Jet Grouting

 

On désigne par jet grouting un procédé de construction utilisant un jet de fluide à haute énergie cinétique pour déstructurer un terrain et le mélanger avec un coulis liquide.

Il ne s’agit donc pas exactement d’une technique d’injection, mais plutôt d’un procédé de mélange hydrodynamique terrain-coulis visant à former un « béton de sol » in situ dans la masse du terrain.

L’idée du jet grouting est née au Royaume-Uni à la fin des années 50. Différentes méthodes de jet grouting (jet simple, jet double, jet triple) sont utilisées en fonction de l’énergie hydrodynamique nécessaire pour détruire et mélanger le terrain avec un coulis liquide. Elles s’appliquent aussi bien à des traitements de masse que des traitements linéaires ou des inclusions, dans des sols meubles facilement ou difficilement injectables.

Le jet grouting fait appel, séparément ou en combinaison, à trois phénomènes physiques :

  • déstructuration du terrain par un jet à très grande vitesse,
  • extraction d’une partie du terrain jusqu’à la surface par les fluides de jetting,
  • incorporation d’un liant apporté par le coulis.

Le traitement se déroule généralement ainsi :

  • réalisation d’un forage de petit diamètre (100 à 200 mm) sur la hauteur à traiter,
  • dans ce forage, mise en vitesse d’un jet de fluide envoyé par une pompe à haute pression (plusieurs dizaines de MPa) à travers une ou plusieurs buses de petit diamètre (1 à 10 mm) placées sur un « moniteur » au pied d’un train de tiges de diamètre 70 à 100 mm,
  • remontée lente des tiges, avec mise en rotation pour former une colonne de béton de sol.

Pendant la phase jet, les volumes en excès du mélange sol-ciment (appelés « rejets ») doivent ressortir librement en tête de forage (sinon, l’excès de matériaux risque de « claquer » le terrain et de créer des désordres au voisinage) et être évacués du chantier au fur et à mesure.

Le résultat (diamètre, composition, résistance des colonnes) dépend des paramètres du traitement (vitesses de translation et de rotation des tiges, pressions et débit des fluides utilisés, dosage du coulis), des caractéristiques du terrain en place (nature, granulométrie, composition, compacité) et de la méthode employée (simple, double ou triple).

LES PRINCIPALES MÉTHODES

Jet simple

Dans ce procédé, le fluide du jet est le coulis lui-même, qui assure les trois fonctions de déstructuration, extraction et incorporation.

Une partie importante de l’énergie cinétique du jet est dissipée par frottement dans le terrain mis en suspension et les rejets formés deviennent parfois trop visqueux pour remonter librement jusqu’en tête de forage.

Jet double

Si on protège le jet de coulis à très grande vitesse par un jet d’air annulaire, le rayon d’action du jet en face du même terrain se trouve considérablement augmenté par le cône d’air enveloppant.

Dans le procédé jet double, le rôle de l’air est d’améliorer les possibilités d’extraction du terrain en place par phénomène d’air lift.

Jet triple

Dans le jet triple, les fonctions déstructuration et extraction du terrain sont obtenues par un jet double d’eau et d’air séparément de la fonction d’incorporation du liant assurée par un jet de coulis envoyé simultanément à basse pression (quelques MPa) par une buse inférieure.

La pompe et le circuit haute pression utilisés en jet triple ne supportent que de l’eau, avec en contre partie la nécessité d’une pompe supplémentaire à basse pression pour le coulis et d’une ligne d’outils à triple tube.

 

 

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