 50 % sur la valeur ncessaire la fonction du produit dans l'ouvrage ; or s'il existe plusieurs documents de recommandations gnrales pour l'usage des gosynthtiques - documents du CFG et du CIGB [3] [7] [8] - il y a encore trs peu d'applications pour lesquelles un cadre de spcifications existe [1] [2]. D'autres documents du CFG ou de l'ADEME [4] donnent des spcifications pour des soudures de gomembranes mais pas de spcifications pour les gomembranes elles-mmes.

En matire de barrage, il y a lieu d'introduire dans l'organisation des contrles, la notion d'valuation du RISQUE induit par la dfaillance fonctionnelle d'un produit ; cette valuation est fonction de la caractristique fonctionnelle elle-mme, de la place du matriau dans l'ouvrage, et du risque li l'ouvrage lui-mme et son environnement ; cette notion a t introduite pour la premire fois dans la norme NFG 38-060 [5] relative la mise en oeuvre des gotextiles (Cf. 2.1).

2. Contrle des matriaux

2.1. Gotextiles (et produits apparents)

Pour le contrle, il y a lieu de considrer successivement la nature des caractristiques fonctionnelles prendre en compte et la frquence des essais ;

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celle-ci sera fonction de la caractristique elle-mme et de la certification ou non du produit et de l'valuation du risque.

- les caractristiques fonctionnelles prendre en compte sont mentionnes dans la norme NF EN 13254 (septembre 2001) [6] qui rgit le marquage CE sur ces produits, obligatoire en octobre 2002. Dans le tableau 1 de cette norme repris en annexe ce texte sont mentionnes pour les grandes fonctions du gotextile (filtration, sparation, renforcement, protection) les caractristiques mesurer (rsistance en traction, rsistance au poinonnement, etc, ) ainsi que la mthode d'essai. Toutes ces caractristiques sont considrer au niveau du projet mais pour un contrle, on s'en tient gnralement seulement aux caractristiques "harmonises" (sigle H).

A noter que les essais de durabilit galement nots H, ne peuvent gnralement pas tre utiliss dans le cadre d'un contrle, du fait de leur longue dure.

A noter galement que l'essai n 9 "efficacit de protection" (trs contredit ) n'est qu' l'tat de projet actuellement est un essai assez "lourd" et non pratiqu en France ce jour et qui provisoirement peut tre remplac par l'essai de poinonnement pyramidal (NFG 38-019).

A ces caractristiques fonctionnelles, on associe galement des caractristiques d'identification :

- principalement masse surfacique (NF EN 965), - ventuellement paisseur (NF EN 964-1 et NF EN ISO 9863-2), - identification sur site (NF EN ISO 10320).

- Niveau de contrle

La norme (exprimentale) G 38-060 (juin 1994) "Recommandations pour l'emploi des gotextiles" [5] dans son paragraphe 5 "Contrle des produits" (et dans l'annexe A) mentionne trois niveaux de contrle : ordinaire, renforc, exceptionnel. Un tableau donne des exemples de niveau pour des couples fonction/type d'ouvrage. Ainsi pour un filtre de dispositif drainant dans un ouvrage hydraulique "critique", les caractristiques "permittivit" (permabilit l'eau normale au plan) et "ouverture de filtration" sont classes en "niveau exceptionnel" alors que la rsistance en traction est classe en "niveau ordinaire".

- Frquence de contrle - exploitation des rsultats

Dans le tableau 2 de la norme prcite, chaque niveau de contrle est associe une frquence d'essai qui sera galement fonction de l'existence ou non d'une certification pour le produit considr et de la surface concerne ; on donne dans le tableau ci-dessous, titre d'illustration, les frquences de contrle dtermines partir de ces prescriptions.

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Gotextile Niveau de contrle Surface 10.000 m Nombre d'essais

Ordinaire 0 Certifi Renforc 1 exceptionnel 2 Ordinaire 1 Non certifi Renforc 2 exceptionnel 11

Tableau 1 Niveau et frquence de contrle des gotextiles

On note ainsi que pour les cas critiques ncessitant un niveau exceptionnel de contrle, la frquence d'essai peut tre rduite par 5 si on a affaire un matriau certifi. En France, la certification est dlivre par l'ASQUAL.

La norme dfinit galement le mode d'exploitation du rsultat de contrle ; on compare la valeur de contrle avec la valeur nominale annonce par le fabricant. Dans le cas d'un matriau certifi les suites donner sont particulirement bien dfinies.

2.2. Gomembranes

Il n'y a pas pour les gomembranes de norme-cadre franaise pour les contrles, quivalente la norme G 38-060 mentionne ci-avant pour les gotextiles. Pour les caractristiques prendre en compte pour un contrle, il est l'heure actuelle, notre avis prmatur d'utiliser les projets de normes europennes relatives aux applications (celle relative aux barrages et rservoirs est la pr NF EN 13361) car la nature des essais et leurs modalits sont actuellement loin d'tre dfinitives. On prconise des essais de contrle pratiqus dans la procdure de certification ASQUAL des gomembranes et repris dans le Guide SETRA/LCPC [2] pour les bassins routiers.

A noter que contrairement aux gotextiles, le contrle ne peut porter sur les caractristiques fonctionnelles, la seule tant "l'tanchit", et cet essai (NF P 84-515) de par ses modalits est tout fait indadapt au contrle.

Essais de contrles prconiss : masse surfacique (NF P 84-514), paisseur (NF P 84-512.1.2), poinonnement statique (NF P 84-507), caractristiques en traction ( la rupture ou au seuil d'coulement suivant la nature des gomembranes) (NF P 84-501).

Pour un matriau non certifi, un supplment d'identification est prvoir, variable avec la nature chimique du produit et avec les donnes de rfrences disponibles dans les dossiers techniques du fournisseur (nature et pourcentage de plastifiant, % de liant bitume-polymre, pourcentage de charge, spectre infra-rouge, masse volumique, pourcentage et dispersion de noir de carbone, ...).

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Frquence et mode d'utilisation du rsultat : il n'y a pas actuellement comme pour les gotextiles une gradation de niveau de contrle en fonction du risque associ au contexte. Si l'on se rfre au document [2] et pour la mme surface de 10.000 m (cf. tableau 1 du 2.1), on aboutit un nombre de 1 contrle dans le cas d'un produit certifi et 2 pour un produit non certifi, frquence allger ou renforcer suivant le contexte.

Si le projet comporte des spcifications pour chacune des caractristiques (cas du Guide SETRA/LCPC), il suffit de comparer le rsultat de contrle aux valeurs minima ou maxima exigibles ; ces valeurs ne doivent pas tre confondues avec les valeurs nominales mentionnes sur les fiches de certification.

3. Contrle de mise en oeuvre

3.1. Gotextiles

Le contrle est essentiellement visuel et consiste vrifier si les rgles de mise en oeuvre, mentionnes dans la norme G 38-060, sont respectes ; il s'agit essentiellement :

- livraison, stockage des produits dans leur emballage d'origine, - tat du support en fin de prparation, - condition de pose et mode d'assemblage, - adaptation de l'organisation du chantier pour mettre en oeuvre les couches de recouvrement (en particulier circulation des engins sur les nappes de gotextiles si celle-ci ne peut tre vite) ; suivi des planches d'essai ventuelles, - dispositions de protection contre le vent.

3.2. Gomembranes

Lorsqu'on parle de "gomembrane", on sous-entend implicitement "Dispositif d'Etanchit par gomembrane" (DEG) qui comprend gnralement des gotextiles (ou produits apparents) au niveau de la structure de protection ou de la structure support et qui peut comprendre galement des matriaux granulaires. Il est vident que le contrle porte sur l'ensemble de la mise en oeuvre de ces matriaux et il est d'ailleurs malheureusement frquent que les dgradations de la gomembrane les plus importantes se fassent lors de la mise en oeuvre des structures de protection en couches granulaires. Les contrles de mise en oeuvre consistent vrifier visuellement si les rgles de mise en oeuvre sont respectes (support, soudures, ...). Ces rgles de mise en oeuvre qu'il convient de spcifier dans le march sont mentionnes dans le document Etanchit des barrages par gomembrane [8] dans les documents de recommandations du CFG [3] [7], et/ou celles du Guide SETRA/LCPC [2].

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3.2.1. Rception des gomembranes

- Conditions de livraison, manutention, stockage - tiquetage des rouleaux et panneaux ; par exemple bien vrifier si la rfrence commerciale correspond exactement celle de la fiche de certification - marquage des produits eux-mmes - tenue du registre d'approvisionnement (date, n lot, quantit) - fiche de contrle usine (ventuellement) - prlvements pour essais (Cf. 2.2).

3.2.2. Rception des matriaux granulaires (ventuels) (pour mmoire)

- Nature, identification des produits (conformit la commande), - examen visuel, - tenue du registre d'approvisionnement (date, n lot, provenance, quantit), - vrification des fiches de contrle de fabrication, - prlvements pour essais.

3.2.3. Rception des supports

- Portance (essais sommaires de "praticabilit" ou essai de plaque ou dynaplaque si ncessaire), - gomtrie gnrale ou spcifique (tranche d'ancrage) ; planit, - asprits et autres lments poinonnants indsirables, - continuit du support (cas de matriaux "trop ouverts"), - compacit (essai pntrodensitographe ou gamma densimtre si ncessaire), - traitements de points singuliers (zones de transition pour le raccordement aux ouvrages rigides en bton).

3.2.4. Mise en oeuvre de la gomembrane

- Plan de calepinage ; moyens de manutention, organisation du chantier et mode de circulation des engins, - matriel, matriaux et modalits d'assemblage (soudures), - suivi des essais de convenance de soudure, - conditions gnrales de pose : propret des matriaux, temprature, humidit, - protection contre le vent.

3.2.5. Contrle des joints souds et des points singuliers

- Contrle des joints raliss lors des essais de convenance, essais normaliss de rsistance mcanique en pelage et cisaillement (facteur de soudure), largeur de chaque cordon de soudure, continuit de la soudure et absence de carbonisation s'il s'agit de gomembranes translucides, - essais sommaires non normaliss des soudures chaque reprise de poste,

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- prlvements destructifs en partie courante et essais mcaniques de traction/pelage et traction/cisaillement, - essai de continuit des soudures la pointe (mousse), - essais non destructifs de continuit par mise en pression hydraulique (liquide color) ou pneumatique du canal central des doubles-soudures, - essais de continuit par dpression d'air (cloche vide) des croisements de soudures (points triples), - essais non destructifs de continuit par ultra-sons des soudures larges de gomembranes bitumineuses.

Les tableaux ns 1 et 2 en annexe 2 tirs du Guide SETRA/LCPC [2] donnent pour les joints respectivement des spcifications de valeurs en fonction de la nature de la gomembrane et des frquences d'essais ; ils comportent galement des suggestions de rpartition de ceux-ci entre les contrles intrieurs et extrieurs lentreprise, en diffrentiant le cas o le personnel qui effectue les soudures est certifi ou non. On peut noter :

- qu' en l'absence de norme, divers documents (CFG, ADEME) [3], [4] peuvent mentionner des spcifications sensiblement diffrentes ; - que logiquement ces spcifications peuvent tre infrieures celles qui sont exiges lors de la certification ASQUAL des soudeurs ; - que ces spcifications et les frquences de contrle, constitue une illustration standard de ce qui peut tre fait ; ceci pouvant tre affin avec plus ou moins de svrit en fonction du contexte du projet ; - que chaque fois que c'est possible (membrane non expose aux UV), l'utilisation d'une membrane translucide (PVC, polyolfine) permet un contrle de continuit des soudures d'une trs grande efficacit (visuel et liquide color sous pression) ; - que pour l'examen des points singuliers, par exemple pour les raccordements de la gomembrane aux ouvrages btons, il convient de contrler le respect des diffrentes modalits prvues au projet et la continuit si possible la cloche vide.

3.2.6. Examen de la gomembrane avant mise en oeuvre des couches de protection (ventuelles)

- examen visuel des percements ou par mthode lectrique (avec film d'eau) - plissements

3.2.7. Mise en oeuvre de structures de protection (couches granulaires, bton bitumineux, bton hydraulique)

- vrifier (planche d'essai/essais de convenance) que les modalits de mise en oeuvre (circulation d'engin, modalits de compactage, paisseur) ne sont pas agressives pour la gomembrane

- contrle permanent des modalits de mise en oeuvre et des paisseurs

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3.2.8. valuation globale de la fonction tanchit du Dispositif d'tanchit par Gomembranes (DEG)

Vrification de l'tanchit globale si c'est techniquement possible et si prescrit au march par :

- mthode lectrique, - remplissage de l'ouvrage.

4. Organisation gnrale de l'assurance qualit et du contrle qualit

Dans le texte ci-avant, on a dcrit les phases de travaux, qui doivent faire l'objet d'un contrle, les mthodes et les critres dvaluation relatifs ces contrles ; pour la rpartition des tches de contrle entre les diffrents acteurs, pour ce mtier comme dans d'autres du Gnie-Civil, un transfert partiel s'est opr du matre d'oeuvre ou d'ouvrage ("contrle extrieur") vers l'entreprise ("contrle intrieur").

L'efficacit de l'ensemble du contrle est lie une bonne dfinition en amont du schma d'organisation, car ds la consultation des entreprises, celles-ci doivent connatre videmment les prestations de contrle intrieur quelles ont inclure dans leur prix.

L'organisation de gestion de la qualit pourra tre assez diffrente selon le type et la taille du chantier, suivant que l'entreprise d'tanchit est pilote et sous-traite quelques travaux de terrassements ou, l'inverse, si dans le cadre d'un chantier important l'tancheur est un des multiples sous-traitants d'une entreprise gnrale de gros oeuvre (ou d'un groupement d'entreprises) ; ci-aprs, sont rappeles quelques phases de cet ordonnancement, qui pourra ainsi tre fortement modul et simplifi en fonction du contexte (une description plus complte est dcrite dans les documents [2], [3]) :

- au niveau du Dossier de Consultation des Entreprises (DCE) :

. dfinition par le matre d'ouvrage de la Qualit d'Usage, en terme d'objectifs (niveau d'tanchit) et de garantie ; . dfinition par le matre d'uvre de la Qualit Requise en terme de spcifications de produits, de mise en oeuvre (dfinition du DEG, des caractristiques des joints, ...) et de programme minimum de contrle de l'entreprise (nature, frquence, ...) ;

- la remise des offres, l'entreprise remet son SOPAQ (schma organisationnel de la Qualit) qui donne les grandes lignes permettant au matre d'oeuvre de s'assurer que les moyens (matriel, personnel, doctrine technique) prvus correspondent aux exigences et aux spcifications du DCE ;

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- aprs le choix de l'entreprise et pendant la phase de prparation de chantier :

. l'entreprise remet son Plan d'Assurance Qualit (PAQ) spcifique au chantier : moyen en personnel (et leur qualification), leur rle dans la gestion de la qualit, matriel, produits (et leur qualification), procdures d'excution spcifiques, plan et mthodes utilises pour le contrle des tches, rpartition entre Contrle "Interne" et "Externe",

. le matre d'oeuvre prpare son Schma Directeur de la Qualit qui valide le planning gnral, vrifie la cohrence et la coordination entre les Plans d'Assurance Qualit des diffrentes entreprises et dfinit son Contrle Extrieur en cohrence avec le PAQ de l'entreprise et en particulier il fixe les points CRITIQUES et les POINTS D'ARRET ; en Annexe 3, on donne un exemple de cette organisation.

5. Conclusions

Si on ne veut pas gcher les potentialits de ce mtier (relativement) neuf, une grande importance doit tre accorde l'assurance et la gestion de la qualit. Cette prsentation donne des lments pour une organisation gnrale de celle-ci des mthodes et des critres pour rceptionner les produits utiliss et les travaux.

Au cours de ces dix dernires annes, les acteurs concerns de la profession et les matres douvrage ont fait un gros effort dans ce sens : normalisation, publications et surtout certification ASQUAL des produits et personnels. Un gros effort reste faire au niveau de la qualit des projets car pour de nombreux usages (et c'est le cas des barrages), on manque de moyens objectifs, efficaces et publis de dimensionnement des dispositifs, voire de choix des produits ; un matre d'uvre qui choisit un produit certifi aura la satisfaction, par exemple, que l'paisseur du produit livr sera bien celle du produit command, mais c'est globalement trs insatisfaisant s'il s'est tromp grossirement sur le dimen-sionnement de l'paisseur.

Bibliographie

[1] Etanchit des Ouvrages Souterrains 1992 - Fascicule 67-III du Cahier des Clauses Techniques Gnrales applicables aux marchs publics

[2] Etanchit par Gomembrane des Ouvrages pour les eaux de ruissellement routier - 2000 - Guide Technique SETRA/LCPC

[3] Recommandations pour l'utilisation des gosynthtiques dans les Centres de Stockage de dchets - 1995 - Fascicule n 11 du CFG (Comit Franais des Gosynthtiques)

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[4] Dispositifs d'Etanchit et de drainage par gosynthtiques dans les Centres de Stockage de Dchets 1996 Guide Technique ADEME (Agence de l'Environ-nement et de la Matrise de l'nergie)

[5] Norme NF G 38-060 - Recommandations pour l'emploi des gotextiles et produits apparents - Mise en oeuvre Spcifications Contrle des gotextiles et produits apparents

[6] Norme NF EN 13254 septembre 2001 Gotextiles et produits apparents - Caractristiques, requises pour l'utilisation dans la construction de rservoirs et de barrages

[7] Recommandations gnrales pour la ralisation d'tanchit par gomem-branes Fascicule n 10 Comit Franais des Gosynthtiques

[8] Etanchit des barrages par gomembranes 1991 Commission Interna-tionale des Grands Barrages

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Annexe 1 Extraits de la norme NF EN 13254 (2000)

Gotextiles et produits apparents utiliss dans la construction des rservoirs et des barrages - Fonctions, caractristiques lies aux fonctions et mthodes d'essai utiliser.

Mthode Fonction Caractristiques d'essai Filtra-

tion Spa-ration

Renfor-cement

Protection

(1) Rsistance la tractionb)

EN ISO 10319 H H H H

(2) Allongement sous charge maximale

EN ISO 10319 A A H H

(3) Rsistance la traction des soudures et joints

EN ISO 10321 S S S S

(4) Poinonnement statique (essai CBR)a), b)

EN ISO 12236 S H H (voir efficacit de la protection)

(5) Rsistance la perforation dynamique (chute de cne)a)

EN 918 H A H H

(6) Caractristiques en frottement (mthode du cisaillement direct)

prEN ISO 12957-1:1997 et prEN ISO 12957-2:1997

S S A S

(7) Fluage en traction EN ISO 13431 - - A - (8) Endommagement la mise en oeuvre

ENV ISO 10722-1 A A A A

(9) Efficacit de la protection

prEN 13719:1999 - - H ? H

(10) Ouverture de filtration caractristique

EN ISO 12956 H A - -

(11) Permabilit perpendiculaire au plan

EN ISO 11058 H A A -

(12) Durabilit Conformment l'annexe B

H H H H

(12.1) Rsistance aux agents climatiques

EN 12224 A A A A

(12.2) Rsistance au vieillissement chimique

ENV 12447, ENV ISO 12960 ou ENV ISO 13438

S S S S

(12.3) Rsistance la dgradation microbiologique

EN 12225 S S S S

Pertinence : H : essentielle pour l'harmonisation A : s'applique toutes les conditions d'utilisation S : s'applique des conditions spcifiques d'utilisation "--" : indique que les caractristiques ne sont pas applicables la fonction en question a) Il convient de considrer avec attention la validit de ces essais dont le principe peut ne pas tre applicable certains types de produits (par exemple les gogrilles) b) Si les proprits mcaniques (traction et poinonnement statique) sont indiques H cela signifie que le producteur doit fournir les donnes pour ces deux proprits. L'emploi de l'une seulement (rsistance en traction ou poinonnement statique) est suffisant dans la spcification.

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Annexe n 2 Extrait du Guide SETRA/LCPC "Bassins" [2]

Tableau 1 - Spcifications des joints de gomembranes

Bitumineux Thermoplastiques Elastomres BO : bitume oxyd

BP : bitume polymre PEHD Autres

(PVC,PP-F) (EPDM)

Type de joint (soudure) Simple Double Simple Mode de ralisation Fusion par flamme Automatique

Air ou coin chaud Collage

Vulcanisation Largeur minimale (mm) 150 (B0)

120 (BP) ( 2 x 12) 100

Rsistance mcanique

Cisaillement - Mode de rupture - Rsistance (N/mm)

- Facteur de soudure

DHS ou 9 N/mm (B0) ou 13 (BP)

90 %

50 %

> 5 N/mm

Pelage - Mode de rupture Dchirure hors de la

zone soude (DHS)

- Rsistance (N/mm)

- Facteur de soudure

titre indicatif B0 : 0,5 - BP : 3

55 %

PVC : 6 PP-F : 6

1,2

Les commentaires de ce tableau sont mentionns dans le document [2] Cas de poseurs (soudeurs) certifis ASQUAL (ou certification reconnue quiva-lente) Les valeurs sont des Valeurs Minimum Exigibles (VME)

Dchirure horsde la zonesoude (DHS)

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- Systmatique - Systmatique

- Systmatique - Systmatique

- Systmatique - Systmatique

Tableau 2 - Contrle des joints

Contrle intrieur

Con-trle

Frquence des contrles

Inter-ne

Exter-ne

Ext-rieur

Poseur CERTI-

FIE

Poseur NON

CERTI-FIE

CONTROLES DESTRUC-TIFS

ESSAIS DINFORMA-TION NON NORMALISES . Qualitatif

. Quantitatif

X

X

Chaque prise de poste

200 ml 100 ml JOINTS EN PARTIE COURANTE

(essais de pelage et de cisaillement)

ESSAIS NORMALISES

X 500 ml ( 1)

200 ml ( 1)

NF P 84-502.1 et 84-502.2 *

X 500 ml ( 1)

200 ml ( 1)

CONTROLES NON DESTRU-CTIFS

. Qualitatif

. Instrumental X

X

X

3 sur 10

6 sur 10

JOINTS POINTS SINGU-LIERS (croisement)

CONTROLES NON DESTRU-CTIFS

. Qualitatif

. Instrumental X

X

X

3 sur 10

6 sur 10

RACCORDE-MENTS AUX OUVRAGES BETONS

CONTROLES NON DESTRU-CTIFS

. Qualitatif

. Instrumental X X

X X

X

20 %

60 %

* par laboratoire accrdit COFRAC Nota : Des prcisions sur chacun des lments de ces tableaux peuvent tre trouves dans le document (2)

Remarque : Pour chaque phase de contrle, chaque catgorie d'intervenant, et chaque type de contrle, les frquences indiques sont des minima recommands.

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ANNEXE 3 Extrait du document [2]

PROGRAMME DE CONTROLE NATURE ET RPARTITION DES TACHES

Dans le tableau ci-dessous, sont mentionnes la nature et la rpartition des tches de contrles ; il faut bien noter quaux POINTS DARRET, lentreprise a ncessai-rement besoin de laccord du matre duvre (ou son reprsentant) pour continuer les travaux. Le document [2] prcise la nature des diffrentes oprations de contrle et les frquences conseilles. Celles-ci sont fonction de limportance de la surface de louvrage, du nombre douvrages dans un mme lot de travaux, du phasage des travaux et de la sensibilit de louvrage mais, doivent tre largement renforces si, pour une raison donne, les stipulations suivantes ntaient pas effectives : - les matriaux utiliss sont CERTIFIES (ASQUAL ou quivalent). - les soudeurs sont CERTIFIES (ASQUAL ou quivalent) - les chefs de chantiers sont CERTIFIES (ASQUAL ou quivalent)

Nature des tches Points Contrle intrieur Contrle darrt Interne Externe Extrieur

1. Rception des matriaux 1.1.Matriaux manufacturs 1.2.Matriaux granulaires de structure support et de protection

XX XX

X X

X X

2. Rception des supports

XX XX XXX

3. Contrle de mise en uvre des gomembranes 3.1.Conditions gnrales 3.2. Essais pralables de ralisation des joints.

3.2.1. Essais de convenance en dbut de chantier 3.2.2. Essais de rglage en dbut de poste

3.3. Contrles non destructifs des joints 3.4. Contrles destructifs sur joints

- sur site (essais dinformation) - en laboratoire (essais normaliss)

3.5. Traitement points singuliers (raccordement sur ouvrages ) 3.6. Examen de la gomembrane avant recouvrement.

*

X

XX XXX

X

XX

X

XX

X XX

XX XX XX

XX

XX

X XX

XX XX

XXX

4. Mise en uvre de la protection XX X XX 5. Examen et valuation du DEG global X XX

*

Dans le document [2] sont mentionns des commentaires complmentaires ce tableau.

Point darrt

Point darrt si chef de chantier et/ousoudeur non certifis et/ou suivantlimportance du chantier

X Intervention normale XX Intervention soutenue XXX Intervention trs soutenue

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Mthodes de dtection et de localisation de dfauts dans les gomembranes

Leak detection and location systems in geomembranes

Nathalie TOUZE-FOLTZ Cemagref

Unit DEAN, BP 44, 92163 ANTONY Cedex, tel : 01 40 96 60 39, Fax : 01 40 96 62 70, E-mail : nathalie.touze@cemagref.fr

Rsum : On prsente les diffrentes mthodes lectriques et par ultrasons permettant de dtecter des dfauts dans les gomembranes. Aprs une dfinition du terme dfaut, on dfinit pour chacune des mthodes prsentes le principe de fonctionnement et de calibration, les conditions dapplication, les limites particulires dutilisation, la facilit de mise en uvre, les types dinformations et de rsultats obtenus ainsi que des informations sur la sensibilit de la mthode. Ces diffrentes mthodes sont applicables aux gomembranes non conductrices pour les mthodes lectriques (polypropylne, polythylne, polychlorure de vinyle, bitumineuses) et aux gomembranes en polythylne haute densit et bitumineuses pour la mthode par ultrasons.

Abstract : Different electrical and ultrasonic leak detection systems are presented allowing to detect holes in geomembranes. A definition of the word hole is given first. Then, the measurement principle of each system is given, together with the calibration protocol, the conditions of use, the installation feasibility, the limits of validity, the description of results obtained and the way they are presented, the method sensitivity. Electrical methods are applicable to non-conductive geomembranes (polypropylene, polyethylene, polyvinylchloride, bituminous) and ultrasonic methods to high density polyethylene and bituminous geomembranes.

Mots-cls : gomembrane, dfaut, dtection, mthode lectrique, ultrasons

Keywords : geomembrane, hole, detection, electrical method, ultrasonic

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Introduction

Dans un contexte dutilisation de plus en plus prononce des tanchits par gomembranes en gnie civil, la dtection et la localisation de dfauts dans les gomembranes savrent devenir des tapes incontournables pour confirmer lefficacit de louvrage, sa prennit, ainsi que la protection de lenvironnement associe lutilisation de louvrage.

Lobjectif de cet article est dinformer sur les diffrentes mthodes de dtection de dfauts dans les gomembranes existantes reposant sur des principes lectriques ou sur lutilisation dultrasons. Ce document est largement inspir des rflexions menes au sein du groupe de travail "Mthodes de dtection de dfauts dans les gosynthtiques" du Comit Franais des Gosynthtiques qui est en phase de rdaction dun guide de synthse sur les mthodes de dtection de dfauts dans les gomembranes paratre dici fin 2002. Aprs une dfinition des dfauts dans les gomembranes, on prsente diffrentes mthodes de dtection de dfauts ainsi que les contraintes affrentes leur utilisation. Ainsi, on souhaite faciliter le choix dune mthode de dtection de dfauts en relation, en particulier, avec le degr de fiabilit de ltanchit, le moment o la dtection de dfauts peut tre effectue par rapport au moment de la pose de la gomembrane. Sont galement prises en compte lvolution de louvrage et les contraintes dutilisation des diffrentes mthodes.

A noter quune inspection visuelle de la gomembrane est un contrle pralable ou complmentaire des mthodes prsentes ici. Ainsi, le contrle visuel permet de vrifier la largeur, la continuit et lhomognit du cordon pour les soudures manuelles. Pour les doubles soudures automatiques, il permet la vrification locale de la non obstruction du canal central.

1. Quest-ce quun dfaut ?

Le terme dfaut est utilis pour dsigner une non continuit de la gomembrane : un trou circulaire, un poinonnement, une dchirure, une coupure, une soudure dfectueuse, une fissure ou tout autre endommagement sur toute ou partie dune gomembrane, pendant ou lissue de sa pose.

Un dfaut sans fuite dsigne : ! une non continuit dans la gomembrane qui ne gnre pas de flux de liquide ou de gaz dans le cas o la gomembrane est sollicite hydrauliquement ou soumise un gradient de pression entre ses deux faces. Typiquement, un tel dfaut sans fuite correspond une soudure dfectueuse sur uniquement un des deux joints parallles dune double soudure (voir Figure 1) ; ! une rduction dpaisseur de la gomembrane cause par un

crasement ou un poinonnement.

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Un dfaut avec fuite dsigne quant lui une non continuit de la gomembrane qui gnre un flux de liquide ou de gaz lorsque la gomembrane est soumise un gradient de pression entre ses deux faces.

Figure 1 : exemples de dfauts sans fuite et avec fuite

2. Prsentation des diffrentes mthodes de dtection et de localisation de dfauts lectriques et par ultrasons

Les diffrentes mthodes de dtection et localisation de dfauts prsentes dans la suite appartiennent aux mthodes dites lectriques, ou utilisant des ultrasons. Pour chacune dentre elles la prsentation sarticule autour des points suivants : principe de fonctionnement et calibration, conditions dapplication, limites particulires dutilisation, facilit de mise en uvre, types dinformations et de rsultats, sensibilit.

2.1. Mthodes lectriques

Le principe physique des mthodes lectriques est de crer une diffrence de potentiel entre les deux faces de la gomembrane teste, et ensuite de localiser les endroits o le courant lectrique peut circuler travers les dfauts de la gomembrane. Les gomembranes conductrices, en EPDM par exemple, ne peuvent pas tre testes par ces mthodes.

Flux

gomembrane

bonnesoudure

amincissementcanal central

Dfauts sans fuite

Dfaut avec fuite

soudure dfectueuse

Flux

gomembrane

bonnesoudure

amincissementcanal central

Dfauts sans fuite

Dfaut avec fuite

soudure dfectueuse

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2.1.1 Gomembrane conductrice

On utilise des gomembranes PEHD conductrices. Cette mthode doit donc tre intgre la conception de louvrage dans la mesure ou elle ncessite la mise en place dune gomembrane conductrice. Les gomembranes conductrices comportent une couche supplmentaire coextrude, denviron 0,1 mm dpaisseur, sur leur face infrieure. Cette couche est lectriquement conductrice grce laddition dun fort taux de noir de carbone. Avant le dmarrage de la prospection, la couche conductrice est charge par induction par une unit de tension (15 30 kV) comme indiqu la figure 2. La face suprieure, non conductrice, est alors prospecte laide dun balai lectrique. Tout dfaut de la gomembrane gnre une tincelle visible ainsi quun signal sonore (Adams, 1997).

Toutes les gomembranes conductrices peuvent tre testes. Les ls, soudures, points singuliers (jonction avec des lments extrieurs mais non mtalliques) peuvent tre prospects. Cette mthode peut tre applique sur des produits exposs, lors de leur pose, ou aprs achvement de celle-ci si la gomembrane est sche. Sous rserve que la gomembrane soit apparente, propre et sche, cette mthode peut tre envisage au cours de la vie de l'ouvrage. Elle est dconseille par temps de pluie. Par contre, la poussire ou les impurets non conductrices ainsi que la prsence de champs lectriques priphriques naffectent pas le test.

Figure 2 : Schma de principe de la mthode gomembrane conductrice

Un contrleur interne ou externe peut sans formation particulire effectuer la prospection. Le temps de mise en oeuvre est immdiat ds lors que la gomembrane est prte tre teste. Le temps de mesure est lui aussi immdiat tout comme la dure dinterprtation des rsultats. La vitesse de prospection est de lordre de 1000 5000 m par jour, pour un appareil et une quipe.

GomembranePEHD avec coucheconductrice

- +GomembranePEHD avec coucheconductrice

- +

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Cette mthode permet de localiser des dfauts de moins de 1mm de diamtre. Prcision, fiabilit, rptabilit dpendent de loprateur puisque les dfauts sont reprs visuellement et auditivement.

2.1.2 Lance eau

Cette technique de prospection repose sur lutilisation dun jet deau et sur les proprits disolant lectrique de la gomembrane (Rollin & Jacquelin, 1998).

Pour les mesures, on utilise deux lectrodes, lune mise la terre dans le sol support de louvrage, lautre place sur la lance eau ou sur le balai. Les deux lectrodes sont relies une source de courant continu 12 ou 24 volts (Rollin et Jacquelin, 1998).

Lalimentation en eau peut tre fournie : ! par une citerne ; ! par un circuit ferm. Dans ce cas, une pompe place au point bas du site

permet la rutilisation des eaux de dtection. Cela ne sapplique quaux sites possdant une gomtrie adquate ;

! par un rseau existant ayant une pression suffisante.

Loprateur dplace la lance eau sur la zone prospecter (voir Figure 3). Lorsque leau rentre en contact avec le sol charg ngativement du fait dun dfaut, le circuit entre la lance et le sol se ferme, engendrant une augmentation du signal lectrique (Swyka et al., 1999). Un signal sonore avertit loprateur de la prsence du dfaut. Pour sassurer du bon fonctionnement des appareils, des tests de vrification doivent tre faits rgulirement au cours des mesures. On peut simplement simuler une fuite en mettant le bout de la lance en contact avec le sol.

Toutes les gomembranes non conductrices (F-PP, PEBD, PEHD, PVC-P, bitumineuses) peuvent tre testes. Les ls, soudures, points singuliers (jonction avec des lments extrieurs mais non mtalliques) peuvent ainsi tre prospects.

raclette Jet deau

+ +

-

raclette Jet deau

+ +

-

Figure 3 : Schma de principe de la mthode go-lectrique dite du jet ou de la flaque deau

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Cette mthode sapplique aux produits non recouverts pendant ou aprs la pose de la gomembrane, mais galement au cours de la vie de louvrage si on ne rencontre pas de problmes de conductivit lectrique (voir limites particulires dutilisation) et que la gomembrane est propre.

Lorsque la gomembrane est installe ou que la pose de la gomembrane se fait de laval vers lamont, il est prfrable de commencer la dtection des fuites par les zones les plus basses. En effet, les eaux de dtection scoulant naturellement vers des points bas, si des fuites existent, elles vont engendrer un bruit de fond qui va perturber les mesures. De plus, pour localiser ces fuites, il faudra vider ces zones. Lorsque la pose de la gomembrane se fait de lamont vers laval, la dtection se fait une fois les travaux de soudure termins.

Cette mthode nest pas recommande par temps trop humide, pluvieux ou de gel.

Lalimentation en eau peut tre un facteur limitant de lutilisation de cette mthode. Sur les pentes, loprateur doit pouvoir se tenir debout, le film deau doit tre suffisamment important pour permettre la mesure. De plus, les matriaux sous la gomembrane doivent tre conducteurs. Pour que la dtection puisse tre opre, il doit y avoir un bon contact entre la gomembrane et le sol (pas de plis).

Le temps de mise en oeuvre est de lordre de la demi-journe. Le temps de mesure est immdiat et la dure dinterprtation des rsultats reste infrieure 10 minutes (recherche du dfaut dans la zone suspecte). La vitesse de prospection dpend du type de gomembrane, du dbit deau disponible, de la gomtrie du site, de la prsence de plis ou dobjets sur la gomembrane. Cette vitesse de prospection est de lordre de 200 300 m par heure et par oprateur, une journe est ncessaire la formation de loprateur.

Cette mthode permet de localiser des dfauts avec fuite. Des dfauts de diamtre minimum gal 1 mm peuvent tre dtects (Rollin & Jacquelin, 1998). La sensibilit de cette mthode dpend surtout de la hauteur deau impose sur la gomembrane.

Cette mthode de dtection impose le passage dun oprateur sur la gomembrane. Cela permet la dtection non seulement des dfauts mais galement de faiblesses dans la gomembrane tels que des amincissements. Cette mthode est moins prcise que dautres mthodes lectriques pour lesquelles on peut disposer de charges hydrauliques plus importantes comme celles qui sont prsentes dans la suite.

2.1.3 Sonde mobile

Pour la mthode utilisant une sonde mobile, on utilise deux lectrodes. La premire est mise la terre dans le sol support de louvrage, la deuxime, sert tablir la diffrence de potentiel entre le sol extrieur et le milieu interne. Elle est

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place dans le matriau recouvrant la gomembrane. Les deux lectrodes sont relies une source de courant continu.

Figure 4 : Schma de principe de la mthode par sonde mobile

A laide dun multimtre mobile, on effectue des mesures de potentiel lectrique suivant une densit prdtermine. Un changement de signe dans les valeurs mesures peut tre une indication sur la proximit dun dfaut. Notamment, le champ de potentiel diminue quand on sloigne de llectrode. Une augmentation de celui-ci indique donc la proximit dun dfaut. Lintensit du champ est maximale lorsque loprateur se trouve juste au dessus du dfaut. Quand le dfaut est quidistance des lectrodes, aucun gradient de potentiel nest cependant dtectable (Phaneuf & Peggs, 2001). Une fois les courbes iso-potentielles traces et linterprtation des variations du champ faite, on peut localiser de faon prcise les fuites et ainsi, dans la mesure du possible, les rparer.

Avant toute mesure, une tape de calibration est ncessaire. Elle seffectue en trois tapes :

! calibrage de la zone prospecter par une analyse prliminaire afin de quantifier le bruit de fond ; ! mesure du courant pour tablir le niveau de scurit ; ! simulation de dfaut en utilisant une cellule de calibration ou en ayant

connaissance dun dfaut de diamtre et de localisation connue (Peggs, 1996).

Toutes les gomembranes non conductrices (F-PP, PEBD, PEHD, PVC-P, bitumineuses) peuvent tre testes. Les ls, soudures, points singuliers (jonctions avec des lments extrieurs mais non mtalliques) peuvent tre prospects. Cette mthode sapplique aux produits recouverts aprs achvement de la pose mais galement au cours de la vie de louvrage si on ne rencontre pas de problmes de conductivit lectrique.

anode fuite

Gnrateur de courant- +

V

anode fuite

Gnrateur de courant- +

V

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Dans le cas o la gomembrane est recouverte dun liquide, la hauteur de celui-ci doit tre comprise entre 0,1 et 1 m car au del, la mobilit de loprateur est rduite.

Un temps humide et/ou une pluie lgre sont des conditions favorables lutilisation de cette mthode, linverse du gel. Par contre une pluie abondante est nuisible linstrumentation et lisolation lectrique de louvrage.

Les matriaux de part et dautre de la gomembrane doivent tre conducteurs. Ainsi, par exemple, un sol sec recouvrant une gomembrane devra subir une humidification pralable. Dautre part, les matriaux recouvrant la gomembrane (eau, boue, sable, terre, granulats, argile, dchet) doivent tre, le plus possible, isols lectriquement du sol extrieur et contenir le moins possible dlments mtalliques (Peggs, 1996).

Il faut galement faire attention aux effets de bords, crs par les pontages lectriques des matriaux entre le dessus et le dessous de la gomembrane, si le matriau contenu dans louvrage forme une couche continue en contact avec le sol extrieur.

Cette mthode est mise en oeuvre par des entreprises spcialises qui ne la dlguent pas, car elle requiert un niveau lev de qualification. Le temps de mise en oeuvre est de lordre de la demi-journe. Le temps de mesure est immdiat, la dure dinterprtation des rsultats est galement infrieure 10 minutes (recherche du dfaut dans la zone suspecte).

La vitesse de prospection dpend du type de matriau recouvrant la gomembrane, de lalimentation en eau dans le cas dune humidification pralable ncessaire, de la gomtrie du site et des conditions climatiques. Elle est de lordre de 150 250 m par oprateur et par heure.

Cette mthode permet de localiser des dfauts avec fuite. Des dfauts de moins de 1mm de diamtre (trous dpingle) peuvent tre dtects (Peggs, 1996).

La sensibilit de cette mthode dpend de : ! la visibilit des perturbations engendres par le dfaut dans le champ de

potentiel tabli dans le sol (signal du dfaut par rapport au bruit de fond ou une anomalie connue comme la localisation dun drain) ;

! lintensit du courant traversant le dfaut : plus lintensit du courant est leve, plus le signal produit par le dfaut est fort, meilleure est donc la sensibilit de dtection ;

! la qualit des mesures : sensibilit du multimtre, stabilisation du signal, etc;

! la taille du maillage, qui est un paramtre trs important de la mesure, car un maillage trop large ne permettra peut tre pas de mettre en vidence deux dfauts voisins ;

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! la rsistivit lectrique des matriaux situs de part et autre de la gomembrane ainsi que de leur homognit et de leur paisseur (Darilek & Laine, 1999) ;

! la nature du matriau recouvrant la gomembrane (un liquide permet une meilleure conductivit et amliore de ce fait la sensibilit) (Swyka et al., 1999).

La rsolution de cette technique est directement lie la taille du maillage. Afin dviter quun dfaut chappe loprateur, lespace entre les profils de tests ne doit pas tre de plus de 2 mtres. Il est donc conseill deffectuer un maillage le plus fin possible autour des zones de fuite. La rsolution peut galement tre augmente en maximisant la conductivit des matriaux recouvrant la gomembrane par un arrosage abondant (la charge hydraulique augmente lefficacit).

Les rsultats sont prsents sous la forme dun plan de calepinage avec rcolement des dfauts reprs.

2.1.4 Systme fixe de dtection de localisation et dalarme

Lintrt majeur de cette mthode rside dans le fait quelle permet une surveillance de ltanchit en service, pendant plusieurs annes. Cette mthode doit tre prvue pralablement la construction de louvrage, car elle ncessite linstallation des capteurs sous la gomembrane. Elle est utilisable au cours de la vie de louvrage. Des capteurs sont placs dans le sol sous la gomembrane, faible profondeur (voir figure 5). Ces capteurs sont positionns selon une grille modlise au pralable. Chaque capteur est reli par un cble lectrique un botier de contrle situ proximit de louvrage. Aprs la pose de la gomembrane et de la couche de protection, une source lectrique est installe : une lectrode active est place au-dessus de la gomembrane et une autre passive est mise la terre dans le sol support de louvrage (figure 5). Un courant peut alors tre appliqu. La densit de courant sous la gomembrane est ainsi mesure par les diffrents capteurs et toute anomalie lectrique proviendra dun dfaut de celle-ci (Nosko & Ganier, 1999).

Lensemble des mesures est envoy par liaison tlphonique (fax-modem, e-mail) au centre dinterprtation. Les ventuels dfauts sont ainsi dtects et localiss. Le logiciel dvelopp pour linterprtation des donnes prend en particulier en compte :

! la gomtrie du site, ! le type dtanchit (simple ou double), ! la nature du support (terre, bton, sable, ),

! la nature de la couche de protection (liquide, sable, ), ! les systmes de drainage eau et gaz sous ou sur la gomembrane.

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Le logiciel fournit ds lors le nombre de capteurs ncessaires, la localisation de celle-ci, le nombre de mtres linaires de fil lectrique, le nombre et la position des botes lectriques. La distance entre deux capteurs peut varier de 6 12 m.

Figure 5 : Schma de principe de la mthode Systme fixe de dtection, de localisation et dalarme

Toutes les gomembranes non conductrices (F-PP, PEBD, PEHD, PVC-P, bitumineuses) peuvent tre testes. Les ls, soudures, points singuliers peuvent tre prospects.

Cette mthode sapplique aux produits en utilisation ou recouverts. Par fortes pluies, les bords de la gomembrane tant mouills, la polarisation lectrique du site est difficile. Par temps sec, les petits dfauts sont difficilement localisables suite aux modifications de la conductivit lectrique du sol. Un gotextile intercal entre la gomembrane et le sol support peut faciliter la mesure car il permet une bonne circulation du liquide sous la gomembrane.

Ligne de potentiel

capteurs lectrode passive (TERRE) (-)

lectrode active (+) Liquide ou couche minrale

Complexe dtanchit

Isolignes de courant

Bote lectrique de contrle et de mesure

Ligne de potentiel

capteurs lectrode passive (TERRE) (-)

lectrode active (+) Liquide ou couche minrale

Complexe dtanchit

Isolignes de courant

Bote lectrique de contrle et de mesure

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Les matriaux situs de part et dautre de la gomembrane doivent tre conducteurs et les plus homognes possible. La surface maximale testable est de 6000 m environ par centrale de mesure (128 capteurs). Louvrage tester ne doit pas tre trop petit pour pouvoir respecter un espacement minimal de 2 mtres entre deux capteurs voisins et un nombre minimal de 36 capteurs.

Pour dtecter lensemble des dfauts, plusieurs mesures successives doivent tre effectues (compter trois mesures par site).

Pendant la phase de mesure, pour viter les perturbations lectriques, la circulation dengins doit tre vite.

Des prcautions particulires doivent tre prises en ce qui concerne les points singuliers. En particulier il est recommand que les conduites traversant les gomembranes non conductrices soient galement constitues dun matriau non conducteur afin dviter les anomalies lectriques.

Cette mthode est applique par des entreprises spcialises qui ne la dlguent pas car elle requiert un niveau lev de qualification. Le temps de mise en oeuvre est de 3000 4000 m par jour et par quipe pour un espacement de 8 mtres entre capteurs. Il faut compter galement une heure de calibration. Le temps de mesure est de 2 minutes par mesure pour 10000 m. La dure dinterprtation des rsultats est de 2 heures par mesure.

Cette mthode permet de localiser des dfauts avec fuite avec une prcision de 15 % de lespacement entre deux capteurs, soit typiquement de 0,5 1 m. La durabilit du systme dpend de la qualit des capteurs et des conditions dexploitation (dures garanties de 6 mois 10 ans). La taille minimale des dfauts dtecte est infrieure au millimtre. Les rsultats sont prsents sous la forme dun rapport technique avec cartographie de la position des dfauts.

2.2. Tests utilisant des ultrasons

Cette mthode repose sur lutilisation dune machine automatique, dont un seul modle existe lheure actuelle notre connaissance, comportant 24 capteurs dultrasons baignant dans un liquide conducteur. Elle permet de tester la qualit des soudures (Figure 6). Pour assurer la continuit entre lappareil ultrasons et la soudure tester, une rampe vaporise de leau sur la gomembrane (Breul et al., 1998). La machine progresse le long de la soudure teste (les soudures peuvent mesurer jusqu 20 cm de largeur, ce qui correspond la largeur de la rampe de capteurs) en prenant une mesure tous les millimtres (dans la largeur). Chaque metteur balaie une bande parallle au sens de dplacement. Chaque bande est subdivise

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en rectangles virtuels (9 mm x 5 mm) afin de faciliter le traitement de linformation et son enregistrement (Breul et al., 1998).

Avant toute utilisation, lmetteur/rcepteur est rgl en utilisant une plaque mtallique standard, dpaisseur et dimpdance acoustique constante. La machine est ensuite calibre par rapport lpaisseur de la gomembrane teste.

Figure 6: Schma de principe de la mthode utilisant des ultrasons

Notons lexistence dun appareillage portatif permettant des contrles manuels. Il comprend un appareil ultrasons utilisant la bande de frquence 1-3 MHz et un oscilloscope pour lanalyse. Toutes les gomembranes sont priori testables. Cependant seules les gomembranes bitumineuses et celles en PEHD ont t testes jusqu prsent. Les soudures et les points singuliers raliss manuellement peuvent tre prospects.

Cette mthode sapplique aux produits non recouverts lors de la pose ou aprs achvement de celle-ci. Lutilisation au cours de la vie de louvrage peut tre envisage si la membrane est propre et non recouverte ; celle-ci peut tre humide.

La temprature ambiante ne doit pas dpasser 35C sinon la machine, qui pse 200kg environ, marque la gomembrane au niveau des pentes o la temprature va atteindre 60 70C dans ces conditions.

La planit de la soudure teste doit tre au centimtre prs. Les pentes doivent tre suffisamment longues pour pouvoir utiliser la machine (20 m de rampant).

Emetteur/Rcepteur

Agenthumidifiant

soudure

Liquideconducteur

A

C

A B C

B

Emetteur/Rcepteur

Agenthumidifiant

Dfaut desoudure

Liquideconducteur

A

C

A B C

B

Sans dfaut Avec dfaut

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Cette mthode est applique par des entreprises spcialises qui ne la dlguent pas car elle requiert un niveau lev de qualification.

La calibration initiale ncessite une journe. La vrification quotidienne de la calibration ncessite une demi-heure. Le temps de mesure est immdiat. Linterprtation des rsultats peut tre faite immdiatement ou reporte en fin de journe sur la base des rsultats collects ce qui permet en outre de vrifier si les rparations ont t effectues. La vitesse de contrle est de lordre de 100 m par jour en plat avec la machine et de 20 80 m par jour avec lappareil portatif.

Cette mthode permet de localiser des dfauts avec ou sans fuite. La rsolution est de 5 mm. Cependant, le logiciel ne dfinit que les dfauts dau moins 1,5 cm (Breul et al., 1998).

3. Conclusion

La synthse prsente ici permet de prsenter les diffrentes mthodes lectriques et utilisant des ultrasons qui peuvent tre utilises pour effectuer des dtections de dfauts dans les gomembranes. On sest galement attach prsenter leurs limites dapplication. En particulier les mthodes lectriques autre que la gomembrane conductrice ne sont applicables quaux gomembranes non conductrices. On a galement pu noter quil tait indispensable de prendre en compte des contraintes lies au site et aux conditions mtorologiques pour une bonne performance des ces mthodes. Enfin le projet dutiliser une de ces mthodes doit tre prcis et raisonn pralablement la pose de la gomembrane pour certaines dentre elles et non sollicite lors de la survenue dun incident.

4. Bibliographie

Adams, M.W. (1997) - Application of Conductive Geomembranes in Containment Applications, Proceedings Sardinia97, Sixth International Landfill Symposium; Christensen, Cossu and Stegmann Eds., Volume III, 57-63.

Breul, B., Carroget, J. et Herment, R. (1998) - Automatic ultrasound seam tester for bituminous geomembranes Development and field results, Sixth International Conference on Geosynthetics, Atlanta, Georgia, USA, 345-348.

Darilek, G.T. and Laine, D.L. (1999) - Performance-based specification of electrical leak location surveys for geomembrane liners, Geosynthetics 99, Boston, Massachussetts, USA, April 28-30 1999, 645-650.

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Nosko, V. & Ganier, P. (1999). Damage Detection System The New Tool for In-Situ Testing of Integrity of Geomembranes: Comparison and Results, in Two days seminar of Landfill Interest Group, Institute of Waset management, 16 & 17 September 1999, Cape Town, South Africa.

Peggs, I.D. (1996) - Defect identification, leak location, and leak monitoring in geomembrane liners, in Proceedings of the first european geosynthetics conference, Geosynthetics : Applications, Design and Construction, Maastricht, Netherlands, 30 september 2 october 1996, de Groot, den Hoedt and Termaat Eds., 611-618.

Phaneuf, R. and Peggs, I.D. (2001) - Landfill construction quality, Lessons learned from electrical resistivity testing of geomembrane liners, Geotechnical Fabrics Report, April 2001, 28-35.

Rollin, A.L. and Jacquelin, T. (1998) - Geomembrane Failures : Lessons Learned From Geo-Electrical Leaks Surveys, in Lessons learned from geomembrane failures by J.P. Giroud (to appear), 17 pages.

Swyka, M.A., Hullings, D., Losue, G. and Peggs, I.D. (1999) - Overview of landfill liner leak location technologies, Waste Technical Conference, New Orleans, LA, USA, Feb 1-2, 9 pages.

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Les gotextiles dans les barrages retours d'exprience

Geotextiles in dams feedback

Grard DEGOUTTE ENGREF 19, avenue du Maine 75732 PARIS Cedex 15

degoutte@engref.fr

Jean-Jacques FRY EDF-CIH 73373 Le Bourget du Lac CEDEX

jean-jacques.fry@edf.fr

Rsum : Cet article, rdig dans le cadre du Colloque Technique Gotextiles et Go-membranes dans les barrages, sous limpulsion conjointe des Comits Franais des Go-synthtiques (CFG) et des Grands Barrages (CFGB), a pour objectif de ractualiser le rap-port prsent au colloque technique CFGB-CFG de 1996. Aprs un rappel de lusage ac-tuel des gotextiles dans les barrages et les ouvrages hydrauliques, la spcification des proprits des gotextiles est voque. Laccent est mis sur le risque de colmatage et les solutions actuellement possibles.

Abstract : This paper is written for the Technical Symposium on Geotextiles and Geomem-branes in dams, held on the behalf of CFG and FCOLD. The purpose of this paper is to bring up to date experience compiled in the report presented in the previous symposium in 1996. After a short presentation of the current use of geotextiles in dams, specifications of geotextiles is developed. The risk of clogging and its management are underlined.

Mots-cls : barrage, gotextile, filtration, drainage, sparation, colmatage

Keywords : dam, geotextile, filtration, drainage, separation, clogging

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1. Introduction

1.1 Objectif Avec un recul de 30 ans et avec le progrs dans la fabrication des matriaux, la mise en uvre des normes, de la certification, de la conception et l'ingnierie, le gotextile apparat comme un produit conomique, pratique et trs polyvalent. Le travail du projeteur consiste exploiter lexprience acquise et garantir la qualit du produit et de sa pose. A cette fin, il doit analyser le fonctionnement du gotextile.

La France est lun des premiers pays avoir tudi le comportement des gotexti-les dans les barrages. Ainsi, la premire application au monde dun gotextile dans les barrages fut ralise sur l'initiative de J. P. Giroud, dans le dpartement du Var, au barrage de VALCROS dune hauteur de 17 m en 1970. LInstitut Textile de France, le CEMAGREF, lIRIGM et le LCPC ont aussi conduit des tudes pilotes dont la synthse a t entreprise par le CFGB (1982 ), le CFGG (1986) ou les deux comits (1996).

Ce rapport est une tentative de ractualisation, sous lgide des deux comits, de la synthse de 1996. Cette ractualisation est encore une version provisoire qui n'engage que les auteurs. Elle sera discute et ensuite complte au cours du colloque, le 19 juin 2002 et pourra faire l'objet de complments et amendements en vue d'une approbation par les deux comits organisateurs.

1.2 Typologie

La dfinition des gotextiles employs dans les barrages est la suivante (d'aprs le projet de norme prEN10318 davril 2001) :

Gotextile : Matire textile, plane, permable et base de polymre (naturel ou synthtique), pouvant tre nontisse, tricote ou tisse, utilise en contact avec le sol ou dautres matriaux dans les domaines de la gotechnique et du gnie civil. Les polymres les plus couramment utiliss sont le polypropylne, le polythylne et le polyester.

Gotextile nontiss : gotextile fait de fibres, de filaments ou dautres lments orients directionnellement ou au hasard et lis de faon mcanique, thermique ou chimique. (Laiguilletage donne une structure souple et dformable. Le thermocol-lage donne des gotextiles