Ageing of geosynthetics used in drainage-filtration of dams and dikes: lessons deduced from the dismantling of an experimental site of drainage trenches
Vieillissement des géosynthétiques-filtres utilisés dans le drainage des ouvrages hydrauliques : enseignements tirés du démantèlement d'un dispositif expérimental ancien
Résumé
The drainage-filtration systems are the last defences against the internal erosion mechanism occurring on hydraulic structures, particularly dikes. The durability of drains, often filtered by geosynthetic products, is even more crucial given that they are almost impossible to repair.
To better understand the ageing and clogging phenomena of drains and filters, Irstea and LTHE initiated the research project "DrainAgeing" which principally consisted in dismantling an experimental site of drainage trenches,
created in 1993 Roissard (Isère).
The experimental site includes four drainage trenches from 2.0 to 2.5 m deep, about 12 m length, terraced in varied clays and protected by various geosynthetic products.
After 18 years of operation and monitoring, five of the six trenches were partially excavated in September 2011 in order to make field observations and collect samples for mechanical and hydraulic laboratory tests.
The results seem to confirm the clogging of some trenches suspected from the auscultation data analysis. According to our observations, this clogging mainly occurs at the soil/geotextile interfaces: formations of a more or less thick “cake” upstream the geotextile and of a calcite crust more or less porous downstream. Calcite crust is also observed at the soil(argile)/gravel interface in the drainage trench not equipped with a filter. In this last trench and also in trenches equipped with a high filtration opening geotextile, mud is
lying along the drain at the trench bottom. In conclusion, main lessons deduced from this experimentation and first practical recommendations are formulated.
Les dispositifs de drainage-filtration forment les derniers remparts face au mécanisme d'érosion interne des ouvrages hydrauliques, et en particulier des digues. La durabilité des drains, très souvent filtrés par des produits géosynthétiques, est d'autant plus cruciale qu'ils sont quasiment impossibles à réparer une fois construits.
Afin de mieux comprendre les phénomènes de colmatage des drains et des filtres, Irstea et le LTHE ont initié le projet de recherche « DrainAgeing » visant à démanteler un site expérimental de tranchées drainantes, créé en 1993 à Roissard (Isère).
Ce dispositif comportait six tranchées drainantes de 2,5 m de profondeur maximum et de 12 m de longueur, terrassées dans les argiles litées du site et filtrées ou drainées avec différents produits géosynthétiques.
Au terme de 18 années de fonctionnement et d'auscultation, cinq des six tranchées ont été partiellement excavées en septembre 2011 à des fins d'observation et de prélèvements d'échantillons de géomatériaux, pour essais et analyses.
Les résultats des essais confirment les amorces de colmatage de certaines tranchées que l'auscultation permettait de soupçonner. D'après nos observations, ce sont essentiellement aux interfaces géotextiles-sols que se
produisent des phénomènes de colmatage : formation d'un « cake » plus ou moins épais à l'amont des nappes géotextiles et dépôts de calcite plus ou moins poreux à l'aval. Les dépôts de calcite sont également observés à l'interface sol (argile)-gravette sur la seule tranchée non équipée de filtre
géotextile. Dans les tranchées non filtrées ou équipées d'un filtre à forte ouverture de filtration, de la boue liquide s'est déposée le long du drain autoroutier de fond.
Les principaux enseignements issus de cette expérimentation sont récapitulés en conclusion, et on y formule des premières recommandations pratiques.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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