CA1278927C - Dispositif pour drainer des sols en profondeur - Google Patents
Dispositif pour drainer des sols en profondeurInfo
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- CA1278927C CA1278927C CA000531641A CA531641A CA1278927C CA 1278927 C CA1278927 C CA 1278927C CA 000531641 A CA000531641 A CA 000531641A CA 531641 A CA531641 A CA 531641A CA 1278927 C CA1278927 C CA 1278927C
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
Chaque drain comprend un tube muni de perforations dans sa partie médiane (1), à parois pleines et bouché à sa partie inférieure pour former une cuvette (2), et à parois pleines et ouvert à sa partie supérieure (4). Un tuyau de siphonnage (6) plonge à sa partie inférieur (3) en permanence dans la cuvette (2), remonte clans le tube (1) pour ressortir par un conduit latéral (5) et redescendre vers une sortie d'exutoire (8). La sortie (8) est au même niveau que le bord supérieur de la cuvette (2) si bien que l'extrémité (3) du tuyau (6) est toujours immergée et que le siphon ne peut se désamorcer même en période sèche et ne nécessite pas d'intervention.
Description
7~ 7 DISPOSITIF POUR DRAINER DES SOLS EN PROFONDE~R
La présente invention concerne un disposi-tif permettant de drainer les sols en profondeur, en siphonnant l'eau captée par un ou plusieurs drains placés dans le terrain.
Traditionnellement, le drainage est effectué, soit par pompage par des pointes filtrantes reliées à une pompe à vide ou par des puits dotés de pompes, soit par évacuation gravitaire quand elle est possible par des drains subhorizontaux, tranchées, parois ou éperons drainants, les eaux pouvant eventu-ellement etre pompees dans le cas des tranchees ou parois si l'evacuation gravitaire n'est pas possible.
Ces solutions presentent toutes de serieux inconvenients. Ainsi le pompage assu~ettit aux contraintes du dispositif d'exploi-tation nécessaire.
Les drains subhorizontaux posent des problèmes d'accessibilité des engins de forage, du fait de la pente nécessaire et de la situation subhorizon-tale, la pénétration de la formation aquifère est peu efficace, et en outre, les surfaces de glissement du terrain coupent ces drains qui sont cisailles.
Les tranchees drainantes, elles, ne sont envisa~eables que pour une profondeur maximale de quatre mètres. Les parois drainantes, variantes des tranchees, demandent une technique de mise en oeuvre equivalente à celle des parois moulees et sont donc très chères et les eperons drainants ont une effica-cite très limitée.
Dans le brevet FR 737.965, sans qu'un exemple en soit représenté ou même véritablement décrit, a été envisagé de substituer aux drains subhorizontaux, quand leur forage présente trop de difficultes, des drains ou trous verticaux qui seraient evacues par siphonnage. Les siphons evoques doivent se terminer en vue de l'amorçage par des soupapes permettant la sortie d'eau moins non la 7~39;~7 rentree d'air et l'amorçage, ou le reamorsage, ne-cessite le raccordement à un dispositif d'aspiration par pompe à eau ou à vide et, lorsque l'evacuation a atteint un cer-tain degré, le siphon se desamorce automatiquement et devra être réactive regulièrement (quotidiennement) par du personnel muni de pompes à
main à postes fixes ou portatives, à moins qu'un dispositif de pompe motorisee ne soit installe à
demeure pour fonctionner en permanence. Cette technique provoque une alternance de descentes et de remontees d'eau, ce qui va à l'encontre de la recherche de la stabilite même du terrain. Par ailleurs, les trous de drainage à siphonner pouvant se trouver dans des sites très varies, souvent difficiles d'accès, les besoins en materiel et en personnel d'interven-tion et de surveillance sont considerables, aussi cette technique a-t-elle ete abandonnee au profit des solutions evoquées plus haut, relativement moins dispendieuses malgré leur coût très élevé.
La présente invention vise à surmonter les inconvénients de l'état de la technique qui vient d'être commenté en proposant un dispositif de draina-ge par siphonnage, susceptible de fonctionner en permanence et de façon autonome sans risque de désamorçage, et ne nécessitant donc pas d'interven-tions répetees ni de surveillance systematique.
Les caracteristiques de l'invention qui font l'objet des revendications et certains avantages apparaitront à la lumière de la description qui suit et pour l'intelligence de laquelle on se refèrera aux dessins, dont:
- la figure 1 illustre en coupe très schematique le principe d'un dispositif de drain-siphon selon l'invention, f~
8~
- la figure 2 montre en coupe et perspective un exemple de mise en oeuvre du dispositif selon l'in-vention pour le drainage en amont d'une route sur un site en devers.
Dans ce qui suit, l'invention est exposee en prenant l'exernple du drainage du cote amont d'une route sur un site en dévers où le terrain est suscep-tible de glisser. Il est clair que cet exemple n'est nullement limitatif et que l'invention peut trouver sont application dans bien d'autres cas, comme cela apparaîtra clairement à l'homme du métier.
Le drain de la figure 1 est vertical, mais toute inclinaison de la verticale à l'horizontale est possible sans que le Eonctionnernent de pri.ncipe en soit changé. Le drain est soit placé dans un forage préalable, soit battu, vibre ou lance selon les techniques connues. Il est essentiellement constitué
par un tube, par exemple en materiau plastique approprié à cette utilisation. Ce tube comporte sur la plus grande partie de sa longueur une partie 1 munie de perforations et formant crépine et représen-tant par sa fonction le drain proprement dit. A son extrémité inférieure, il est ferme et ses parois sont pleines pour former une cuvette ou réservoir 2. Il est en outre surmonté par une partie tubulaire a parois pleines 4 ouverte vers le haut. Cette partie supérieure 4 comporte en outre au moins un conduit latéral 5 et débouche en haut dans un regard de visite, fermé comme il est usuel, par un couvercle 7 formant avantageusement bouche à clé conventionnelle.
Les eaux d'infiltration en provenance de la nappe aquifère amont 9 (figure 2) pénètrent le drain par la partie crépinee 1 et le remplissent jusqu'à un certain niveau superieur au bord superieur de la cuvette 2 en rabattant la nappe (referencee par 10 en aval).
8~
Dans le tube, un tuyau de siphonnage 6 plonge en permanence par son extremite inferieure 3 dans la cuvette 2, monte à l'interieur du drain pour en ressor-tir par le conduit lateral 5 e-t, après une section intermediaire eventuelle 11 qui peut être proche de l'hori~ontale, pou:r la traversee de route, redescendre vers un exu-toire à son extremite 8 situee en altitude au niveau du bord superieur de la cuvette
La présente invention concerne un disposi-tif permettant de drainer les sols en profondeur, en siphonnant l'eau captée par un ou plusieurs drains placés dans le terrain.
Traditionnellement, le drainage est effectué, soit par pompage par des pointes filtrantes reliées à une pompe à vide ou par des puits dotés de pompes, soit par évacuation gravitaire quand elle est possible par des drains subhorizontaux, tranchées, parois ou éperons drainants, les eaux pouvant eventu-ellement etre pompees dans le cas des tranchees ou parois si l'evacuation gravitaire n'est pas possible.
Ces solutions presentent toutes de serieux inconvenients. Ainsi le pompage assu~ettit aux contraintes du dispositif d'exploi-tation nécessaire.
Les drains subhorizontaux posent des problèmes d'accessibilité des engins de forage, du fait de la pente nécessaire et de la situation subhorizon-tale, la pénétration de la formation aquifère est peu efficace, et en outre, les surfaces de glissement du terrain coupent ces drains qui sont cisailles.
Les tranchees drainantes, elles, ne sont envisa~eables que pour une profondeur maximale de quatre mètres. Les parois drainantes, variantes des tranchees, demandent une technique de mise en oeuvre equivalente à celle des parois moulees et sont donc très chères et les eperons drainants ont une effica-cite très limitée.
Dans le brevet FR 737.965, sans qu'un exemple en soit représenté ou même véritablement décrit, a été envisagé de substituer aux drains subhorizontaux, quand leur forage présente trop de difficultes, des drains ou trous verticaux qui seraient evacues par siphonnage. Les siphons evoques doivent se terminer en vue de l'amorçage par des soupapes permettant la sortie d'eau moins non la 7~39;~7 rentree d'air et l'amorçage, ou le reamorsage, ne-cessite le raccordement à un dispositif d'aspiration par pompe à eau ou à vide et, lorsque l'evacuation a atteint un cer-tain degré, le siphon se desamorce automatiquement et devra être réactive regulièrement (quotidiennement) par du personnel muni de pompes à
main à postes fixes ou portatives, à moins qu'un dispositif de pompe motorisee ne soit installe à
demeure pour fonctionner en permanence. Cette technique provoque une alternance de descentes et de remontees d'eau, ce qui va à l'encontre de la recherche de la stabilite même du terrain. Par ailleurs, les trous de drainage à siphonner pouvant se trouver dans des sites très varies, souvent difficiles d'accès, les besoins en materiel et en personnel d'interven-tion et de surveillance sont considerables, aussi cette technique a-t-elle ete abandonnee au profit des solutions evoquées plus haut, relativement moins dispendieuses malgré leur coût très élevé.
La présente invention vise à surmonter les inconvénients de l'état de la technique qui vient d'être commenté en proposant un dispositif de draina-ge par siphonnage, susceptible de fonctionner en permanence et de façon autonome sans risque de désamorçage, et ne nécessitant donc pas d'interven-tions répetees ni de surveillance systematique.
Les caracteristiques de l'invention qui font l'objet des revendications et certains avantages apparaitront à la lumière de la description qui suit et pour l'intelligence de laquelle on se refèrera aux dessins, dont:
- la figure 1 illustre en coupe très schematique le principe d'un dispositif de drain-siphon selon l'invention, f~
8~
- la figure 2 montre en coupe et perspective un exemple de mise en oeuvre du dispositif selon l'in-vention pour le drainage en amont d'une route sur un site en devers.
Dans ce qui suit, l'invention est exposee en prenant l'exernple du drainage du cote amont d'une route sur un site en dévers où le terrain est suscep-tible de glisser. Il est clair que cet exemple n'est nullement limitatif et que l'invention peut trouver sont application dans bien d'autres cas, comme cela apparaîtra clairement à l'homme du métier.
Le drain de la figure 1 est vertical, mais toute inclinaison de la verticale à l'horizontale est possible sans que le Eonctionnernent de pri.ncipe en soit changé. Le drain est soit placé dans un forage préalable, soit battu, vibre ou lance selon les techniques connues. Il est essentiellement constitué
par un tube, par exemple en materiau plastique approprié à cette utilisation. Ce tube comporte sur la plus grande partie de sa longueur une partie 1 munie de perforations et formant crépine et représen-tant par sa fonction le drain proprement dit. A son extrémité inférieure, il est ferme et ses parois sont pleines pour former une cuvette ou réservoir 2. Il est en outre surmonté par une partie tubulaire a parois pleines 4 ouverte vers le haut. Cette partie supérieure 4 comporte en outre au moins un conduit latéral 5 et débouche en haut dans un regard de visite, fermé comme il est usuel, par un couvercle 7 formant avantageusement bouche à clé conventionnelle.
Les eaux d'infiltration en provenance de la nappe aquifère amont 9 (figure 2) pénètrent le drain par la partie crépinee 1 et le remplissent jusqu'à un certain niveau superieur au bord superieur de la cuvette 2 en rabattant la nappe (referencee par 10 en aval).
8~
Dans le tube, un tuyau de siphonnage 6 plonge en permanence par son extremite inferieure 3 dans la cuvette 2, monte à l'interieur du drain pour en ressor-tir par le conduit lateral 5 e-t, après une section intermediaire eventuelle 11 qui peut être proche de l'hori~ontale, pou:r la traversee de route, redescendre vers un exu-toire à son extremite 8 situee en altitude au niveau du bord superieur de la cuvette
2 pour que l'effet de siphon puisse jouer sans que lQ cette cuvette 2 puisse etre videe par l'effet de siphon.
Compte tenu de la pression atmospherique, des pertes de charge dans le tube de siphonnage 6, et autres phénomènes de cavitation et de degazage, on veillera, pour un fonctionne~lent fiable, à ce que les differences d'altitude entre le point le plus haut du tube 11 e-t respecti.vement le niveau superieur de la cuvette 2 et l'extrémite d'exu-toire 8, ou le niveau d'eau d'un puits ou bassin où se trouverait cette extremite 8, n'excède pas 9 mètres.
De ce qui precède, il est clair que l'extremite 3 du tube siphon 6 etant constamment immergee dans la cuvette 2 qui ne peut jamais se vider, le siphon ne peut en aucun cas se desamorcer de ce côte, même lorsque la nappe 9, 10 a ete ra-battue au niveau du bord superieur de la cuvette 2, ou par exemple en periode sèche, elle est tombee a un niveau inferieur. Dans ce cas, le siphon ne sera evidemment plus actif puisqu'il n'y aura plus d'eau à
drainer, mais reprendra automatiquement son activite dès que de nouvelles infiltrations se produiront dans le drain et que le niveau d'eau aura tendance à y remonter.
Un problème d'entree d'air dans le tube siphon 6 par son extremite d'exutoire 8 pouvani se poser, on evitera cet incident en donnant à cette extremite 8 une forme relevee, par exemple en crosse ~ri ~L~J'~89~
comme represente aux dessins. De meme, cette extre-mite 8, toujours placee en un site où la topographie permet d'assurer la denivelee requise, comme évoqué
plus haut, pourra être disposee dans un puits du type connu comme puits de trop-plein ou dans un puisard dont le niveau peut être éventuellement maintenu par pompage classique.
Comme déjà évoque plus haut, des phénomè-nes de cavitation et de degazage pourraient dans des conditions e~trêmes, se produire dans le tube siphon 6 et engendrer des poches à la partie haute de celui-ci et nuire au bon fonctionnement. Ces pheno-mènes dépendent en grande partie de l'état de surface interne du tube siphon 6 et du debit de siphonnage.
Aussi utilisera-t-on de préference des tuyaux en matériaux plastiques, par exemple du type connu sous la marque de commerce RILSAN qui semblent donner d'excellen-ts résultats.
En ou-tre, selon le régime des eaux souter-raines propre au sol, on pourra doubler ou tripler le siphon par des tubes montés en parallèle cote à cote mais de différents diamètres l'un suppléant l'autre selon les circonstances locales et/ou momentanées.
- Avantageusement, de plus, le ou les tubes siphons, depuis leur sortie du drain par le conduit latéral 5, c'est-à-dire dans la partie intermédiaire 11 et la partie descendante 12, seront abrités dans une gaine de protection elle-même protégée en tran-chée par un calage au sable conventionnel. La profondeur d'enfouissement dans la tranchée, de meme que la profondeur des conduits latéraux 5 ou de la sortie d'exutoire 8 par rapport à la surface du sol, seront suffisantes pour constituer une garde au gel.
On notera que la technique qui vient d'etre décrite permet de mettre en oeuvre les drains de façon isolee, ou en parallèle vers un exutoire commun, eventuellement dans un puits de trop-plein, 8~;~'i) ou encore, en cascade, un drain amont étant siphonné
dans un drain aval, ces montages pouvant etre combi-nes de toute manière localement appropriee y compris en cooperation avec des drains subhorizontaux classi-ques.
Comme dejà dit, on a toujours un niveau d'eau residuel dans la cuvette 2, ce qui empeche le siphon de se désamorcer et le remet en débit des que des infiltrations se presentent pour faire remonter ce niveau.
Pour le premier amorSage, trois solutions sont indiquées: on remplit le drain par apport d'eau jusqu'à une cote superieure au point le plus haut du tube siphon 6, ou bien on procède à une aspiration 15 par la sortie 8 du siphon, ou, de preference, on injecte de l'eau à partir de la sortie 8, ce qui a l'avantage de chasser tout l'air présent dans le siphon.
Lorsque les dralns siphons selon l'inven-tion sont mis en place dans le terrain en période sèche, on peut les amorcer immediatement par remplis-sage, comme dejà dit, et ils seront prets à entrer en debit sans autre invervention, dès que, en période humide, le niveau de la nappe sera remonte au-dessus de celui du bord superieur des cuvettes 2, ce qui presente un avan-tage considerable par rapport à la technique de siphonnage classique.
~i -6-
Compte tenu de la pression atmospherique, des pertes de charge dans le tube de siphonnage 6, et autres phénomènes de cavitation et de degazage, on veillera, pour un fonctionne~lent fiable, à ce que les differences d'altitude entre le point le plus haut du tube 11 e-t respecti.vement le niveau superieur de la cuvette 2 et l'extrémite d'exu-toire 8, ou le niveau d'eau d'un puits ou bassin où se trouverait cette extremite 8, n'excède pas 9 mètres.
De ce qui precède, il est clair que l'extremite 3 du tube siphon 6 etant constamment immergee dans la cuvette 2 qui ne peut jamais se vider, le siphon ne peut en aucun cas se desamorcer de ce côte, même lorsque la nappe 9, 10 a ete ra-battue au niveau du bord superieur de la cuvette 2, ou par exemple en periode sèche, elle est tombee a un niveau inferieur. Dans ce cas, le siphon ne sera evidemment plus actif puisqu'il n'y aura plus d'eau à
drainer, mais reprendra automatiquement son activite dès que de nouvelles infiltrations se produiront dans le drain et que le niveau d'eau aura tendance à y remonter.
Un problème d'entree d'air dans le tube siphon 6 par son extremite d'exutoire 8 pouvani se poser, on evitera cet incident en donnant à cette extremite 8 une forme relevee, par exemple en crosse ~ri ~L~J'~89~
comme represente aux dessins. De meme, cette extre-mite 8, toujours placee en un site où la topographie permet d'assurer la denivelee requise, comme évoqué
plus haut, pourra être disposee dans un puits du type connu comme puits de trop-plein ou dans un puisard dont le niveau peut être éventuellement maintenu par pompage classique.
Comme déjà évoque plus haut, des phénomè-nes de cavitation et de degazage pourraient dans des conditions e~trêmes, se produire dans le tube siphon 6 et engendrer des poches à la partie haute de celui-ci et nuire au bon fonctionnement. Ces pheno-mènes dépendent en grande partie de l'état de surface interne du tube siphon 6 et du debit de siphonnage.
Aussi utilisera-t-on de préference des tuyaux en matériaux plastiques, par exemple du type connu sous la marque de commerce RILSAN qui semblent donner d'excellen-ts résultats.
En ou-tre, selon le régime des eaux souter-raines propre au sol, on pourra doubler ou tripler le siphon par des tubes montés en parallèle cote à cote mais de différents diamètres l'un suppléant l'autre selon les circonstances locales et/ou momentanées.
- Avantageusement, de plus, le ou les tubes siphons, depuis leur sortie du drain par le conduit latéral 5, c'est-à-dire dans la partie intermédiaire 11 et la partie descendante 12, seront abrités dans une gaine de protection elle-même protégée en tran-chée par un calage au sable conventionnel. La profondeur d'enfouissement dans la tranchée, de meme que la profondeur des conduits latéraux 5 ou de la sortie d'exutoire 8 par rapport à la surface du sol, seront suffisantes pour constituer une garde au gel.
On notera que la technique qui vient d'etre décrite permet de mettre en oeuvre les drains de façon isolee, ou en parallèle vers un exutoire commun, eventuellement dans un puits de trop-plein, 8~;~'i) ou encore, en cascade, un drain amont étant siphonné
dans un drain aval, ces montages pouvant etre combi-nes de toute manière localement appropriee y compris en cooperation avec des drains subhorizontaux classi-ques.
Comme dejà dit, on a toujours un niveau d'eau residuel dans la cuvette 2, ce qui empeche le siphon de se désamorcer et le remet en débit des que des infiltrations se presentent pour faire remonter ce niveau.
Pour le premier amorSage, trois solutions sont indiquées: on remplit le drain par apport d'eau jusqu'à une cote superieure au point le plus haut du tube siphon 6, ou bien on procède à une aspiration 15 par la sortie 8 du siphon, ou, de preference, on injecte de l'eau à partir de la sortie 8, ce qui a l'avantage de chasser tout l'air présent dans le siphon.
Lorsque les dralns siphons selon l'inven-tion sont mis en place dans le terrain en période sèche, on peut les amorcer immediatement par remplis-sage, comme dejà dit, et ils seront prets à entrer en debit sans autre invervention, dès que, en période humide, le niveau de la nappe sera remonte au-dessus de celui du bord superieur des cuvettes 2, ce qui presente un avan-tage considerable par rapport à la technique de siphonnage classique.
~i -6-
Claims (7)
1. Dispositif pour drainer les sols en profondeur par siphonnage de l'eau captée par des drains placés dans le terrain, caractérisé par le fait que chaque drain comprend un tube muni de perforations dans sa partie médiane (1), à parois pleines et bouché à sa partie inférieure pour former une cuvette (2) et à parois pleines et ouvert à sa partie supérieure (4), cette partie supérieure (4) étant munie d'un conduit latéral (5), au moins un tuyau de siphonnage (6) plongeant en permanence par son extrémité inférieure (3) dans la cuvette (2), remontant à l'intérieur du tube (1) pour sortir par le conduit latéral (5) et redescendre (11, 12) vers un exutoire (8) situé, en altitude, au niveau du bord supérieur de la cuvette (2).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie supérieure (4) du drain est surmontée d'un couvercle formant regard de visite (7).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'extrémité d'exutoire (8) du tuyau de siphonnage (6, 11, 12) est relevée en force de crosse.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'extrémité d'exutoire (8) du tuyau de siphonnage baigne dans un puisard ou puits de trop-plein.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que la différence d'altitude entre le point le plus haut du tuyau de siphonnage (6) et respectivement le bord supérieur de la cuvette (2) et la sortie d'exutoire (8) est au plus égale 9 mètres.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que pour un même drain, il comporte plusieurs tuyaux de siphonnage (6) de diamètres différents.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que la partie du ou des tuyaux de siphonnage (11, 12) entre le conduit latéral (5) et la sortie d'exutoire (8) est abritée dans une gaine de protection.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA000531641A CA1278927C (fr) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | Dispositif pour drainer des sols en profondeur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA000531641A CA1278927C (fr) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | Dispositif pour drainer des sols en profondeur |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1278927C true CA1278927C (fr) | 1991-01-15 |
Family
ID=4135136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA000531641A Expired - Fee Related CA1278927C (fr) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | Dispositif pour drainer des sols en profondeur |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1278927C (fr) |
-
1987
- 1987-03-10 CA CA000531641A patent/CA1278927C/fr not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MKLA | Lapsed |