Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Cet article présente l'état de l'art concernant les géomembranes polymériques thermoplastiques. Les géomembranes sont des matériaux flexibles utilisés en génie civil pour construire des étanchéités. Les géomembranes thermoplastiques ont la particularité de se ramollir sous l'effet de la chaleur. On peut donc les souder thermiquement. Les informations fournies concernent les catégories suivantes: - composition - terminologie - production - dimensions - assemblage - propriétés physiques - propriétés mécaniques - résistance chimique - durabilité et utilisation. Ces informations sont présentées de façon à faciliter les comparaisons entre les différentes géomembranes.
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Jean-Pierre GIROUD : Ingénieur ECP, Docteur ès Sciences - Membre US National Academy of Engineering - Past President International Geosynthetics Society - Ingénieur conseil, JP GIROUD, INC., USA - - Directrice d'unité de recherche Irstea
INTRODUCTION
Cet article sur les géomembranes polymériques thermoplastiques a pour but de familiariser le lecteur avec ces matériaux relativement nouveaux. Les géomembranes sont des matériaux flexibles étanches utilisés dans les ouvrages de génie civil, comme :
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les réservoirs ;
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les barrages ;
-
les canaux ;
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les ouvrages de stockage de déchets ;
-
les stockages de résidus miniers et bien d’autres types d’ouvrages.
Les géomembranes thermoplastiques sont les géomembranes les plus utilisées en France et dans le monde. La particularité des géomembranes thermoplastiques est de se ramollir sous l’effet de la chaleur. Elles fondent à des températures de l’ordre de 100 à 200 °C. On peut donc les souder thermiquement.
Il existe aujourd’hui une grande variété de géomembranes. Il est donc important de présenter au lecteur les géomembranes les plus utilisées. Un des buts de cet article est de permettre au lecteur de dialoguer avec les fournisseurs de géomembranes, les laboratoires d’essais et les experts.
Pour chaque géomembrane, on indique sa composition, ses modes de production et ses méthodes d'assemblage ; ensuite, on donne des informations sur ses principales propriétés, sa durabilité et son utilisation. Ces informations sont présentées de façon simple pour que le lecteur puisse en bénéficier sans faire appel à des connaissances avancées sur le comportement des matériaux. Il y a intentionnellement des répétitions entre les textes relatifs aux différentes géomembranes pour permettre au lecteur de ne lire que la section relative à la géomembrane qui l’intéresse. L’organisation du texte, identique pour chaque type de géomembrane, facilite les comparaisons entre les différentes géomembranes.
Les propriétés des géomembranes sont généralement présentées de façon qualitative. Ceci permet au lecteur de mieux comprendre le comportement des géomembranes qu’en consultant d’interminables tableaux de valeurs numériques qui ne sont utiles qu’au moment du dimensionnement des ouvrages.
Les géomembranes décrites dans cet article sont les géomembranes PVC, polyéthylène (haute et basse densité), et polypropylène. Le nom de ces géomembranes est quelquefois trompeur. Ainsi, le polyéthylène des géomembranes PEHD (c'est-à-dire polyéthylène de haute densité) est de densité moyenne et non de haute densité ; et les géomembranes PP contiennent relativement peu de polypropylène. Comme le polymère de base n’est jamais seul, mais est associé à des additifs, on dira, par exemple, « géomembrane PVC » et non « géomembrane en PVC ».
La masse d’information présentée dans cet article est telle que des erreurs et omissions sont inévitables. Les corrections et additions qui seront soumises à l’auteur seront utilisées dans les mises à jour à venir.
Le lecteur trouvera en fin d'article une liste de termes techniques rencontrés ici, à la fois sous la forme d'un glossaire et d'un tableau de sigles.
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MOTS-CLÉS
étanchéité géomembrane Thermoplastiques Génie civil Polymères matériaux textiles matériaux de construction matériaux étanches
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Géomembranes PEBDL
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2. Géomembranes PEHD
2.1 Composition
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Polymérisation
Le polyéthylène est un polymère thermoplastique obtenu par polymérisation du monomère éthylène. La molécule du monomère éthylène a pour formule C2H4 avec une double liaison entre les deux atomes de carbone (figure 1 a). C’est grâce à cette double liaison que la polymérisation peut avoir lieu, comme on le voit sur la figure 1 b. Il est important de noter que la figure 1 b ne montre qu’une très petite fraction de la longue chaîne constituée par les atomes de carbone : en effet, une macromolécule de polyéthylène est en général une chaîne de plus de 10 000 atomes de carbone. La matière polyéthylène est constituée de nombreuses macromolécules disposées parallèlement, plus ou moins proches selon la densité du polyéthylène. Du fait de sa masse moléculaire élevée, le polyéthylène est un solide bien que le monomère de départ, l’éthylène, soit un gaz.
Le terme « chaîne moléculaire » désigne l’ensemble des atomes de carbone liés les uns aux autres dans une macromolécule. C’est en quelque sorte l’épine dorsale de la macromolécule. S’il y a une double liaison entre deux carbones de la chaîne moléculaire, l’une des deux liaisons est disponible pour former une branche latérale qui peut même se traduire par un pontage avec une macromolécule voisine.
-
Comonomères
Un polymère formé à partir de deux monomères différents (généralement dans des proportions différentes) est appelé « copolymère ». Le polyéthylène utilisé dans les géomembranes PEHD (polyéthylène haute densité) est du PEMD (polyéthylène moyenne densité) (voir § 2.2 pour la terminologie). Plus exactement, le PEMD est un copolymère dont le monomère principal est l’éthylène (C2H4) avec les comonomères...
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Géomembranes PEHD
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - TANGHE (H.) - * - . – Communication personnelle (2014).
-
(2) - GIROUD (J.P.), TISINGER (L.G.) - Relationship between PVC Geomembrane Density and Plasticizer Content. Geosynthetics International. - Vol. 2, n° 3, pp. 567-586 (1995).
-
(3) - GIROUD (J.P.), TISINGER (L.G.) - The Influence of Plasticizers on the Performance of PVC Geomembranes Geosynthetic Liner Systems : Innovations, Concerns and Designs. - Koerner, R.M. & Wilson-Fahmy, R.F., Eds., Proceedings of the 7th Symposium of the Geosynthetic Research Institute, Philadelphia, PA, USA, pp. 169-196 (December 1993).
-
(4) - GIROUD (J.P.) - Evaluation of PVC Geomembrane Shrinkage Due to Plasticizer Loss. Geosynthetics International. - Special Issue on Design of Geomembrane Applications, vol. 2, n° 6, pp. 1099-1113 (1995).
-
(5) - STARK (T.D.), CHOI (H.), DIEBEL (P.W.) - Influence of plasticizer molecular weight on plasticizer retention in PVC Geomembranes. - Geosynthetics International, 12, n° 2, pp. 99-110 (2005).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
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IGS – International Geosynthetics Society
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CFG – Comité français des géosynthétiques
-
CIGB-ICOLD – International Commission On Large Dams – Commission internationale des grands barrages
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Irstea, organisme de recherche qui travaille sur les enjeux majeurs d'une agriculture responsable et de l'aménagement durable des territoires…
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Le site de l'auteur : Jean-Pierre Giroud
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Congrès international sur les géosynthétiques
Organisé sous l’égide de l’International Geosynthetics Society (IGS), ce congrès a lieu tous les quatre ans : Paris (1977), Las Vegas (1982), Vienne (1986), La Haye (1990), Singapour (1994), Atlanta (1998), Nice (2002), Yokohama (2006), Guaruja/Sao Paulo (2010), Berlin (2014), Seoul (2018).
Des congrès régionaux, également organisés sous l’égide de l’IGS, ont lieu tous les quatre ans en Europe, Amériques, Asie et Afrique.
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